如何看待發表於 Nature 的研究發現「成人大腦中觀察不到新神經元」?

Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults?

www.nature.com圖標

就是說成人腦細胞死一個少一個了唄?

那人會越長大越笨嗎?


謝邀。利益相關:博士課題與成年海馬神經發生機制相關,並認識本文作者。

有些答案可以說失之毫釐。神經生物學的萌芽時期,神經科學家普遍的認識是成年動物腦內是沒有新生神經元的,也沒有神經幹細胞,但從上世紀60年代開始,有研究發現諸如嚙齒類(大鼠小鼠)、鳥類(夜鶯)、魚類(模式動物斑馬魚)成年體腦內有新生的神經元,之後在一些成年人類腦標本中觀察到了發生分裂的細胞(切片還丟了),當時就(有些草率的)提出這種新生細胞分裂的表象是新生的神經元和幹細胞存在的證據。之後20多年就開始跑偏,大量研究用小鼠大鼠作為模型,發現所謂海馬齒狀回區(與記憶相關的一個腦區)的新生神經元十分重要,與多種腦功能,比如模式區分,認知行為相關;而成年神經發生受損可能與抑鬱症,焦慮症等多種神經精神疾病相關,進而提出可以將其作為藥物靶點治療相關疾病,於是乎大量的金錢時間人力投入了分子機制研究,化合物篩選,許多神經科學家以這一領域發跡,比如San Diego Salk 研究所的Fred Gage, John Hopkins大學的Hongjun Song等等,發表了大量CNS文章,一批批中牛、小牛、千老、博後緊跟大牛步伐,投入其中,一時風光無二,幾年間該領域文獻指數級增長,然後被這篇詳盡的工作(也是大牛做的)打臉。

的確嚙齒類成年腦內有著十分豐富的神經幹細胞,但靈長類的新生神經元目前看來是個位數的,根本沒有希望作為什麼藥物靶點,以嚙齒類作為模型研究幹細胞發生髮育成熟機制或許還能繼續作為課題研究(大量沒有完成的或正在準備的NIH課題都要重新斟酌用詞,心疼肝疼),但要說這些研究對人類疾病探討有什麼意義,說難聽點,目前看來意義為0,這個領域沒有未來了。

那些所謂的大牛功成名就,目前都已經轉變自己的研究大方向(隱約可能已經聽到風聲了吧,近年的一些提出質疑的研究因為與主流不符無法順利發表),不知道他們夜深人靜會不會反思而感到羞恥(可能不會,Gage在接受Nature採訪時還在繼續狡辯)。當然,說到底他們並沒有錯,這是科學的本質,本質就是犯錯,科學總是在摸索試錯中前行的,盲人摸象的自我滿足(???),可憐了那幾個大牛實驗室還在堅持做相關課題的千老博後們,研究了半輩子研究了一隻老鼠,為我們默哀三分鐘。

大牛打架,我們吃瓜。

完。


明明nature的題目是「人類海馬區新生神經元從孩童時期急劇下降一直到成人的忽略不計等級」,怎麼就變成「成人大腦中觀察不到新神經元」了?類似的還有倪萍的名句:「五千五百萬,同志們,這是什麼,將近一個億呀」。

  • 首先,海馬區只佔大腦的很小一部分。海馬區沒有新生的神經元不代表大腦其他部分沒有。所以中文題目不成立。
  • 其次,成人大腦的部分區域是發現了新生神經元的,已經被證實。所以「成人腦細胞死一個少一個了」也不成立。
  • 「越長越笨」應該是個體原因,排除疾病因素,不要賴到大腦或者是人類身上。
  • 看看文章就知道,在大腦齒狀回中的祖細胞增殖在人類1歲時就急劇下降,7歲和13歲時只能找到零星的年輕神經元。要比較也是2歲以上的人和1歲以內的人比。

We also find that the number of proliferating progenitors and young neurons in the dentate gyrus declines sharply during the first year of life and only a few isolated young neurons are observed by 7 and 13 years of age.

  • 恆河猴也是相似,齒狀回顆粒下層的神經元增生在出生後短時期出現,在青少年則退化了。靈長類有這種相似,而其他物種則不是。研究的意義是探尋齒狀回的功能到底是什麼。

In the monkey (Macaca mulatta) hippocampus, proliferation of neurons in the subgranular zone was found in early postnatal life, but this diminished during juvenile development as neurogenesis decreased.

  • 所以文章討論的內容和題主理解的內容之間距離沒有十萬八千里也有五萬四千里地。

完了。


簡單說,成年人的神經元(經評論提醒,腦細胞這詞兒確實非常不嚴謹,改了)確實是死一個少一個的。但是它不像上皮細胞那麼容易死的。

另外,贊成樓上回答。記憶並不是存儲於某個神經元內,而是神經元之間的突觸聯繫。記憶過程的第一步,是其他皮層神經元與海馬神經元建立連接;接著,根據神經元響應的時程關係,海馬幫助皮層神經元之間建立連接;最後,皮層神經元與海馬之間的連接被清除。這就是為什麼病人H.M在切除海馬之後,無法建立新的記憶,但以前的記憶完好無損的原因之一【也許還有其他原因,但我並不清楚】。關於學習與記憶的內容可以參見我的專欄。

那會不會變笨?看你怎麼衡量聰明與笨了。心理學上對智力進行了區分:流體智力與晶體智力。

流體智力與邏輯、計算、思維敏捷度等有關,也就是說看你神經元進行的運算速度有多快了。毫無疑問,這個速度是隨著年齡而逐步減退的,與海馬細胞多少無關,因為這主要取決於信號傳導速度。比如,隨著衰老,神經膠質細胞無法很好地包裹傳導信號的軸突,使軸突出現漏電問題,自然運算速度就慢了。類似的情況也可能是因為胞內代謝物清理速度變慢而發生聚集,從而阻礙離子通道或突觸囊泡釋放遞質等過程。所以神經元運算速度會隨年齡減慢。實際上,流體智力在十八歲左右到達頂峰,往後就走下坡路了。

而晶體智力一般指的是長時記憶,也就是社會或文化經驗,包括知識的儲存。也就是說,只要你不切斷腦子裡的神經元聯繫,是不會丟失的。不僅不會丟失,還會隨著年齡增長建立越來越多的聯繫,從而有越來越多的記憶。雖然說記憶存儲在那裡沒有變,但是否能成功快速提取?這就看神經元聯繫的強弱了(主要取決於這段記憶是否經常被複習、是與其他事物廣泛關聯還是機械記憶)。

流體智力要比晶體智力高級嗎?年輕人之間相比,是的,可能流體智力高的人比讀很多書的人還要表現好;但是,隨著年齡增加,晶體智力的重要性就顯現出來了,它是長期投資。由於經驗多,晶體智力高能夠用經驗去快速解決相似情境的問題,同樣問題情境,用流體智力free style即興演算,速度基本上(不排除神級高智商的可能)是比不過晶體智力直接對經驗記憶的提取的。

結論:隨年齡增長,人們變得沒那麼聰明,但是越來越睿智。海馬生不生成新的細胞與笨不笨無關。


這個問題不是簡單地人越長越笨或者聰明來解釋的。

就好像如果用小鼠做實驗那麼environmental enrichment的小鼠會在智商上比home cage略高一籌。而且neonatal階段神經系統的溝通本身抑制機(gaba)不只是抑制作用而有一定的激發作用。因為ampa的不成熟。所以說,幼兒階段處於神經的發展階段拿來比較成年的神經慢生長從而去得出結論人越來越笨本身邏輯不合理。

只能說,人越老神經恢復越慢吧


意義就是人類大腦這個CPU硬體無法升級,要提高性能要麼超頻(各類藥物作用),要麼軟體升級(通過學習重塑突觸和環路)。一旦部分晶體管損壞(神經元死亡),短期不影響整體的性能,長期看來就是導致處理性能的下降。如果大量損壞(神經退行性疾病),將導致性能嚴重下降,甚至死機。笨不笨關鍵還是看軟體,愛因斯坦的大腦70歲比他7歲的時候神經元數量要少,但是肯定比7歲要聰明啊。


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