哪里有争议的发现成人的大脑不生长新的神经元离开正在进行研究呢?
大约二十年以来,科学家就已经知道一些神经元——的基本细胞——大脑中传输信号生成的一生中。但是现在从加州大学的一项具有争议的最新研究,旧金山,怀疑是否很多出生后神经元被添加到人类大脑。
作为一个平移神经,这工作马上激发了我的兴趣。有直接影响研究我的实验室:我们年轻的神经元移植到受损大脑地区的老鼠为了治疗癫痫发作和他们造成的损害。像许多实验室的一部分,我们的工作是基于一个基本信念,海马体是大脑区域新神经元生成整个生活。
如果这项新研究是正确的,和人类大脑的大部分不添加新的神经元后阶段,研究者们像我一样需要重新考虑动物模型的有效性我们用来理解各种大脑条件——在我的情况下颞叶癫痫。我怀疑其他实验室专注于条件包括药物成瘾、抑郁症和创伤后应激障碍正在考虑加州大学旧金山分校的研究对他们的调查,意味着什么。
和新的神经元在哪里什么时候出生的?
毫无疑问,成年人脑能够学习在生活和改变和适应——能力的大脑科学家叫神经可塑性,大脑的能力进行自我重组,重新连接。然而,在神经科学领域的中心法则近100年被一个孩子她会有与生俱来的所有神经元因为成人的大脑神经元不能再生。
就在半个世纪以前,研究人员设计了一个方法,研究扩散细胞成熟的大脑,基于技术将放射性标签成新的细胞分裂。这种方法导致了惊人的发现在1960年代啮齿动物的大脑可以产生新的神经元。
神经发生——生产新的神经元——先前被认为只发生在胚胎生命,大脑极其快速增长和扩张的时候,遭到了相当大的怀疑和啮齿动物的发现。然后研究人员发现新的神经元也出生在大脑songbird的生活,科学家们用一种模型来研究声乐学习。它开始看起来像神经发生中扮演着重要角色在学习和神经可塑性——至少在某些大脑区域动物物种。
尽管如此,神经科学家持怀疑态度,许多成年人的大脑神经细胞可能是新的;证据缺乏,在哺乳动物的大脑产生新的神经元细胞分裂,而不是其他类型的细胞。直到人员提取神经干细胞从成年老鼠的大脑和在细胞培养液中生长,科学家显示这些前体细胞分裂和分化出新的神经元。现在人们普遍认为神经发生发生在成年鼠大脑的两个区域:嗅觉灯泡,处理嗅觉信息,和海马体,一个地区的特点是需要形成新的陈述性记忆的神经可塑性。
成人神经干细胞科学家所说的利基市场——结合在一起温床培养的出生和生长新的神经元独特的架构,可辨认的。尽管越来越多的证据对区域增长的新神经元,这些研究强调指出,成年人的大脑港口只有少数神经元干细胞利基市场和他们的生产能力是有限的几个类型的细胞。
这方面的知识,新工具标记和识别成熟神经元增殖细胞,科学家们开始寻找产后神经发生在灵长类动物和人类的大脑。
成年人的大脑发生了什么?
许多神经科学家认为,通过了解成年神经发生的过程中我们会获得洞察一些人类神经系统疾病的原因。然后下一个合乎逻辑的步骤将尝试开发新的治疗方法利用神经发生阿尔茨海默病等疾病或伤害引起癫痫。和刺激居民干细胞在大脑中产生新的神经细胞治疗神经退行性疾病是一个令人兴奋的前景。
因为在啮齿动物神经发生和学习增加与自主运动和随着年龄降低和早期的生活压力,一些工人在田里开始确信,老年人可以提高他们的记忆力随着年龄的维护程序定期的有氧运动。
然而,获得严格的证明为成年神经发生在人类和灵长类动物大脑一直在技术上具有挑战性的——由于有限的实验方法和更大的大脑的大小,与爬行动物相比,鸣禽和啮齿动物。
研究人员注入了DNA,绰号BrdU确定全新的人类成年海马神经元——但标记细胞极为罕见。其他团体证明成人脑组织获得包含干细胞在神经外科领域的祖细胞能产生新的神经元在实验室吗,表明这些细胞有一个天生的神经性的能力,即使在成年人。
但即使科学家看到证据的新神经元在大脑中,他们往往是稀缺的。一些神经发生专家持怀疑态度,基于证据将BrdU纳入DNA是一个可靠的方法来证明新细胞通过细胞分裂实际上是出生,而不是作为标记为其他正常细胞的功能。
进一步关于多久的问题人类的大脑保留神经发生的能力出现在2011年,研究比较多的新生神经元迁移嗅觉灯泡的婴儿和老年人84岁。引人注目的是,在生命的前六个月,婴儿的大脑含有很多连锁店的年轻神经元迁移到额叶区域,指导执行功能、远程规划和社会互动。这些地区的人类大脑皮层在规模和复杂性大大增加相比,啮齿动物和其他物种。但在6到18个月的年龄,迁移链减少到一层薄薄的流。然后,出现了一个截然不同的模式:神经元的迁移链在婴儿大脑,读差距出现,表明神经干细胞在生命的前六个月变得枯竭。
关于人类海马和成年神经发生的问题仍然徘徊来源的神经可塑性。一组想出了一个巧妙的方法根据放射性碳年代测定法。他们测量多少大气¹⁴C -放射性同位素来自核弹测试——被纳入人的DNA。这种方法表明,多达700年新细胞每天都添加到成人海马。但这些研究结果与2016年的一项研究发现,成人海马神经源性细胞只能生产non-neuronal大脑中的小胶质细胞有关。
反思神经发生的研究
现在迄今为止最大、最全面的研究甚至提出有力的证据,健壮的人类海马神经发生不继续在整个成年期——或者如果它持续下去,这是极其罕见的。这项工作是有争议的,而不是普遍接受。批评者一直很快怀疑结果,但发现完全不是蓝色的。
那么在这种情况下,神经科学领域的离开吗?如果加州大学旧金山分校的科学家们是正确的,这是什么意思,在世界各地的实验室正在进行研究吗?
因为很多神经系统疾病的研究在小鼠和大鼠进行的,许多科学家都投资于成年神经发生的可能性依然存在在人类的大脑,就像在啮齿动物。如果没有,有多有效认为学习和神经可塑性的机制在我们的模型动物在人类的大脑相媲美?如何我们的模型相关的神经障碍了解海马体的变化导致疾病如癫痫的类型我学习吗?
在我的实验室,我们移植胚胎小鼠或人工神经元到成年小鼠海马损伤后引起的癫痫发作。我们旨在修复损伤和抑制癫痫播种的小鼠海马神经干细胞细胞成熟并形成新的连接。在颞叶癫痫,成年啮齿动物的研究表明,天然海马神经发生是有问题的。新生的海马神经元似乎变得非常兴奋,导致癫痫发作。我们试图抑制这些新生儿hyperexcitable神经元移植。但是如果人类不产生新的海马神经元,然后也许我们开发一种治疗小鼠的问题人们有不同的机制。
或许我们物种的进化就单独的神经可塑性的机制,不同于那些使用的物种,比如老鼠和老鼠。一种可能性是,有其他网站在人类的大脑神经发生occurs-its大结构和更多的探索将是必要的。如果这是真的,人类的大脑有能力减弱神经发生出生后,这一发现将有重要意义对大脑神经科学家像我一样思考如何解决障碍。
或许最重要的是,这突显出至关重要的工作,是要学会如何增加神经元的寿命我们有,出生在生命的早期,我们如何更换或修复神经元这成为损坏。
