成年人大脑中的神经元是否可以再生?

众所周知,人类的大脑大约由83~1000亿个神经细胞所组成,人们之所以会思考,是源于神经细胞间兴奋传导后的结果。

当然,这个传导类似于小孩子们玩的传话游戏,不过神经元的传话游戏更为复杂。首先,信息的传递路线不是单线的。下游神经元往往会同时接收多条信息,然后在加以整合后传递出去。再者,同样的信息,可能会因为不同的下游细胞而产生不同的解读,比如拥有兴奋性突触后神经电位属性的神经元会对上游信息的到来呈现兴奋反应,而拥有抑制型突触后神经电位特性的神经元则呈现压抑神经兴奋的结果。此外,神经系统的运作其实并不只单靠神经细胞而已,想要保持正常的运作,神经胶质细胞的辅助也相当重要。

神经的损伤是否无法进行修复?

大脑虽然说异常的复杂,不过科学家们的研究工作还是得继续,毕竟可以为人类带来很多的希望。对于“成年人大脑中的神经元是否可以再生?”这个问题,可以从很多方面来推测。神经组织学的研究显示,人类的大脑细胞间的突触在25岁发展高峰期之后,似乎会减少。这些是否会因此限制我们对新事物的学习与发展?这些突触的消失是否意味着我们老化的开始?人类的大脑是否有“替补机制”,像是有原始的、未分化的干细胞来对抗这样的老化现象?

之前的科学界对这些问题是抱着悲观的态度,从人类医疗发展来看,神经系统的损伤能够成功复原恢复的比例其实还是相当的有限。比如中风等常见的脑损伤性疾病虽然都有抢救的黄金时间,但一旦错过,情况只会越来越差,这就是暗示了我们的大脑其实并没有什么修复机制。

不过在1990年代有了转折,有一群科学界在征得5名癌症末期病人的许可后,对他们注射了一种特殊的化学药品——溴化去氧尿苷/溴脱氧尿苷,并在这些病人去世后研究他们大脑中BrdU(一种人工合成的核苷,一种致癌物,可以在细胞进行DNA合成时会被细胞误认为胸苷,进而嵌入合成中的染色体)的所在位置。

如果在大脑中发现细胞中的染色体含有BrdU,就意味着这些细胞在受试人施打BrdU的这段期间正处于细胞分裂的状态,间接证明神经细胞再生的行为。

通过这样的研究,科学家们在大脑海马体中的齿状回发现一群分裂旺盛的细胞,打破了以往人们对神经系统无法再生的既定概念。

所以说到这里,我们知道大脑即便到了成年,还是会有机会持续再生。并且,在其只后陆陆续续有研究证据支持这样的观点,比如细胞学家从人以及其他动物的大脑中游离出神经干细胞,这种分化能力优异的细胞具有相当特别的细胞特性,在未分化的状态下,神经干细胞会聚集成团并且呈现悬浮的状态。

不过还是存在盲点,比如前面BrdU的人类大脑研究中,样本并不是取自“正常的”生理状态,海马体中分裂旺盛的细胞是否受到受试者先前的癌症治疗手段的影响?神经干细胞的出现固然令人兴奋,但人类的大脑是否真能终其一生拥有再生的能力?生命科学研究的实验设计有时很难做到完美,毕竟如果没有癌症末期患者的自愿奉献,实在难以一探人类大脑再生的奥秘。

2018年,科学家索雷尔斯(Shawn Sorrells)与帕雷德斯(Mercedes Paredes)等人于3月份发表的一篇文章宣称,在捐赠的成年人大脑海马体区域无法发现任何神经再生的证据,认为先前研究对大脑中存在持续分裂生长细胞的描述可能有误。由于研究团队来自颇负盛名的美国加州大学旧金山分校,所以对学术界的震撼力还是很大的。

这群科学家们通过很多的关系,检查了59个大脑样本,并利用组织染色及光学与电子显微镜观察后所作的结论。团队宣称,在海马体区域,新生的神经元数量随着年龄的增长而急速下降,在13岁时大脑检体中已所剩无几。

所以到了这里,有关我们大脑再生的知识,是要有反转了吗?

2018年又相继发表的两篇文章给出了截然不同的结果。一篇刊登于《细胞干细胞》中的文章宣称在人死后的大脑检体中发现新生神经元的相反报告;在7月份,又一个研究团队于《大脑皮质》中发表文章,表示他们未在成人大脑的死后检体中发现任何新的神经元。

看到这里你也许觉得科学家们好没有用,这种存在与否的问题都说不清楚。其实生命科学的研究有其复杂性,神经元随着年龄的增长而衰退是大家都认同的事实,但衰退速度与到达生命终点时还剩下多少,则是仁者见仁智者见智了。

随着科学的发展,人们对科学的理解更为真确。而正是因为获取科学知识如此复杂,所以学术界对造假事件零容忍。一旦掺假,科学家就需要大费周章的理清事实真伪。

参考资料:

Shawn Sorrells, Arturo Alvarez-Buylla & Mercedes Paredes, No Evidence For New Adult Neurons, American Scientist, Vol: 106 (3), 152, 2018.