What！成年人的大脑不会再产生新的神经元？
小鼠的神经元
1928年，现代神经科学之父圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔（Santiago Ramón y Cajal）宣称，成年人的大脑永远不会产生新的神经元。他写道，“一旦发育结束，增长和再生的源泉……就不可挽回地枯竭了。在成年人的大脑中，神经通道是固定的、终止的和不可改变的。一切都必然凋零，或许没有什么可以再生。”
90年过后，我们仍不清楚拉蒙-卡哈尔的说法究竟是对，还是错。
数十年来，科学家一直认为，胚胎和婴儿的大脑都会进行“神经发生”（neurogenesis，即生成新的神经元），但在成年后便会戛然而止。但从上世纪80年代开始，这一观点逐渐受到了质疑。
大脑神经元神经细胞
研究人员证实，神经发生会在多种成年动物的大脑中出现，并最终发现，成年人类大脑中存在形成新神经元的迹象。据推测，海马体每天会生成数百个神经元——这是一个形似逗号、与学习和记忆有关联的脑区。成年人的大脑中依然存在神经发生，这一概念如今已被广泛接受，你甚至可以在市面上找到号称能促进这个过程的饮食和锻炼方案。
大脑海马体：叶灰质和神经元描绘出的震撼画作
但是，现在麻烦来了：新神经元的生成可能并不存在。
在一项迄今为止最大规模的研究中，加州大学旧金山分校研究人员阿图罗·阿尔瓦雷斯-拜拉（Arturo Alvarez-Buylla）领导的团队在数十个成年人类的海马体样本中，都未能找到任何新神经元的踪迹。“如果神经发生会在成年人类身上继续进行，那么它也是极其罕见的。”阿尔瓦雷斯-拜拉说，“它不像人们所说的那样强有力，也不会是你跑跑步就能增加神经元的数量。”
毋庸讳言，这是一个极具争议的观点。“由于鉴别新神经元很难，因此我们常常会得出结论，认为某个特定物种在成年后不会再有神经发生。”美国国家心理健康研究所的希瑟·卡梅隆（Heather Cameron）说，“这种情况曾出现在老鼠身上，然后是人类之外的灵长类动物，但现在，我们普遍认为这两个物种的成年海马体中，都存在神经发生现象。”
洛克菲勒大学的费尔南多·诺特博姆（Fernando Nottebohm）有着不同的看法，他是第一批通过研究金丝雀大脑，确定动物成年后神经发生的确存在的科学家之一。阿尔瓦雷斯-拜拉曾是他的学生，对于其最新的研究成果，诺特博姆称赞说，“这是一流的。”
神经元传递
在阿尔瓦雷斯-拜拉离开诺特博姆的团队并组建自己的研究团队后，他发现啮齿类动物的嗅球会不断生成新的神经元（嗅球是参与嗅觉的脑区）。但在人类身上，嗅觉神经元的“源流”是有限的：在婴儿身上有，但成年人却变得干涸。大脑额叶也是一样，它控制着我们最重要的思维能力，位于大脑的最前端。在人类发育早期，大量新的神经元会不断涌向大脑额叶，但随着人类发育成熟，这一过程便会停止。
此后，阿尔瓦雷斯-拜拉把注意力转向了海马体，这是大多数成体神经发生相关研究的核心。他的同事肖恩·索雷尔斯（Shawn Sorrells）和梅塞德斯·帕雷德斯（Mercedes Paredes）对17个成年人的大脑样本进行了分析，这些样本来自一批遗体捐献者。他们试图寻找新神经元或是制造这些神经元的干细胞中所特有的分子，然而让他们感到意外的是，他们什么都没有找到。“即使在保存最完好的样本中，我们也没有找到任何神经发生的证据。”帕雷德斯说。
但对儿童、婴儿和胎儿来说，情况就有所不同了。在19个处于发育早期阶段的大脑样本中，索雷尔斯和帕雷德斯在海马体中找到了新神经元的明显迹象。但即使在那个阶段，人类与亲缘关系最近的动物也存在着差异。在猕猴身上，海马体中的神经干细胞会聚集成一个漂亮的绶带状结构，不断产生新的神经元。这个结构会在猕猴幼年时期崩溃，到了成年时期，就基本消失殆尽了。但在人类身上，似乎根本不会形成这种绶带状结构。
就此而论，人类并不孤单。最近的一项研究表明，鲸鱼和海豚成年后也不存在神经发生。我们很 47 33556 47 15834 0 0 1554 0 0:00:21 0:00:10 0:00:11 2140易注意到，鲸鱼、海豚和人类都具有较高的智力，并且怀疑这是否跟缺乏新神经元有关。而鲸鱼、海豚和人类还存在着另一个共同特征：就哺乳动物来说，我们的嗅觉都很差。“也许海马体中的成体神经发生与嗅觉有关，而人类的嗅觉并没有那么重要。”阿尔瓦雷斯-拜拉说。
不过，举反证总是很难，而其他研究人员也没有被该团队的研究成果说服。“他们并不是真的在衡量成体神经发生。”美国索尔克生物研究所的弗雷德·盖奇（Fred Gage）说。相反，他们是在已经死亡的大脑中寻找作为新神经元和细胞分裂标记物的蛋白质。那是“出了名的困难”，盖奇补充道，因为这些蛋白质可能会在机体死亡后降解。
对此，帕雷德斯反驳说，她分析了两个用固定剂灌注的大脑样本（之所以这样，是为了防止大脑组织腐烂）。而且，她还分析了22名活体患者的样本——12名成年人、7名儿童和3名婴儿——为了治疗严重的癫痫，他们的一部分脑组织经手术切除了。这些脑组织显然属于活体，而它们也没有显示出成体神经发生的迹象。关键是，帕雷德斯指出，他们成功地在婴儿和胎儿身上发现了神经发生。也就是说，他们的技术并非没有检测到任何东西；更确切的是，成年人身上没有什么东西可供检测。
萎缩的大脑
盖奇补充说，成体神经发生会受到个体状态的影响；跑步可以促进它，而压力则会造成阻滞。“要是能知道个体在死亡前的状态就好了。”他说道。诺特博姆也持类似看法，他说，“在某些条件下产生的阴性结果并不意味着，在其他条件下产生的结果也会一样。”尽管如此，他指出，那些支持“成体神经发生说”的早期研究也没有提及受试者的状态；这似乎是面对矛盾性证据时，对这些信息施以双重标准。
最后，盖奇和其他研究人员表示，还有其他一些证据表明，人类的成体神经发生是真实存在的。例如，1998年，盖奇和同事对五名注射了溴脱氧尿苷的癌症患者的大脑进行了研究（这种化学物质可以被吸收到新生成的DNA中）。结果，他们在患者的海马体中发现了溴脱氧尿苷的踪迹，并据此认为，这表明该区域的细胞正在分裂、产生新的神经元。
或许最令人回味的证据来自冷战时期，而且是一次无心之举。上世纪五六十年代的核试验向大气中释放了大量的碳-14，这是一种无害但具有轻度放射性的碳同位素。这些碳-14被植物吸收，并由此进入食物链，最终出现在了那个年代的人们的细胞当中。瑞典卡洛林斯卡研究所的乔纳斯·弗瑞森（Jonas Frisén）利用这些放射性同位素对活体组织进行碳素断代，计算出了它们的年龄。2013年，他得出结论称，成年海马体确实会生成新的神经元，每天大约700个。
与此同时，其他一些研究人员之前就尝试过阿尔瓦雷斯-拜拉团队所做的实验——对新神经元和细胞分裂产生的分子进行标记——并发现了阳性结果。德国德累斯顿工业大学的格尔德·肯佩曼（Gerd Kempermann）说，“其他人利用一种实验方法奏效了，虽然我们利用同样的方法没能奏效，但不能因此就得出肯定的结论，认为某种现象完全不存在。”
然而，索雷尔斯和帕雷德斯表示，之前的那些研究本身就存在问题。例如，溴脱氧尿苷有时候可能标记的是死亡的细胞而不是分裂的细胞，从而产生神经发生的假信号。其他标记物也许意外标记了一种名为神经胶质的脑细胞，而非神经元。对碳-14的研究则“十分复杂，而且容易受到污染”，阿尔瓦雷斯-拜拉说。要想成功完成实验，你需要精确识别神经元并收集其DNA；如果你错误地选择了不同类型的细胞，你就会得到一个误导性的答案。
神经胶质和神经元在大脑和脊髓里共事
悉尼大学的格雷格·萨瑟兰（Greg Sutherland）对此表示赞同。2016年，他使用类似的实验方法，得出了跟阿尔瓦雷斯-拜拉团队类似的结论。“基于固有的偏见，两名科学家在研究成人大脑中的小概率事件时，可能会得出不同的结论。”他说，“但是，当面对婴儿大脑和成人大脑的巨大差异时，我们只能得出这样一个结论，神经发生在成年人 55 33556 55 18492 0 0 1648 0 0:00:20 0:00:11 0:00:09 2176 55 33556 55 18492 0 0 1513 0 0:00:22 0:00:12 0:00:10 1736上是一个退化的过程。”
“我想这场辩论将会持续一段时间，只有当技术发展到允许我们对活体人类大脑中的新神经元进行成像时，这场讨论才会平息。”普林斯顿大学的伊丽莎白·古尔德（Elizabeth Gould）补充道，她曾对啮齿类动物的神经发生进行过研究。
阿尔瓦雷斯-拜拉也认为，我们还需要完成大量研究。即使成年人类身上不存在神经发生，但它确实存在于婴儿和其他动物身上。如果成年人不会产生新的神经元，那我们是如何学习新事物的呢？此外，我们能否找到办法来恢复生成新神经元的能力，以此治疗中风、阿兹海默症以及其他神经退行性疾病？“神经发生正是我们在治疗脑损伤时想要诱发的过程。”阿尔瓦雷斯-拜拉说，“如果它不存在于那里，你要如何去诱发呢？”
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编辑丨蔡蔡
翻译丨何无鱼
校对丨其奇、LUSEN
来源丨The Atlantic
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