《科學》：成人大腦暗藏 “神經元再生” 的能力

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我們知道，人體總在持續生成新細胞。結腸腸壁每五到七天就煥然一新；紅細胞隔幾周完成一次自我更替；皮膚細胞大約每月更新一輪。

不過有些部位是例外。作為在大腦、脊髓與感覺器官間的高速傳遞信息的基本元件，絕大多數神經元的壽命與人體壽命等長。對神經元而言，所謂的自我更新并不存在；對成年人類而言，大腦的神經發生(neurogenesis)，即生成新神經元的過程，早已終止。

20世紀末，神經科學界的主流觀點依然是：人體在童年期結束后就全面停止神經元生成，青春期擁有多少神經元，這輩子就不會超過這數了——只可能失去它們或重組它們。

但近些年，關于成年人神經元生成能力的觀點開始轉變。部分神經科學家現在認為，人腦至少有兩個區域似乎能終生持續產生神經元，它們分別是負責學習記憶的海馬體和能將動機轉化為行動的獎賞中樞腹側紋狀體。

2025年7月3日，《科學》雜志帶來最新發現：部分人群的海馬體直至晚年仍能制造新的細胞。這一證據無疑使“人腦能否終生發育”之爭往單邊傾斜。若能在此基礎上，更深入理解成人的神經發生現象，明確其所在的具體位置，我們有望以更先進的方式治療神經系統疾病，甚至干預正常衰老過程。

許多動物一輩子都在神經發生

人類為何例外？

過往針對嚙齒動物、豬和猴子的研究表明，這些哺乳動物確實存在持續終生的神經發生現象；鳥類亦然。

但鑒于人類大腦存在明顯有別于其他物種的結構與發育特征，部分科學家主張人類與眾生不同：為維持復雜而高效的大腦功能，我們可能缺乏終生的神經發生機制；新神經元看似有益，但過度活躍的連接可能導致功能紊亂。

現階段的相關研究面臨很大挑戰，因為技術障礙決定研究者難以通過活體頭顱觀測細胞水平的變化，可觀察的樣本主要來自癲癇患者接受手術時被取出的少量腦組織，或逝者捐獻的解剖樣本。

加州大學舊金山分校神經學家兼發育神經科學家梅賽德斯·帕雷德斯(Mercedes Paredes，未參與新工作)發表評價：《科學》新成果采用了非常強有力的技術手段，它為應用新型腦研究技術、解析真實存在的細胞類型提供了一個理想起點。 值得一提的是，帕雷德斯過去開展的實驗得出了一些與此相反的結論。

其他關于成人神經發生可能性的研究，主要通過分析腦組織內的蛋白質和免疫特征，來判斷新神經元是否形成以及形成的位置和頻率。當然，這些研究結論相互矛盾。例如：一些團隊報道的新生細胞發現，未能在帕雷德斯2018年的工作中復現；另有少數研究采用碳同位素細胞測年法測定神經元年齡，在成人大腦中發現了更年輕的新細胞。

不過迄今為止，尚無任何方法能可靠鎖定具有新生神經元潛能的干細胞或祖細胞。

新方法填補了關鍵環節

還是混淆了錯誤細胞？

新論文的通信作者、瑞典卡羅林斯卡學院發育生物學家喬納斯·弗里森(Jonas Frisén)認為，此項發現就是那個可靠鎖定新生神經元的有力答案，填補關于神經發生現象的一環認知缺失。

在尋找關鍵環節的過程中，弗里森團隊先系統梳理科學文獻，匯編出與海馬體神經發生相關的活性基因列表，隨后通過對比6名已故兒童及嬰兒捐贈者的腦組織樣本RNA序列，驗證了這些基因標記(主要來自動物研究)，接著針對來自19名年齡在13歲至78歲的捐贈者的腦組織樣本，進行線粒體RNA測序，運用3種不同機器學習算法分析序列，識別出可能處于形成階段的中間態神經細胞。

在分析的數十萬個細胞中，團隊從19份樣本里鑒定出354個疑似新生神經元前體細胞，包括幾十個來自成年人的干細胞和神經母細胞；但其分布不均，僅半數青少年樣本和14份成人樣本中的5份存在這些細胞。值得注意的是，新生神經元存在與否似乎與年齡或已確診疾病無明確關聯。研究人員發現，一名無已知病變的58歲捐贈者提供了數量最多的神經發生相關細胞。

新研究的另一位作者、卡羅林斯卡學院神經科學家瑪爾塔·帕特里尼(Marta Paterlini)表示：“我們確證了成人大腦存在活躍的神經發生現象。”

帕特里尼的同事、專注機器學習的同事伊昂努特·杜米特魯(Ionut Dumitru)也強調：“我們對數據充滿信心。希望這項歷時8年的工作可以結束爭議?！?/p>

但并非所有專家都認同帕特里尼等人的說法——那些疑似新生細胞果真是成人腦中新生的神經元嗎？

匹茲堡大學神經科學家肖恩·索雷爾斯(Shawn Sorrells，曾與帕雷德斯共事)說道：“初聞新發現時，我非常興奮。他們用的正是鑒定罕見細胞亞型所需的研究方法。但深入研讀后，我對細胞發現數量之少感到失望?！?/p>

索雷爾斯提出了其他可能的解釋?？赡苄宰畲蟮囊环N是，他們找尋的那類新生細胞在絕大多數人體內都極為罕見或根本不存在。另一種理論則是，他們發現的所謂成人神經干細胞并非真正的新生神經元，而是某些與疾病進程相關的產物，或完全屬于其他細胞類型?！?/p>

人腦里確實存在終生持續分裂的細胞，那就是神經膠質細胞。作為大腦重要的支持性細胞，它們連接神經元，協助完成神經信號傳遞工作，堪稱神經元的“后勤團隊”。根據索雷爾斯的說法，帕特里尼等人可能無意地將部分膠質干細胞納入了分析范圍。

神經科學家為何執著于新生的神經元？

帕雷德斯與索雷爾斯都認為，需要更多研究來驗證新研究的結論。

前者提出對人類與動物細胞進行直接的形態學比較。后者則將徹底解決爭議的希望寄托于更先進的大腦成像技術?！叭裟荛L期追蹤同一批細胞并觀察其發育過程，有望得到關于神經發生的最有力證據?！碑斎唬壳盁o法實踐這種研究方式。

科學探索仍在繼續。正如《科學》新論文所指出的，如果某些健康人群的海馬體確能終生持續形成新神經元，這將對阿爾茨海默病等精神疾病和神經退行性疾病的治療產生重大影響。動物研究表明，此類疾病與新生神經元不足有關。

另一方面，弗里森表示，新發現或許也會助推我們更深入理解所謂的健康衰老(healthy aging)機制與神經可塑性，甚至以更先進的方式做出干預改善。或許在不久的將來，成人神經干細胞可用于幫助腦損傷患者康復。

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