近日，來(lái)自美因茨大學(xué)醫(yī)學(xué)中心、法蘭克福先進(jìn)研究所（FIAS）以及耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合揭示：當(dāng)大腦中部分神經(jīng)元喪失后，大腦皮層內(nèi)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)自發(fā)重組，其它神經(jīng)元將“接手”喪失細(xì)胞的功能，從而維持大腦的整體運(yùn)作。這項(xiàng)成果已發(fā)表在《自然·神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）期刊上。

神經(jīng)元雖不可再生，大腦卻有“自愈力”

神經(jīng)元是大腦最核心的細(xì)胞單元，承擔(dān)著思考、感知、情緒和運(yùn)動(dòng)等一切功能。隨著年齡增長(zhǎng)，或因酒精等毒素影響，甚至患上如阿爾茨海默病、帕金森病等神經(jīng)退行性疾病，神經(jīng)元會(huì)逐漸喪失。而與身體其他器官不同，大腦皮層在成年后幾乎不再產(chǎn)生新的神經(jīng)元。

盡管如此，神經(jīng)元喪失后的認(rèn)知功能并不會(huì)立刻崩潰?！芭R床研究表明，即便在老化或患病的過(guò)程中，皮層功能仍然表現(xiàn)出出人意料的韌性。”來(lái)自美因茨大學(xué)醫(yī)學(xué)中心生理研究所“系統(tǒng)神經(jīng)生理學(xué)”課題組負(fù)責(zé)人Simon Rumpel教授表示。

聲音感知區(qū)的神經(jīng)元“重新分工”

為深入探索大腦如何應(yīng)對(duì)神經(jīng)元流失，研究團(tuán)隊(duì)采用動(dòng)物模型，聚焦于大腦中負(fù)責(zé)聲音處理的聽覺皮層。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)少量特定神經(jīng)元被有意破壞后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的活動(dòng)模式初期變得不穩(wěn)定，說(shuō)明神經(jīng)系統(tǒng)本身處于精密的平衡狀態(tài)。然而，僅僅幾天后，相似的神經(jīng)活動(dòng)模式便再次出現(xiàn)——先前未被激活的神經(jīng)元“接替”了受損細(xì)胞的功能。

這一發(fā)現(xiàn)表明，大腦內(nèi)部存在一種尚未充分認(rèn)識(shí)的“功能遷移”機(jī)制。FIAS研究員Matthias Kaschube與博士生Bastian Eppler在數(shù)據(jù)分析和結(jié)果解讀中起到了關(guān)鍵作用。

為抗衰老和神經(jīng)退行性疾病帶來(lái)新希望

Rumpel教授指出：“我們推測(cè)，這種新發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)適應(yīng)機(jī)制，在自然老化過(guò)程中及多種神經(jīng)退行性疾病中，可能都發(fā)揮著重要作用?！蔽磥?lái)的研究可以進(jìn)一步探索如何激活和增強(qiáng)這一神經(jīng)重組過(guò)程，從而為延緩認(rèn)知功能衰退或治療相關(guān)疾病提供新路徑。

參考文獻(xiàn)：Takahiro Noda et al, Homeostasis of a representational map in the neocortex,?Nature Neuroscience?(2025).?DOI: 10.1038/s41593-025-01982-7

編輯：周敏

排版：李麗