新的研究表明，在成年人中生成新的脑细胞支持语言学习和记忆，将减少神经发生与认知衰退联系起来，并突显了通过促进神经发生来增强认知健康的潜在治疗方法。图片来源：SciTechDaily.com
南加州大学的研究人员发现，成人大脑中新神经元的生成（即神经发生）对于语言学习和记忆至关重要。
这项利用癫痫患者脑组织的研究首次提供了直接证据，证明成年期新脑细胞的生成支持语言学习和记忆。这种能力有助于人们进行对话并记住他们听到的内容。研究结果可能为恢复认知功能的创新治疗方法铺平道路。
该研究由南加州大学干细胞研究所和南加州大学凯克医学院神经修复中心的科学家进行，研究对象是患有药物难治性内侧颞叶癫痫（MTLE）的患者的脑组织。这种疾病的特点是癫痫发作和加速的认知衰退。
新生神经元（绿色和紫色细胞）在癫痫患者的脑组织中。图片来源：Aswathy Ammothumkandy/Bonaguidi 实验室/南加州大学干细胞研究所
成人神经发生与认知功能
为什么成人大脑会生长新的神经元？今天（12月5日）发表在《细胞干细胞》杂志上的一项开创性研究首次提供了直接证据，证明成年期新脑细胞的生成支持语言学习和记忆。这种能力有助于人们进行对话并记住他们听到的内容。研究结果可能为恢复认知功能的创新治疗方法铺平道路。
“治疗癫痫患者使我们能够研究大脑生成新神经元的目的。我们观察到其中一个原因是通过对话学习。”该研究的共同通讯作者、南加州大学干细胞生物学和再生医学、老年学、生物化学和分子医学、生物医学工程和神经外科副教授兼南加州大学神经修复中心助理主任 Michael Bonaguidi 说。
“这些发现不仅对所有遭受学习和认知衰退的人很重要，也特别适用于参与研究的癫痫患者。”该研究的另一位共同通讯作者、南加州大学神经外科、神经学和生物医学工程教授、南加州大学神经修复中心主任及南加州大学癫痫护理联盟主任 Charles Liu 补充道。
研究方法和癫痫患者中的发现
在这项研究中，第一作者 Aswathy Ammothumkandy 和 Luis Corona 及其合作者调查了生成新脑细胞的过程（称为神经发生）如何影响 MTLE 进展期间的不同类型认知衰退。
研究人员发现，MTLE 患者在许多领域经历了认知衰退，包括语言学习和记忆、智力和视空间技能。对于语言学习和记忆以及智力，患者在最初的 20 年癫痫发作期间经历了急剧下降。在同一二十年间，神经发生减慢到几乎无法检测到未成熟脑细胞的程度。
神经发生对认知健康的影响
基于这些观察，科学家们寻找未成熟脑细胞数量与 MTLE 相关的主要认知衰退领域之间的联系。他们发现，未成熟脑细胞数量减少与语言学习和记忆之间的关联最强。
这是一个令人惊讶的发现，因为啮齿动物和其他实验动物的神经发生水平对使用视空间技能的学习和记忆有贡献。神经发生对语言学习和记忆的作用突显了研究人类脑组织的价值。这些极其宝贵的手术标本是由兰乔洛杉矶癫痫中心的患者慷慨捐赠的，该中心是一个独特的公共安全网卫生系统资源，推动了该地区未保险人群的医疗保健和研究公平。在复杂的手术过程中，神经外科医生仔细切除了受影响的海马体部分，治愈了大多数患者的癫痫发作。
“我们的研究首次提供了细胞层面的证据，证明神经发生如何贡献于人类认知——在这种情况下，语言学习和记忆。”Bonaguidi 说。“这项工作为未来探索通过促进神经发生来改善语言学习和记忆的方法打开了大门，可能通过锻炼或治疗药物实现。这些方法不仅可能帮助 MTLE 患者、阿尔茨海默病和痴呆症患者，还有助于我们所有人应对衰老的大脑。”
参考文献：“人类成年期神经发生的丧失与癫痫进展期间的认知衰退相对应”，2024年12月5日，《细胞干细胞》。DOI: 10.1016/j.stem.2024.11.002
南卡罗来纳医科大学神经心理学家 Jason Smith 也是该研究的共同通讯作者。其他作者包括：Kristine Ravina、Victoria Wolseley、Jeremy Nelson、Nadiya Atai、Aidin Abedi、Lina DaOrazio、Alisha Cayce、Carol McClearly、George Nune、Laura Kalayjian、Darrin Lee、Brian Lee、Christianne Heck、Robert Chow 和 Jonathan Russin（来自南加州大学）；Nora Jimenez（来自洛杉矶综合医院）；Michelle Armacost（来自南加州大学和兰乔洛杉矶国家康复中心）；Virginia Zuverza-Chavarria（来自兰乔洛杉矶国家康复中心）。
这项工作的30%得到了美国国立卫生研究院（R56AG064077、R01AG076956 和 U01MH098937 授予）的联邦资金支持。其他支持来自唐纳德·E·和德莉娅·B·贝克基金会、L.K.惠特尔基金会、西蒙-施特劳斯基金会、治愈阿尔茨海默病基金、埃利和埃迪特·布罗德基金会、南加州大学神经修复中心、鲁迪·舒尔特研究所、美国癫痫学会和加利福尼亚再生医学研究所。
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