研究发现,即使是老大脑也可以制作新神经元

但是,在较老的大脑中,新的神经元可能会产生较少的连接

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在今天发表的研究中细胞干细胞,哥伦比亚大学的科学家们在哥伦比亚大学Vagelos医师和外科医生展示了最明确的证据,迄今为止人类脑在整个生命中创造新神经元。

以前对动物脑的研究引领了许多神经科学家来得出结论,神经发生的能力或新神经元的产生,随着年龄的增长而下降,几乎在成熟的大脑中减少了。“在老鼠中,研究人员表明,中年后神经发生在中年后剧烈降低,”精神病学和哥伦比亚干细胞倡议的研究科学家MD,博士学位,博士。最近学习人类大脑也无法在成人脑中找到新神经元。

大脑的海马负责记忆和学习,这是神经发生和干细胞生物学研究的重大焦点。虽然对人类的神经影像学研究表明,在成年期地发生这种结构的持续增长,但许多科学家认为,这代表了现有的神经元生长较大,或血管扩张或其他内部支持结构,而不是添加新神经元。为了解决这个问题,调查人员解剖并审查了在他们死亡后的健康人群中的人类海马的代表性样本。

哥伦比亚大学独特的大脑库对学习至关重要

Scientists at Columbia were able to pursue this research by setting up a brain bank and collecting postmortem and extensive clinical information on the donors, said J. John Mann, MD, the Paul Janssen Professor of Translational Neuroscience in Columbia’s Department of Psychiatry and senior author on the new paper.

在曼恩和他的同事收集了一名已故捐赠者的大脑后,他们获得了捐赠者的所有相关医疗记录,并进行了“心理解剖”。通过与朋友和家人的访谈,研究人员确定了受试者在死亡时是否患有神经或精神疾病。由此产生的大脑集合已经成为神经科学的一个独特资源,允许研究人员对代表生命、健康和疾病的整个光谱的人类大脑进行详细的研究。

在这项新工作中,Boldrini和Mann的团队使用了分子探针和数学模型的结合,跟踪了28名年龄在14岁到79岁之间的健康捐赠者的大脑神经发生。基于该领域的主流观点,他们预计神经发生会随着年龄的增长而减少。它没有。

曼恩说:“看来,人类海马体的神经发生确实被显著地保存了下来。”

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大脑中的神经干细胞。图片:Maura Boldrini /哥伦比亚大学Vagelos医师学院医师和外科医生。

年轻和旧的大脑产生成千上万的新神经元,但神经元可能不太能够在旧大脑中形成连接

虽然大脑银行对研究至关重要,但研究人员还必须开发严格的方法来量化每种海马的神经源性潜力。计数和分析所有细胞是不切实际的;人类海马太大了。相反,Boldrini使用数学模型从较小的部分外推,产生了不同类型细胞的数量和整个海马中特定蛋白质标志物的分布。

博尔德里尼说:“我们发现,在被分析的最年轻和最年长的人身上,都有成千上万的神经祖细胞和未成熟的神经元。”

然而,分析显示,较旧的大脑具有较少的血管发育,较旧的海马中的神经元表达了与可塑性相关的蛋白质较低,或形成新的神经连接。

结果指出了一种新的脑老化模型,其中较旧的大脑保留了制造新神经元的能力,但可能变得不太能够在它们之间形成新的连接,并保持供应氧气。

“我们在老年人大脑中看到的变化可能与一些随着年龄增长而发生的认知-情绪变化有关,”博尔德里尼说,“锻炼、饮食和药物可能有帮助,但需要未来的研究来调查这些想法。”

现在,研究人员希望利用哥伦比亚大学干细胞倡议的干细胞培养技术探讨他们在较旧的大脑中发现的变化的潜在机制。“通过这些技术,我们应该能够了解更好的新神经元成熟以及如何操纵,”Boldrini说。

参考文献

这篇论文的标题是“人类海马神经发生在衰老过程中持续”。额外的作者:C.A. Fulmore(纽约州精神病学研究所),A.N. Tartt (NYPSI), L.R. Simeon (NYSPI), I. Pavlova (NYSPI), V. Poposka (Ss. Cyril & Methodius大学,马其顿),G.B. Rosoklija(哥伦比亚,NYSPI,和马其顿科学与艺术学院),A. Stankov (Ss. Cyril & Methodius大学),V. Arango(哥伦比亚和NYSPI), A.J. Dwork(哥伦比亚,和R. Hen(哥伦比亚大学和NYSPI)。

这项研究得到了哥伦比亚大学Stroud老龄研究中心的支持,并得到了美国国立卫生研究院、美国自杀预防基金会(SRG-0-129-12)、美国国立卫生研究院(MH83862, MH64168, MH40210, NS090415, MH94888, MH090964, MH098786)的资助。大脑和行为研究基金会(独立调查员Grant 56388),纽约干细胞计划(C029157和C023054),以及黛安·戈德堡基金会。

A.J. Dwork收到了奥林巴斯和Visiopharm的礼物;R. Hen担任Roche and Lundbeck的顾问;J.J. Mann从心理卫生研究基金会获得了C-SSRS的商业使用使用费。