Vuxna hjärnor skapar inga nya minnesceller
Ny forskning ledd av University of California, San Francisco föreslår att den mänskliga hippocampusen eller hjärnregionen som är viktig för minne och inlärning slutar skapa nya celler i barndomen.
Resultaten, som har publicerats i tidskriften Natur, kommer sannolikt att flamma flammorna från en redan het debatt om den mänskliga hjärnans förmåga att läka sig själv genom "neurogenes" eller födelsen av nya hjärnceller.
"Vi finner", förklarar Arturo Alvarez-Buylla, som är professor i neurologisk kirurgi som arbetar vid University of California, San Francisco (UCSF) och chefen för laboratoriet bakom studien, "att om neurogenes uppträder i vuxen hippocampus i människor, det är ett extremt sällsynt fenomen som väcker frågor om dess bidrag till hjärnreparation eller normal hjärnfunktion. ”
Studien utmanar en växande mängd bevis som antyder att det kan vara möjligt att behandla sjukdomar som slösar bort hjärnan som Alzheimers sjukdom genom att främja neurogenes för att fylla på hjärnceller, eller neuroner som förstörs av sjukdom.
Emellertid pekar de oförskräckta författarna istället på de nya frågor som deras fynd väcker, till exempel hur anpassar den mänskliga hjärnan sig och lär sig om den inte kan skapa nya nervceller?
Kanske svaren på denna fråga kommer att öppna en ännu bättre väg till nya behandlingar för hjärnsjukdomar, föreslår de.
Tvivel om neurogenes hos människor
Under de senaste 30 åren har professor Alvarez-Buylla och hans team hittat ökande bevis för att hjärnorna hos sångfåglar och gnagare kan skapa nya nervceller under hela deras liv. Men nyligen har de börjat ifrågasätta om detta är sant för den mänskliga hjärnan.
Till exempel har UCSF-gruppen tvivlat på huruvida neurogenes i doftlökan - som är en gammal del av hjärnan som är viktig för att känna av lukt - fortsätter till vuxenlivet hos människor som det gör hos gnagare.
För sin nya studie analyserade professor Alvarez-Buylla och kollegor 59 humana hippocampusprover som samlats in från Kina, Spanien och USA.
Några av vävnadsproverna - som sträckte sig från födseln till vuxenlivet - togs från dödsfall, medan andra hämtades under operation på epilepsipatienter.
Teamet analyserade noggrant proverna för att leta efter förändringar i nya nervceller och stamceller under livslängden. De fokuserade på ett område som kallas dentate gyrus, en "enkel kortikal region" som utgör en integrerad del av hippocampus och är viktig för minnesbildning.
Inga bevis på neurogenes i vuxen vävnad
Forskarna hittade produktiva bevis på att neurogenes inträffade före födseln och direkt efter det. De beräknade att det genomsnittliga antalet nya nervceller per kvadratmillimeter tandad gyrusvävnad hos nyfödda var 1 618.
Neurogenes föll dock kraftigt efter födseln: antalet nya nervceller per kvadratmillimeter hade femfaldigats med 1 års ålder.
Bevisen avslöjade också att nedgången fortsatte genom barndomen: det var en 23-faldig minskning mellan 1 och 7 år och ytterligare en femfaldig minskning med 13 års ålder.
Vid denna tidpunkt, i början av tonåren, hade koncentrationen av nya nervceller per kvadrat millimeter hjärnvävnad sjunkit till bara 2,4.
Forskarna fann inga bevis för neurogenes i vuxen tandvård gyrusvävnad - varken i de 17 postmortem-proverna eller hos dem som hämtats från 12 vuxna epilepsipatienter.
”Hos små barn”, säger Mercedes Paredes, en biträdande professor i neurologi vid UCSF och som ledde vävnadsanalysen, ”kunde vi se att ett stort antal nya nervceller fortsätter att tillverkas och integreras i tandgyrus, men neurogenes försvinner helt i början av tonåren. ”
Neurogenes och hippocampus plasticitet
När de analyserade de neurala stamcellerna - som är föregångarcellerna som skapar nya nervceller - upptäckte forskarna att de också var rikliga i hjärnan före födseln, men i tidig barndom hade de nästan försvunnit.
De hittade inga bevis för tidig ackumulering av neurala stamceller i den subgranulära zonen hos den mänskliga tandgyrusen.
Detta står i kontrast till möss, där denna tidiga koncentration händer. Teamet föreslår att detta innebär att det kan vara ett nödvändigt steg för neurogenes att fortsätta till vuxen ålder.
Sammanfattningsvis accepterar utredarna att de, medan de sökte omfattande, inte kan säga med säkerhet att den vuxna mänskliga hippocampus aldrig skapar nya nervceller.
"Men", säger Dr. Shawn Sorrells, som är seniorforskare i professor Alvarez-Buyllas grupp, "jag tror att vi måste gå tillbaka och fråga vad det betyder."
"Om neurogenes är så sällsynt att vi inte kan upptäcka det, kan det verkligen spela en viktig roll i plasticitet eller inlärning och minne i hippocampus?"
Dr Shawn Sorrells
