在过去半个世纪左右的时间里，神经科学领域的一个巨大争议是，人脑是否可以终身更新。然而，今天发表在《自然》网上的一项研究几乎结束了这场争论——研究人员发现人类海马体中的神经元在童年时就停止了新生。我担心那些期望自己的大脑不断更新并保持年轻的人会失望。
事实上，在神经科学的早期，人们总是认为大脑在出生前就停止产生新的神经元。然而，在20世纪60年代，麻省理工学院的科学家发现成年老鼠仍然可以形成新的神经元，打破了神经科学的教条。20世纪80年代，洛克菲勒大学的费尔南多·诺特博姆教授的团队进一步发现，一些鸣禽的大脑在成年后也会产生新的神经元，并将它们用于生活。这些发现引起了人们的兴趣——人类大脑中的神经元会在成年后被取代吗？虽然有许多研究，但人们还没有得出明确的结论。
加州大学旧金山分校(UCSF)团队的阿图罗·阿尔瓦雷斯-布拉教授想回答这个问题。有趣的是，他是诺特博姆教授的博士生，诺特博姆教授帮助阐明了成年鸣禽大脑的新生机制。在过去的30年里，他在成年动物的神经发生领域也做出了很多贡献。今天，他已经是顶尖的神经科学家，但他质疑成年人再生神经元的能力。
▲阿图罗·阿尔瓦雷斯-布耶拉教授的团队(照片来源:阿图罗·阿尔瓦雷斯-布耶拉教授的实验室)
在合作者的帮助下，阿尔瓦雷斯-布耶拉教授的团队获得了59个人类海马体样本。海马对于人类的记忆和学习非常重要，也是研究人员发现新神经元的几个关键领域之一。在这项研究中，科学家首先通过使用标记有不同细胞类型的抗体，分析了这些海马样本中神经干细胞、神经祖细胞、新生神经元和成熟神经元的数量。为了确保准确性，研究人员还使用高分辨率电子显微镜来确认这些细胞的形状和结构。根据这些细胞的数量，我们可以推断出不同年龄大脑中神经元的新生状态。
这项研究的结果相当令人惊讶——新生儿大脑样本中每平方毫米新神经元的平均数量是1618个。然而，出生后不久，这个数字就像悬崖一样下降了。一岁婴儿的样本显示新神经元的密度下降了5倍！7岁儿童的神经元密度比1岁婴儿下降了23倍。到青春期早期，这个数字已经从1618下降到2.4。然而，在17个成人样本中，研究人员没有发现任何新神经元的迹象。
▲新生神经元密度从出生到成年下降(图片来源:自然)
“在幼儿中，我们可以看到大量新的神经元继续产生并整合到海马的齿状回中。但是在青春期早期，神经发生完全消失了，”该研究的共同主要作者梅塞德斯·f·帕雷德斯博士说。“新神经元在新生儿中清晰可见，但在成人中却不可见，这一事实让我们相信我们的观察结果。”
研究人员还谨慎地指出，新神经元的缺失并不意味着在成年海马体中完全不可能产生新的神经元。"如果成年人的海马体中产生神经元，这也是一种非常罕见的现象."阿尔瓦雷斯-布耶拉教授批评性地评论道。
“也许我们应该退一步，问问我们的发现的意义，”该研究的另一个共同主要作者肖恩·索瑞尔博士说。“如果神经发生如此罕见以至于我们无法检测到它，那么它在大脑可塑性或海马体的学习和记忆功能中能发挥多大的作用呢？”
这项研究可以解释为什么我们的学习能力和记忆力会随着人类年龄的增长而下降。此前，我们已经报道了睡眠剥夺对脑细胞的破坏性影响。读完这篇研究后，我们应该意识到“青春一去不复返”的残酷。为了我们的脑细胞，我们最好养成不熬夜的习惯。