《科学》告诉你，成年人的大脑神经元真的会再生吗

图文简介： 一项发表于《科学》的研究首次在人类成年大脑中系统性地识别出新生神经元的全过程，证明海马体中可能存在持续的神经发生。这一发现有望改变我们对大脑可塑性的认识，并为阿尔茨海默病等疾病带来治疗新思路。

你或许听说过这样一句话，成年人的大脑就像一台精密却静止的机器，一旦发育完成，就不再生长。这个说法曾是神经科学的普遍看法，我们出生时拥有数以亿计的神经元，随着年龄增长，只会逐渐损耗，而不会再新增。于是我们习惯了将“脑力”视为一种不可逆的资源，青春期之后，神经细胞就停止更新，我们所能做的，仅是靠锻炼维持已有的脑力结构。

成年人大脑依然能生成新的神经元示意图（图片来源：作者使用AI生成）

但最近，一项发表在《科学》（Science）的研究却撼动了这个旧观念。科学家们发现，在人类大脑中一个关键的区域——海马体，某些人竟然在中年甚至老年阶段，依然在生成新的神经元。这个发现，不仅重新点燃了关于“成人神经发生”的科学争论，也为治疗阿尔茨海默病、抑郁症等疾病带来了前所未有的希望。

从否定到怀疑——神经科学的百年争议

“成人不能再生神经元”这一观念，曾在20世纪几乎被视为常识。大多数神经科学教材会告诉你，神经元不同于皮肤细胞或肠道上皮细胞，一旦形成，其数量基本恒定，难以复制。这个观念的根基源自上世纪早期的观察，成年大脑中几乎找不到有细胞分裂迹象的神经元。

然而，动物实验却开始撬动这块铁板。研究者在小鼠、恒河猴，甚至鸟类的大脑中观察到，在海马体中的齿状回（dentate gyrus）区域，新生神经元确实能在成年后持续生成，并融入已有的神经网络。这一过程不仅与记忆形成、空间导航、情绪调节有关，甚至在应激反应与抗抑郁中扮演着角色。科学家称之为成人神经发生。

问题在于，人类的大脑远比实验动物复杂。在很多试图寻找人类神经发生证据的研究中，科学家们始终面临几大挑战。

证明神经再发生有很多挑战（图片来源：作者使用AI生成）

首先就是活体难取样，大脑组织取样多依赖罹患神经系统疾病的患者手术或死亡后捐赠，样本来源有限。而动物实验常用的如DCX神经祖细胞标记物，在人类大脑中表达情况不稳定，易与胶质细胞、内皮细胞等混淆。还有就是新生神经元稀少，就算存在，它们数量极少，难以在大脑这样复杂的组织中被准确识别。

正因如此，从2010年代开始，围绕人类是否存在成人神经发生形成了激烈的两派争论。一方研究者通过染色、放射性碳定年等方法，间接捕捉到年轻神经元的线索；而另一方则质疑这些细胞是否真的是新生神经元，还是其他类型细胞的伪装。在2022年，一项发表于《自然》（Nature）的研究甚至得出结论，成年人的神经祖细胞几乎完全消失，留下的只是童年时期的存货。

直到2025年，局势才开始转变。一项结合单核RNA测序、空间转录组和机器学习的研究，首次在多位成年人的齿状回中，定位到了完整的神经发生链条，从干细胞到前体细胞，再到神经母细胞。这不仅是一个技术上的突破，更可能成为终结这场长达数十年的科学争议的“关键证据”。

成年神经元的“寻踪之旅”

要在成年人大脑中找出正在出生的神经元，几乎就像在一座图书馆中寻找尚未写成的书——既要精准，又要小心避免误认。2025年，来自瑞典卡罗林斯卡医学院的研究团队采取了一种更为系统的策略，他们不仅用了最先进的测序技术，还融合了空间定位工具与人工智能算法，终于在这场神经追踪战中捕捉到了决定性线索。

研究者对从13到78岁的19位人类捐献者的大脑海马体区域进行单核RNA测序（snRNA-seq），这是目前最精细的细胞表达分析技术之一。与传统方法不同，它可以逐个细胞核读取哪些基因正在活跃，进而判断细胞的类型与发育状态。他们在样本中识别出了354个“疑似新生神经元相关细胞”，包括神经干细胞（NSCs）、中间前体细胞（INPs）、神经母细胞（Neuroblasts）。这些细胞大多出现在海马体的齿状回区域，也正是动物神经发生的关键“发源地”。

对海马体进行单核RNA测序后获得的整合数据的UMAP降维投影图（图片来源：参考文献[1]）

因为这些神经祖细胞太稀少，传统分析很容易错过。研究团队采用了三种不同的机器学习模型，先在儿童样本中通过机器学习获取“什么样的基因表达模式代表神经祖细胞”，再用模型去扫描成人样本，寻找这些隐藏角色。

最终，模型将19位成人样本中约28万个细胞逐个筛查，识别出其中可能仍在成长中的神经祖细胞。这些细胞表现出与动物以及人类儿童中的神经元前体高度相似的分子特征，并非如胶质细胞或内皮细胞等其他类型细胞的误认。

当然仅靠测序只能证明“存在”，并不足以说明这些细胞的“在哪”。于是，研究者又引入了空间转录组平台以及高敏感度的RNAscope原位杂交技术，成功在组织切片中定位了这些细胞。结果发现，这些新生细胞主要集中在齿状回颗粒层（GCL）及其邻近的“门区”，并非散布于整个大脑。

成年人类神经祖细胞及神经发生“生态位”的单细胞转录组空间解析（图片来源：参考文献[1]）

有趣的是，这些新生细胞在不同个体中出现的频率并不一致。部分中年样本中几乎找不到任何神经祖细胞，而另一些个体，特别是一位58岁的健康成年人，却显示出相当活跃的神经发生迹象。这提示我们，成人神经再生能力也许存在显著的个体差异，受到基因、生活方式或健康状况的影响。

总结

我们的大脑并不如想象中那样一成不变，即便在成年甚至老年，仍有部分人脑中悄然诞生着新的神经元。这不是简单的“脑细胞再生”，而是一条从干细胞到成熟神经元的完整生命轨迹被逐步揭示。虽然这种现象在个体之间差异明显，但，我们也知道，大脑仍保有更新的潜力，甚至在未来可能成为修复认知功能、抵御衰老与神经退行性疾病的重要突破口。

参考文献：

[1] Dumitru, Ionut, et al. "Identification of proliferating neural progenitors in the adult human hippocampus." Science 389.6755 (2025): 58-63.

[2] Kempermann, Gerd, et al. "Human adult neurogenesis: evidence and remaining questions." Cell stem cell 23.1 (2018): 25-30.

[3] Zhou, Yi, et al. "Molecular landscapes of human hippocampal immature neurons across lifespan." Nature 607.7919 (2022): 527-533.

[4] Sorrells, Shawn F., et al. "Positive controls in adults and children support that very few, if any, new neurons are born in the adult human hippocampus." Journal of Neuroscience 41.12 (2021): 2554-2565.

作者丨邵文亚 福建医科大学副教授；杨超博士

审核丨詹丽璇 广州医科大学附属第二医院神经内科教授

来源: 科普中国创作培育计划