大脑能够自我修复吗?

想象一下大脑能够自我重启, 升级自己那些发育不良或者受损的细胞为新的, 改良的单元. 这也许听起来跟科幻小说似的, 但有朝一日这可能成为现实, 科学家们也正在研究. 我们的大脑能够有朝一日进行自我修复吗?

众所周知, 初期正在发育的大脑里的胚胎细胞能够产生新的神经元, 即构成脑组织的微单元. 这些新生成的神经元游走到发育中大脑的不同部分, 并自我组织成为不同的结构. 但直到最近, 科学家们都一直认为, 细胞增殖在初始发育过后不久就突然终止了, 这一想法导致他们认为, 神经性疾病比如阿兹海默症或者帕金森症跟中风一样, 是无法逆转的毁灭性损害.

但一系列的最新发现显示, 成人大脑竟然至少在三个特殊的位置继续生成新的细胞. 这一过程叫做神经发生, 也就是说专门的大脑细胞, 叫做神经干细胞以及祖细胞, 它们能够生成新的神经元或代替老的神经元. 科学家发现, 神经发生这一过程存在于三个脑部区域: 一个是与学习及记忆相关的海马齿状回, 一个是供给嗅球神经元的脑室下区, 负责鼻子和脑部的交流, 还有帮助管理运动的纹状体.

科学家目前还未掌握在这些脑部区域的神经发生具体扮演什么角色, 或者说为什么它们仅存于这三个区, 而非整个大脑. 但是在成人大脑中新神经元生成的这一机制本身的存在开放了一种惊人的可能性. 我们是不是能利用这一机制让大脑来修复自身的创伤, 就像新皮长出来修复伤口, 或者像断骨自我接合那样?

我们现在的情况是这样: 一部分蛋白质和其他模拟这些蛋白质的小分子能被供给到大脑, 使得神经干细胞及祖细胞在上述的三个区域生成更多的神经元. 这项技术仍需改善, 让细胞更有效地增殖, 让更多的细胞活下来. 然而, 研究表明来自这些区域的祖细胞竟然还能游离到损伤发生的部位, 并在那儿生成新的神经元.

另一项有希望成功的做法就是移植健康的在实验室里培养的人类神经干细胞到损伤组织中, 就跟植皮一样. 科学家们正在试验中, 以测定这些移植的供体细胞是否能够分裂, 分化并成功地在受损大脑中生成新的神经元.

科学家们还发现, 我们也许能够教其他种类的脑细胞如星细胞或者单树突胶质细胞模仿神经干细胞的行为, 也来开始生成新的神经元.

那么几十年以后, 我们的大脑就能自我修复了? 我们没有十足的把握, 但是这已然成为了再生医学的主要目标. 人类大脑有一千亿的神经元, 现阶段我们仍在研究这一硕大的生物主板是如何布线的. 但每一天, 关于神经发生的研究都让我们离那个所谓的重启开关又更近了一步.

来源: TED-Ed 短视频课程 https://www.youtube.com/watch?v=9D1AwQ0lTsg&t=24s