據(jù)統(tǒng)計，每人每日約產(chǎn)生0.7×109個皮膚表皮細(xì)胞，4. 9×1010個骨髓細(xì)胞，5.6×109個腸粘膜細(xì)胞[1]。人體器官細(xì)胞皆有更新周期，但大腦是例外。學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，自出生之后，人類大腦中的神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量是固定的，這些細(xì)胞隨著年齡的增長而逐步退化和死亡，并且無以替代，所以人類不可避免地面臨著認(rèn)知能力下降和記憶衰退的問題。然而，針對大腦不可制造神經(jīng)元這一結(jié)論，有學(xué)者持相反意見，這種爭論也已持續(xù)百年，甚至使用核爆碳試驗，但至今仍沒有達成共識。讓我們一起沿著歷史研究，縱觀腦神經(jīng)發(fā)生研究的“頭腦風(fēng)暴”。活體大腦的科研“禁區(qū)”研究發(fā)現(xiàn)新生神經(jīng)元1928年，被譽為“現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)先驅(qū)”的Santiago Ramóny Cajal宣稱，人類成年后，大腦永遠(yuǎn)不會形成新的神經(jīng)元。在接下來的幾十年間，這一結(jié)論成為了學(xué)界的主流觀點。1998年，美國索爾克生物研究所研究團隊在Nature Medicine發(fā)表題為“Neurogenesis in the adult human hippocampus”的研究，發(fā)現(xiàn)大腦中形成了新的神經(jīng)元，反駁了先前的主流觀點（圖1）[2]。
圖1 研究成果（圖源：Nature Medicine）在此項研究中，研究人員通過采集5名生前接受BrdU（Bromodeoxyuridine）靜脈注射的成年遺體捐獻者的大腦樣本，分析成人大腦海馬體中是否產(chǎn)生新神經(jīng)元。BrdU與核苷類似，可以在細(xì)胞分裂時被細(xì)胞攝入，參與組成新細(xì)胞的DNA，因此被用于“追蹤”新細(xì)胞的產(chǎn)生。結(jié)果在5名遺體捐獻者的大腦海馬體的齒狀回區(qū)域都發(fā)現(xiàn)了BrdU，表明大腦中形成了新的神經(jīng)元。此項研究結(jié)果有悖于主流認(rèn)知，有專家表示此次檢測的并非全是神經(jīng)元，極有可能混入了其他可再生細(xì)胞。然而，礙于活體注射BrdU試驗因倫理被禁止，無法對研究結(jié)果進行重現(xiàn)，但卻激發(fā)了科研人員對人腦神經(jīng)發(fā)生研究的熱情。用核爆試驗的殘留物研究腦神經(jīng)，預(yù)估神經(jīng)元更新2013年，瑞典卡洛琳絲卡醫(yī)學(xué)院研究團隊在Cell發(fā)表題為“Dynamics of Hippocampal Neurogenesis in Adult Humans”的研究結(jié)果（圖2）[3]。研究發(fā)現(xiàn)人類成年后，大腦海馬體齒狀回區(qū)域的神經(jīng)元仍然在不斷更新。
圖3 核爆試驗現(xiàn)場（圖源：企鵝號）研究人員通過質(zhì)譜儀分析遺體捐獻者大腦不同區(qū)域神經(jīng)元中碳14的含量，并對比歷史上大氣碳14濃度的變化，判斷這些細(xì)胞中是否有新生細(xì)胞加入。通過對比不同出生日期的捐贈者神經(jīng)元“更新”的比例，研究人員發(fā)現(xiàn)人類成年后，大腦海馬體齒狀回區(qū)域的神經(jīng)元仍然在不斷更新，每天大概會產(chǎn)生1400個神經(jīng)元。Nature和Cell的研究結(jié)果互相矛盾，仍無定論 2018年，加利福尼亞大學(xué)再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞研究中心研究團隊在Nature發(fā)表題為“Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults”的研究成果（圖4）[4]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)海馬體中的新生神經(jīng)元數(shù)量會在出生后開始減少，并在成年期幾乎降至為零。
圖5 研究成果（圖源：Cell Stem Cell）2022年2月，Cell Press Neuron發(fā)表題為“Transcriptomic taxonomy and neurogenic trajectories of adult human, macaque, and pig hippocampal and entorhinal cells”的研究成果（圖6）[6]。研究發(fā)現(xiàn)在海馬體的齒狀回區(qū)域未發(fā)現(xiàn)新生神經(jīng)元。
