大腦，那 1.4 千克左右的柔軟組織，卻蘊(yùn)含著宇宙中最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它主導(dǎo)著我們的思維、情感、記憶與行動(dòng)。長久以來，科學(xué)界對(duì)大腦發(fā)育存在一種傳統(tǒng)認(rèn)知：隨著童年和青少年時(shí)期的結(jié)束，大腦神經(jīng)元數(shù)量便固定下來，如同建成的大廈不再添磚加瓦。但近期一項(xiàng)發(fā)表于頂尖學(xué)術(shù)期刊《Science》的研究，卻如巨石投入平靜湖面，激起千層浪 —— 人類成年后乃至步入老年，大腦海馬體中仍在持續(xù)產(chǎn)生新的神經(jīng)元，且這些新生神經(jīng)元與記憶和學(xué)習(xí)緊密相連。這一發(fā)現(xiàn)，不僅改寫了我們對(duì)大腦可塑性的認(rèn)知，更為眾多神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療帶來了曙光。

世紀(jì)之爭(zhēng)：大腦神經(jīng)生成的迷霧

早在 20 世紀(jì)初，被譽(yù)為 “現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)之父” 的圣地亞哥?拉蒙 - 卡哈爾就斷言，成年人的神經(jīng)路徑固定、不可改變，大腦不再產(chǎn)生新的神經(jīng)元。這一觀點(diǎn)在很長時(shí)間里主導(dǎo)著神經(jīng)科學(xué)界。直至 20 世紀(jì) 60 年代，美國生物學(xué)家約瑟夫?阿爾特曼通過實(shí)驗(yàn)，首次提出成年哺乳動(dòng)物大腦中存在神經(jīng)干細(xì)胞，能夠生成新的神經(jīng)元，這一發(fā)現(xiàn)猶如一顆石子，在平靜的湖面激起漣漪，引發(fā)了學(xué)界的關(guān)注與爭(zhēng)議。

后續(xù)圍繞人類大腦成年后是否持續(xù)生成新神經(jīng)元的研究，結(jié)論卻相互矛盾。多項(xiàng)研究通過評(píng)估神經(jīng)干細(xì)胞到新生神經(jīng)元不同階段相關(guān)蛋白的存在，在人類海馬體齒狀回中發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)祖細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物的免疫組化證據(jù)，似乎證實(shí)成年大腦中確實(shí)有新神經(jīng)元產(chǎn)生。但另一些研究卻報(bào)告稱，在兒童期之后，這些標(biāo)志物便不再存在，對(duì)成年期海馬神經(jīng)發(fā)生的真實(shí)性提出了質(zhì)疑。不同研究結(jié)果間的巨大分歧，讓這一領(lǐng)域陷入迷霧，各方爭(zhēng)論的焦點(diǎn)集中在研究方法的可靠性，以及用于識(shí)別人類神經(jīng)祖細(xì)胞的標(biāo)志物是否精準(zhǔn)。

新技術(shù)解鎖大腦 “新生密碼”

為了撥開這層迷霧，瑞典卡羅林斯卡學(xué)院的 Jonas Frisen 團(tuán)隊(duì)踏上了探索之旅。他們結(jié)合多種先進(jìn)技術(shù)，對(duì)來自多個(gè)國際生物樣本庫、年齡跨度從 0 到 78 歲人群的大腦組織展開研究。

研究團(tuán)隊(duì)采用單細(xì)胞核 RNA 測(cè)序（snRNA - seq）技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)如同擁有 “透視眼”，能夠深入到單個(gè)細(xì)胞核內(nèi)，精準(zhǔn)分析基因活性。同時(shí)，借助流式細(xì)胞術(shù)研究細(xì)胞特性，并運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，如同為研究過程配備了一位智能助手，助力識(shí)別神經(jīng)元從干細(xì)胞發(fā)育到未成熟階段的各個(gè)時(shí)期，成功捕捉到許多處于分裂階段的細(xì)胞亞群。

為精準(zhǔn)定位這些新生細(xì)胞在大腦中的位置，研究團(tuán)隊(duì)又運(yùn)用了 RNAscope 和 Xenium 兩種空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)。這兩項(xiàng)技術(shù)如同給大腦繪制了一份 “基因活性地圖”，清晰地顯示出組織中不同基因活躍的位置。最終證實(shí)，這些新生成的神經(jīng)細(xì)胞位于大腦海馬體中的齒狀回區(qū)域，該區(qū)域在記憶形成、學(xué)習(xí)以及認(rèn)知靈活性方面扮演著舉足輕重的角色。

大腦 “新生軍”：功能與差異

這些成年后產(chǎn)生的新神經(jīng)元究竟有何作用？過往對(duì)小鼠等動(dòng)物的研究暗示，新生神經(jīng)元可能參與記憶形成，幫助修復(fù)創(chuàng)傷性腦損傷或中風(fēng)造成的腦損傷。在人類大腦中，新研究雖未直接揭示其全部功能奧秘，但鑒于海馬體在記憶和學(xué)習(xí)中的核心地位，以及齒狀回區(qū)域與這些認(rèn)知功能的緊密聯(lián)系，可以合理推測(cè)，這些新神經(jīng)元極有可能對(duì)人類的記憶鞏固、新知識(shí)學(xué)習(xí)發(fā)揮著積極作用。

有趣的是，研究還發(fā)現(xiàn)人類成年神經(jīng)元的前體細(xì)胞與小鼠、豬和猴子等哺乳動(dòng)物有相似之處，不過在基因活性方面存在差異。而且，個(gè)體之間神經(jīng)發(fā)生的能力也大不相同，部分成年人腦內(nèi)有大量神經(jīng)祖細(xì)胞，另一些人卻幾乎沒有。這種差異或許源于遺傳因素、生活方式、健康狀況以及環(huán)境因素等多方面的影響。

疾病治療新希望

這一突破性發(fā)現(xiàn)，為眾多神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療帶來了全新的思路與希望。

以阿爾茨海默病為例，這一疾病如同大腦的 “橡皮擦”，無情地抹去患者的記憶，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量，且目前尚無根治方法。海馬體是阿爾茨海默病中受影響最嚴(yán)重的區(qū)域之一，而此次研究發(fā)現(xiàn)，在該疾病患者腦內(nèi)，新神經(jīng)元的形成顯著減少，不僅數(shù)量少于同齡人，分化為成熟神經(jīng)元并加入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的比例也更低。這意味著，若能找到方法促進(jìn)阿爾茨海默病患者大腦海馬體中神經(jīng)發(fā)生，增加新神經(jīng)元數(shù)量，提高其成熟度與整合效率，或許就能修復(fù)受損的神經(jīng)回路，改善患者的認(rèn)知功能，為治療該疾病開辟新路徑。

同樣，對(duì)于帕金森病、腦卒中等其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病，若能利用這一發(fā)現(xiàn)，激活大腦自身的神經(jīng)再生機(jī)制，有望實(shí)現(xiàn)受損神經(jīng)組織的自我修復(fù)，減少功能障礙，提升患者的生活質(zhì)量。

未來展望：大腦奧秘的新征程

《Science》上的這項(xiàng)研究，無疑是大腦研究領(lǐng)域的一座里程碑，它打破了傳統(tǒng)認(rèn)知的禁錮，揭示了成年大腦持續(xù)產(chǎn)生新神經(jīng)元的驚人事實(shí)，為理解大腦如何在一生中變化與適應(yīng)提供了關(guān)鍵拼圖。

展望未來，科學(xué)家們將進(jìn)一步探索新神經(jīng)元產(chǎn)生的具體機(jī)制，深入研究個(gè)體間神經(jīng)發(fā)生差異的根源，探尋調(diào)控神經(jīng)發(fā)生的方法，為開發(fā)針對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的再生療法奠定基礎(chǔ)。或許在不久的將來，我們能夠通過干預(yù)神經(jīng)發(fā)生過程，延緩大腦衰老，提升認(rèn)知功能，讓大腦在生命的各個(gè)階段都保持良好狀態(tài)。而這一發(fā)現(xiàn)，僅僅是人類探索大腦奧秘征程中的新起點(diǎn)，相信在科學(xué)的不斷進(jìn)步下，大腦神秘面紗將被逐步揭開，為人類健康帶來更多福祉。