大脑里的"新生命"：成年人神经元再生之谜终得解

作者：段跃初 黄艳红

当78岁的大脑切片在显微镜下显露出绿色荧光时，卡罗林斯卡研究所的玛塔·帕特利尼团队屏住了呼吸。那些闪烁的绿色光点，是神经前体细胞独有的标记——这个发现，给持续六十年的科学争议画上了句点：人类大脑即便是在老年，依然能孕育新的神经元。

一场跨越半个世纪的科学辩论

1962年，科学家在老鼠大脑里观察到一个惊人现象：成年 rodents 的海马体中，每天都有数千个新神经元诞生。这个发现像一颗投入湖面的石子，在神经科学界激起层层涟漪。此后半个多世纪里，研究人员在鸟类、灵长类动物的大脑中陆续证实了同样的过程，但人类大脑始终像个紧闭的黑箱——偶尔有研究宣称发现成年人体内的未成熟神经元，却始终无法回答关键问题：这些细胞是全新诞生的，还是胚胎时期遗留的"半成品"？

争论的焦点始终围绕着海马体。这个深藏在大脑颞叶内侧的结构，形状酷似蜷缩的海马，却是记忆形成的"加工厂"。在动物实验中，海马体的神经发生（新神经元生成过程）与学习能力、情绪调节密切相关，但人类海马体的活检几乎不可能实现。科学家只能依赖逝者捐赠的脑组织进行研究，这就像在电影散场后，仅凭散落的票根推测剧情全貌。

转机出现在 RNA 测序技术的突破。帕特利尼团队意识到，传统的单一标记物检测就像用一张照片找人，而每个细胞的 RNA 分子组合起来，才能构成独一无二的"分子指纹"。他们给六万多个海马体细胞做了"基因体检"，最终在幼儿大脑中锁定了神经发生的完整标记组合——就像找到了一串能打开神秘大门的钥匙。

突破技术壁垒的发现之旅

研究的第一步是建立"标准模板"。六名捐献者都是幼童，他们的大脑保留着活跃的神经发生过程。科学家从这些新鲜脑组织中分离出超过10万个细胞，通过单细胞 RNA 测序技术，读取每个细胞内正在活跃工作的基因信息。当这些数据在电脑屏幕上形成彩色聚类图谱时，神经前体细胞、未成熟神经元、成熟神经元的基因表达模式清晰地分离开来——这就像给不同生长阶段的树木建立了年轮数据库。

真正的考验是在成年人脑组织中寻找匹配的"指纹"。19个样本覆盖了13岁到78岁的年龄跨度，其中最年长的捐献者已经78岁。处理这些经过固定保存的脑组织如同在干燥的沙漠中寻找水源，RNA 极易降解，需要特殊的技术手段才能提取有效信息。当分析结果出来时，团队成员们都感到难以置信：除了一个样本外，所有大脑的海马体中都能找到未成熟神经元的踪迹，而12个样本中明确发现了神经前体细胞。

最令人惊讶的是两位特殊的成年人。他们的神经前体细胞数量远超同龄人，其中较年轻的一位生前患有癫痫。这让研究人员联想到小鼠实验中的发现：神经发生过于旺盛可能诱发癫痫发作。虽然人类癫痫与神经发生的关系还需深入研究，但这个发现为理解神经系统疾病提供了全新视角——就像发现某个工厂的异常产能可能与产品质量问题相关。

从实验室到生活的应用前景

这项发表在《科学》杂志的研究，不仅解决了基础科学争议，更在医学应用领域打开了一扇窗。在小鼠实验中，神经发生受阻与阿尔茨海默病的记忆衰退、抑郁症的情绪低落密切相关。现在科学家知道人类也存在同样的细胞再生机制，就可以开始探索如何调节这个过程。

想象一下，未来医生可能通过血液检测神经发生相关的分子标记，提前预警阿尔茨海默病风险；抑郁症患者或许能接受促进神经发生的治疗，让大脑重新长出"情绪调节细胞"。这些并非天方夜谭——目前已有研究显示，运动、丰富的社交环境能促进动物海马体的神经发生，而人类临床试验正在探索相关药物的可能性。

但神经发生的调控是把双刃剑。帕特利尼指出："就像花园需要适度修剪，神经发生过多或过少都可能引发问题。"癫痫患者的异常情况提示我们，促进神经发生的治疗必须精准可控。研究团队下一步计划探索大脑其他区域是否存在神经发生，比如处理嗅觉的嗅球——在老鼠大脑中，这里的新神经元与嗅觉记忆相关，但人类是否如此还是未知数。

重新认识我们的"终身可塑"大脑

这个发现最动人的地方，是它颠覆了我们对成年大脑的固有认知。长久以来，人们以为大脑细胞只会不断减少，就像无法补充的库存。但事实证明，即便是七旬老人的大脑，依然保留着孕育新细胞的能力——这种生命力，或许正是人类能够终身学习、适应环境的基础。

神经科学家格尔德·肯佩尔曼的评价道出了这项研究的意义："现在我们终于可以确定，人类大脑和其他动物一样，拥有持续自我更新的机制。接下来的问题不是'是否存在'，而是'这些新细胞在我们的思考、记忆、情感中扮演什么角色'。"

当我们在学习一门新语言时，当我们从创伤中慢慢恢复时，或许正是这些新生的神经元在默默搭建新的神经通路。它们就像大脑中的"修复工"和"建设者"，用微弱却持续的活力，支撑着我们应对生活的挑战。

这项研究也让我们重新审视衰老。78岁的大脑依然能产生新神经元，这个事实本身就充满希望——衰老并非单纯的退化过程，而是包含着动态平衡的复杂生命状态。未来随着研究深入，我们或许能找到延缓神经发生衰退的方法，让大脑在老年依然保持活力。

参考文献

1. Patrini, M., Dumitru, I., et al. (2023). Adult hippocampal neurogenesis in humans persists throughout aging. Science, 381(6654), 198-204.

2. Altman, J. (1962). Are new neurons formed in the brains of adult mammals? Science, 135(3509), 1127-1128.

3. Carol N. Abbey, Eugene O. Major. Fluorescence light micrograph of neural progenitor cells. National Institutes of Health/Science Source.