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成人脑内长新神经元之争,近百年有了新证据

省流人成年之后,大脑还会不会长出新的神经元?这场争论持续了上百年。1998 年,Nature Medicine 上的一项研究让许多人以为问题有了定论;2018 年,另一项 Nature 研究给出了相反结论。近几年 Song 团队用人工智能在各年龄组成人中找到了未成熟神经元,Frisén 团队 2025 年在 Science 上报告成人海马体里存在能分裂的祖细胞。这些细胞算不算真的新生神经元,眼下还没有定论。

一次顺手多切的对照2010 年代,Shawn Sorrells 在 Arturo Alvarez-Buylla 位于加州大学旧金山分校的实验室做博士后,研究的是与情绪处理有关的杏仁核。项目要查细胞分裂和未成熟神经元的蛋白标记,看这两个阶段的神经发生在人一生中找不找得到。切样本时,他让技术员顺便多切几片海马体;海马体当时要做阳性对照,别的团队早就找到过新生神经元。
几片切下来,一片都没有。Sorrells 后来回忆说很困惑,项目方向跟着变了,从查杏仁核改成查海马体为什么看不到。他和同在实验室的 Mercedes Paredes 合作,加上西班牙和中国的几个实验室,分析了 59 份不同年龄的人脑样本。结论是:海马体里年轻神经元的数量在人出生后第一年就急剧下降,儿童期所剩极少,13 岁以上几乎找不到。三个实验室各自独立做了一遍,Alvarez-Buylla 说,他当时真想被说服。结果 2018 年发表在 Nature,和二十年前的定论唱了反调。
这场争论比论文老得多。现代神经科学奠基人之一 Santiago Ramón y Cajal 在 1910 年代判断,成年哺乳动物的大脑不会再生,这话后来成了信条。1960 年代,麻省理工学院的 Joseph Altman 在大鼠和猫的脑子里看到了相反迹象;Rusty Gage 后来的说法是,Altman 没拿到终身教职就和这个发现有关系,因为当时的人很难相信成年神经系统里还会有新细胞出生。到 1980 年代,人们在成年鸟类身上确认了神经发生,还把它和鸣唱联系起来。

认这类细胞,方法换了一代又一代到 1990 年代,研究者手里多了件工具。一种叫溴脱氧尿苷(BrdU)的分子会掺进正在分裂的细胞的 DNA 里,研究人员据此认出新生神经元。BrdU 有时被用在癌症患者身上测量肿瘤分裂的速度,Gage 和同事想到,如果在患者去世后尽快检查脑子,就能看到给药后有没有新神经元长出来。
他们做到了。在 5 名患者的脑组织里,他们看到了掺入 BrdU 的细胞,一部分不是神经元,另一部分被鉴定为神经元。团队还请其他实验室复核样本,又把组织寄给瑞典的合作者,两边结论相同。论文 1998 年发表在 Nature Medicine,配发社论的语气很轻松:人们不必再为那笔注定要失去的神经元配额失眠。案子在当时看来已经了结。
争议难断,难在方法。近年的研究改用基因表达:先弄清从神经干细胞到未成熟神经元各阶段表达哪些基因,再用单核 RNA 测序在成人死后脑组织里找带这些特征的细胞。2019 年,马德里自治大学的 María Llorens-Martín 提出,差异可能出在人脑组织的保存方式上。用她自己的保存方法,加上 Sorrells 他们用过的标记,她的团队在 43 到 87 岁的健康人群里找到了她称之为丰富的神经发生。Alvarez-Buylla 试了她的技术,结论没有变:这些细胞带着未成熟神经元的标记,却没有年轻神经元的形状,也说不清是成年后新生成的,还是出生后一直没成熟。
在德国神经退行性疾病中心工作的 Gerd Kempermann 觉得,这场争议抽干了领域里大量精力:有人因此丢掉了课题,有人此后再难拿到经费。

证据一环一环接上方法换代之后,天平开始往有的一侧倾斜,但每一环都留下余地。
先是耶鲁大学带领的一项研究用小鼠新生神经元的基因特征,去猪、猴和人的组织里找,猪和猴身上有,人身上没有。宾夕法尼亚大学的 Hongjun Song 指出,问题出在不同物种用的基因不一样。他的团队改用人类婴儿期的数据作参考,用人工智能模型从婴儿组织里学出未成熟神经元的分子特征,再到成人标本里找,结果各年龄组的成人都找到了具备这些特征的细胞。
批评也跟着来:这些细胞到底是成年后新生成的,还是出生前后就生成、以未成熟状态存了几十年,光凭基因特征分不出来。Song 本人也承认这个可能。
2025 年,卡罗林斯卡学院的 Jonas Frisén 团队在 Science 上发表了一项研究,用类似的单核测序加机器学习,在成人海马体里找到了正在分裂的神经祖细胞,样本最高到 78 岁。Song 评价说,这是又前进了一步:成人脑里确实有能分裂、有可能产生神经元的细胞。找一类只存在很短时间的细胞,方法一代一代换,像在几十年前的标本里认人,从看剪影变成了对户口档案。

如果有,它们做什么细胞找到了,问题还没有完。Song 认为证据已经强到可以把重点转向这些神经元在做什么、有没有可能用于治疗神经退行性疾病,但检测手段靠的是与神经发生相关的基因标记,给的仍是间接证据。Frisén 找到的能分裂的祖细胞,要长成在记忆回路里干活的神经元,还差功能验证。
报道最后还提到两条线索。一条关于超级老人:今年 2 月发表在 Nature 上的一项研究估计,成人海马体里的新神经元占比很低,大约 0.01%。这项研究还发现,80 岁以上、记忆可比肩五六十岁人群的超级老人,未成熟神经元比阿尔茨海默病患者组更多。只是每组样本不超过 10 人,并非全部差异都明显到能用统计学确认,哥伦比亚大学的 Maura Boldrini 认为这组数字要谨慎看待。另一条关于抑郁症:报道链接的研究讲到,患者的大脑产生新神经元的能力可能受损。
Kempermann 把眼下这个阶段称为整合期:缺口还有,机会也在大量涌现。Alvarez-Buylla 的立场没有变:他说过,有人能清清楚楚把这件事做出来,他会是第一个高兴的人,因为他这辈子研究的机制,在人身上终究是存在的。

写在最后这场争论从卡哈尔的判断开始,持续了上百年。1998 年,Gage 团队在几名癌症患者的脑组织里找到了新生神经元;2018 年,Alvarez-Buylla 团队分析 59 份样本后给出相反结论;近几年 Song 用人工智能、Frisén 用单核测序,把证据推回了有的一侧。能在成人海马体里找到未成熟神经元和能分裂的祖细胞,与证明它们在记忆里派上用场,还不是同一件事。
来源:Nature,2026 年 10 月 7 日,NEWS 新闻官网:http://sinovita.com.cn/ | 微信公众号同名,欢迎关注