在調整其架構時,成年人的大腦就像雕塑家一樣工作——從超出其需要的部分開始,這樣它就可以雕刻掉多余的部分,以實現完美的設計。這是一項實時跟蹤成年小鼠大腦中發(fā)育中的細胞的新研究的結論。
新腦細胞開始一段時期的過度生長,發(fā)出大量的神經元分支,然后大腦修剪掉這些連接。2016 年 5 月 2 日《自然神經科學》雜志上描述的這一觀察結果表明,成人大腦中的新細胞與胚胎大腦中的細胞比科學家之前認為的有更多共同點,并且可能對理解自閉癥、智力障礙和精神分裂癥等疾病產生影響。
“我們對所看到的修剪程度感到驚訝,”索爾克遺傳學實驗室教授、年齡相關神經退行性疾病研究維和約翰·阿德勒主席的資深作者拉斯蒂·蓋奇(Rusty Gage)說。
雖然大腦數十億個細胞中的大部分是在出生前形成的,但蓋奇和其他人之前表明,在哺乳動物大腦的幾個選定區(qū)域中,干細胞在成年期間發(fā)育成新的神經元。在這項新研究中,蓋奇的研究小組重點關注齒狀回的細胞,齒狀回是大腦深處的一個區(qū)域,被認為負責新記憶的形成??茖W家們使用一種新的顯微鏡技術來觀察成年小鼠齒狀回中形成的新細胞。
“這是我們第一次能夠對活體動物中生長的齒狀神經元進行成像,”Gage 實驗室的研究員、這篇新論文的第一作者蒂亞戈·貢薩爾維斯 (Tiago Gonçalves) 說。
貢薩爾維斯和蓋奇每天都會在幾周內跟蹤神經元的生長情況。當動物被安置在有大量刺激的環(huán)境中——跑輪、塑料管和圓頂——新細胞生長得很快,發(fā)出數十個稱為樹突的分支,這些分支接收來自周圍神經元的電信號。當放置在空的房屋中時??,新神經元的生長速度稍微慢一些,平均發(fā)出的樹突也少一些。但是,在這兩種情況下,新細胞的樹突都開始被修剪。
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