成年人大脑的无情活力

来自巴斯德研究所和国家科学研究中心的科学家们能够在几个月的时间里进行实时观察，揭示出新成年神经元是如何在老鼠的嗅球中形成和进化的。他们有了一个惊人的发现，这些新神经元与它们被招募到的回路之间建立的连接具有持续的结构可塑性。科学家们表明，这种神经元动态可以使嗅球对感觉信息进行最佳处理。这些发现将发表在该杂志上神经元2016年6月30日。

虽然大多数神经元是在胚胎发生过程中产生的，但大脑的某些区域，如啮齿类动物的嗅球和人类的海马体，在成年后能够不断地再生神经元。科学家们在大约15年前首次最终发现了这些新的成年神经元，但它们的功能仍然是一个谜，主要是因为它们在活着的动物中是无法获得的。

在杂志上发表的一篇文章里神经元由法国国家科学研究中心(CNRS)科学家皮埃尔-玛丽莱多(Pierre-Marie Lledo)领导的巴斯德研究所(Institut Pasteur)一个部门的科学家们提供了进一步的证据，证明在成年人大脑的神经元水平上观察到的变化具有高度动态的性质。科学家们花了几个月的时间来观察成年小鼠嗅球中神经元的发育。这给了他们一个独特的机会来实时观察神经元之间连接的形成、稳定和消除。

他们发现，在不断形成新神经元的嗅球中，这些新神经元与邻近细胞之间的连接在它们的一生中都显著重排。所有这些神经元都在不断地重组它们之间建立的数十亿个“突触”接触。科学家们对这一发现感到惊讶。“我们希望看到突触逐渐稳定下来，就像大脑发育过程中发生的那样。但令人惊讶的是，这些突触被证明在新神经元的整个生命过程中都是高度动态的。同时，这些动态也反映在主要神经元上，它们的主要突触伙伴，”来自巴斯德研究所的第一作者Kurt Sailor解释道。

为了观察神经元回路的形成过程，科学家们用绿色荧光蛋白(GFP)标记新的神经元，以便用显微镜对动态变化进行成像。这些实验进行了几个月的时间来跟踪新神经元的整个生命周期。在它们生命的前三周，这些新的神经元延长了它们的细胞投射，即树突，形成了几个分支，这些分支随后变得非常稳定。接下来，他们观察了神经棘(突触形成的结构)，并证明了新神经元和已存在神经元之间20%的突触每天都会发生变化——这一现象也在它们的突触伙伴(principal)身上被观察到嗅球神经元。通过使用计算机模型，作者表明这些动态使突触网络能够有效和可靠地调整，以适应环境中正在发生的感觉变化。

“我们的发现表明，大脑中这个不断再生的区域的可塑性伴随着突触连接的不断物理形成和消除而产生。”这种结构的可塑性揭示了一种独特的动力机制，这对新建筑的再生和整合至关重要神经元在成年人的大脑回路中，”科学家们总结道。更广泛地说，这项研究表明，与记忆和学习密切相关的大脑区域存在普遍的可塑性机制。

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