人體的大部分器官都不斷有細(xì)胞衰亡也不斷有新細(xì)胞出現(xiàn)，大腦是否也是這樣呢？
對(duì)于大腦神經(jīng)元是否會(huì)更新的問題，人們的認(rèn)識(shí)在過去一個(gè)多世紀(jì)里幾經(jīng)逆轉(zhuǎn)。整個(gè)20世紀(jì)，主流觀點(diǎn)都認(rèn)為神經(jīng)元在人出生以后是不會(huì)更新的，腦細(xì)胞是死一個(gè)少一個(gè)。但是近20年來，越來越多的實(shí)驗(yàn)表明，動(dòng)物和人類大腦的神經(jīng)元可以再生，而且這一能力可能可以持續(xù)一輩子。
而最近的兩項(xiàng)新研究對(duì)這個(gè)問題的看法則互相矛盾：先是《自然》（Nature）期刊的一項(xiàng)研究稱新生的神經(jīng)元在成年人中極其罕見，甚至根本不存在；幾乎同時(shí)，《細(xì)胞·干細(xì)胞》（Cell Stem Cell) 的一項(xiàng)研究卻稱，新生的神經(jīng)元在從青少年到老年的整個(gè)成年階段都存在。
誰對(duì)誰錯(cuò)？
很遺憾，由于研究手段本身的局限，我們暫時(shí)還無法確定哪項(xiàng)研究的結(jié)果更接近真相。
最早開始研究大腦時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)，在顯微鏡下是看不到成年人大腦中處于分裂相的神經(jīng)元細(xì)胞的，因此很長一段時(shí)間都以為神經(jīng)元不會(huì)新生。
然而，近二三十年出現(xiàn)了一些新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，可以應(yīng)用放射性元素和核苷酸類似物標(biāo)記處于分裂相的細(xì)胞，人們由此在許多成年動(dòng)物中都發(fā)現(xiàn)了新生神經(jīng)元的證據(jù)，而且這些新生的神經(jīng)元似乎主要局限在海馬。
海馬是大腦顳葉內(nèi)的一個(gè)部位，主要職責(zé)是學(xué)習(xí)和記憶，對(duì)調(diào)節(jié)情感也有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，成年小鼠的海馬有相當(dāng)數(shù)量的神經(jīng)元母細(xì)胞，雖然它們一般情況下什么也不做，但是具有分裂能力。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，這些神經(jīng)元母細(xì)胞可以分裂成子細(xì)胞，而子細(xì)胞又可以分化成神經(jīng)元。這樣，大腦就可以不斷產(chǎn)生新的神經(jīng)元。
這一發(fā)現(xiàn)讓學(xué)界非常興奮，因?yàn)槿绻ｑR神經(jīng)元可以再生，那意味著許多和海馬衰減相關(guān)的疾病都有可能被治愈，比如阿爾茨海默病和抑郁癥。
隨后，成人大腦存在新生神經(jīng)元的證據(jù)也開始得到報(bào)道。首先是美國和瑞典兩國的科學(xué)家在1998年用核苷酸類似物標(biāo)記的方法，在成人的海馬中發(fā)現(xiàn)了幼稚神經(jīng)元；隨后，瑞典研究者在2006年用碳14追蹤的方法計(jì)算出成人的海馬每天可以產(chǎn)生700個(gè)神經(jīng)元；2010年，德國科學(xué)家也用抗體標(biāo)記的方法發(fā)現(xiàn)了成人海馬中的新生神經(jīng)元。
這樣，成年人大腦可以產(chǎn)生新生神經(jīng)元的說法逐漸得到了科學(xué)界的認(rèn)可，甚至被寫進(jìn)了教科書。然而，仍有很多研究者對(duì)這一說法持懷疑態(tài)度，他們認(rèn)為，目前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果主要來自于嚙齒類動(dòng)物，人類的實(shí)驗(yàn)還不足以得出定論。
最近《自然》和《細(xì)胞·干細(xì)胞》發(fā)表的兩項(xiàng)關(guān)于新生神經(jīng)元的研究，分別來自美國加州大學(xué)舊金山分校的索雷爾斯（S. F. Sorrells）團(tuán)隊(duì)和美國哥倫比亞大學(xué)的博爾德里尼（M. Boldrini）團(tuán)隊(duì)，兩項(xiàng)研究都采用了人的尸體大腦標(biāo)本做為研究對(duì)象，并對(duì)不同成熟階段的神經(jīng)元進(jìn)行免疫熒光染色。
簡(jiǎn)單說，這個(gè)實(shí)驗(yàn)方法是利用抗原和抗體會(huì)結(jié)合的原理，將已知的抗原或抗體標(biāo)記上示蹤的熒光素，再用它們?nèi)?biāo)記細(xì)胞上相應(yīng)的抗體或抗原，然后通過熒光顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)細(xì)胞。
兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)都采用了DCX和PSA-NCAM來標(biāo)記幼稚神經(jīng)元。DCX的中文名稱是雙皮質(zhì)素，這種蛋白質(zhì)在處于分裂相的神經(jīng)元和早期的分裂后子神經(jīng)元中會(huì)表達(dá)；PSA-NCAM是多聚唾液酸-神經(jīng)元黏附分子，是神經(jīng)細(xì)胞發(fā)育過程中的重要分子。
索雷爾斯團(tuán)隊(duì)研究了59個(gè)生前健康個(gè)體的尸體大腦標(biāo)本，年齡跨度較大，有孕14周的胎兒，也有77歲的老年人。研究者在胎兒和嬰兒的大腦中發(fā)現(xiàn)了大量的神經(jīng)元母細(xì)胞和新生的神經(jīng)元，然而這些細(xì)胞的數(shù)量從一歲之后開始急劇減少，能觀察到神經(jīng)發(fā)生的最大個(gè)體是13歲，所有成年個(gè)體的腦標(biāo)本中沒有一例觀察到新生的神經(jīng)元。
博爾德里尼團(tuán)隊(duì)的研究樣本是28個(gè)生前健康個(gè)體的尸體大腦標(biāo)本，年齡在14歲到79歲之間。他們發(fā)現(xiàn)，隨著年齡的增長，海馬里神經(jīng)元母細(xì)胞的數(shù)量是越來越少的，然而這些母細(xì)胞分化成的神經(jīng)元卻沒有隨年齡減少。研究樣本中，即使是老年人，死亡時(shí)海馬仍然有數(shù)以千計(jì)的新生神經(jīng)元。不過，這些新生神經(jīng)元建立的神經(jīng)連接數(shù)量比原有的神經(jīng)元少很多，因此研究者推斷，它們的功能可能有所欠缺。
為什么兩個(gè)研究使用了類似的方法，卻得出了截然相反的結(jié)果呢？是索雷爾斯團(tuán)隊(duì)看得不仔細(xì)，還是博爾德里尼的研究出現(xiàn)了假陽性？
答案是，都有可能。
由于兩項(xiàng)研究都采用了免疫熒光標(biāo)記的方法，這些免疫標(biāo)記物的穩(wěn)定性和標(biāo)本的處理方法就格外重要。
之前的研究發(fā)現(xiàn)，DCX的表達(dá)并不是恒定的。比如，蝙蝠在被捕捉30分鐘之后，DCX的表達(dá)會(huì)消失，這可能與應(yīng)激有關(guān)。索雷爾斯團(tuán)隊(duì)的研究中，處理腦標(biāo)本的時(shí)間窗是個(gè)體死亡后的48小時(shí)之內(nèi)，而博爾德里尼團(tuán)隊(duì)的時(shí)間窗是26小時(shí)。處理時(shí)間窗過長導(dǎo)致DCX消減，有可能是索雷爾斯團(tuán)隊(duì)陰性結(jié)果的原因。
另一方面，這些免疫標(biāo)記物也有可能會(huì)標(biāo)記神經(jīng)元母細(xì)胞以外的其他細(xì)胞，比如，有些研究者認(rèn)為神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞也可以表達(dá)DCX。這樣，博爾德里尼團(tuán)隊(duì)標(biāo)記的就有可能根本不是幼稚的神經(jīng)元。
比較兩項(xiàng)研究，索雷爾斯團(tuán)隊(duì)有一大優(yōu)勢(shì)：他們研究了神經(jīng)發(fā)生最活躍的胎兒、嬰兒和兒童大腦標(biāo)本，為成年大腦標(biāo)本提供了基線的對(duì)比。
在發(fā)現(xiàn)成年人大腦可能存在新生神經(jīng)元的過去20年里，已經(jīng)有很多科學(xué)家迫不及待地把這一發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到疾病治療中，有些研究希望通過有氧訓(xùn)練或者認(rèn)知訓(xùn)練刺激神經(jīng)元的新生來預(yù)防阿爾茨海默病，有些研究希望通過藥物來刺激神經(jīng)元生成從而改善抑郁癥狀，還有一些研究希望通過新生神經(jīng)元修補(bǔ)神經(jīng)損傷。
但是，如果索雷爾斯團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果反映了真實(shí)情況，即神經(jīng)元新生在成年人中幾乎不存在，那這些治療方法是不是都會(huì)落空了呢？
即便大家都愿意相信成年人的腦細(xì)胞可以不斷更新，但很遺憾，目前的科學(xué)證據(jù)似乎還不能證明這一點(diǎn)。
在人類中研究神經(jīng)元新生還存在一些方法學(xué)上的挑戰(zhàn)，畢竟很多可以用于小鼠的操作不可能在人身上進(jìn)行。此外，即使成年人的大腦可以產(chǎn)生新的神經(jīng)元，其行使的具體功能也還需要進(jìn)一步研究。希望更多新的神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的突破，能讓科學(xué)家早日解開這個(gè)謎團(tuán)。（編輯：odette）
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