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1928年，現(xiàn)代神經(jīng)科學之父圣地亞哥·拉蒙-卡哈爾（Santiago Ramón y Cajal）宣稱，成年人的大腦永遠不會產(chǎn)生新的神經(jīng)元。他寫道：

一旦發(fā)育結束，增長和再生的源泉……就不可挽回地枯竭了。在成年人的大腦中，神經(jīng)通道是固定的、終止的和不可改變的。一切都必然凋零，或許沒有什么可以再生。

90年過后，我們?nèi)圆磺宄?卡哈爾的說法究竟是對，還是錯。

數(shù)十年來，科學家一直認為，胚胎和嬰兒的大腦都會進行“神經(jīng)發(fā)生”（neurogenesis，即生成新的神經(jīng)元），但在成年后便會戛然而止。但從上世紀80年代開始，這一觀點逐漸受到了質(zhì)疑。

大腦神經(jīng)元神經(jīng)細胞

如果說，神經(jīng)元細胞真的不能再生的話？那么，未來我們能否找到辦法來恢復生成新神經(jīng)元的能力，并以此去治療中風、阿茲海默癥以及其他神經(jīng)退行性疾病呢？

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究竟什么是神經(jīng)元？

神經(jīng)元是神經(jīng)系統(tǒng)的主要通信細胞類型。

每個神經(jīng)元都有一個細胞體，通過制造蛋白質(zhì)和能量使細胞保持活力。細胞核也充當細胞的大腦，因為它能處理所有傳入的信息并告訴神經(jīng)元做什么，從細胞核，長軸突和樹突分支出來以發(fā)送和接收來自其他細胞的信息。

在軸突的末端，有一些稱為軸突末梢的結構，通過接觸其他神經(jīng)元的樹突，形成稱為突觸的專門連接。當神經(jīng)元彼此交談時，它們會發(fā)送電子或化學信息，這些信息可能導致下一個神經(jīng)元向其軸突發(fā)射動作信號。以這種方式，信號可以沿著整個神經(jīng)元鏈發(fā)送。為了加速信號傳導，許多神經(jīng)元被稱為髓鞘的脂肪層隔離，類似于導線絕緣的方式。

在你的大腦中，你的神經(jīng)元幫助你學習，閱讀，寫作，騎自行車，形成記憶，甚至有情感。神經(jīng)元是使我們成為自己的基石，并且允許大腦的許多復雜過程發(fā)生。神經(jīng)元信號也可以通過脊髓從你的大腦遠距離傳播，來告知你移動肌肉和四肢，同時神經(jīng)元也可以將皮膚的觸摸感覺帶回大腦。

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神經(jīng)元如何用于治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病？

許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病主要表現(xiàn)為神經(jīng)元的受損并死亡?？茖W家將這一過程稱為神經(jīng)退行性疾病。最大的神經(jīng)退行性疾病是阿爾茨海默病和帕金森病。

在阿爾茨海默病中，神經(jīng)元的變性導致人們忘記事物。在帕金森病中，負責運動的大腦神經(jīng)元丟失，導致患者難以行走和移動。

如果有人跌倒或發(fā)生車禍，其神經(jīng)元也會受傷。如果頭部受到影響，我們稱之為創(chuàng)傷性腦損傷。如果脊髓受到影響，我們稱之為創(chuàng)傷性脊髓損傷。神經(jīng)元的缺失使得神經(jīng)系統(tǒng)正常傳遞信息鏈的功能被打破。

治療神經(jīng)退行性疾病和中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的一種可行性方法是：通過細胞移植替換死亡或受損的神經(jīng)元。如果新的神經(jīng)元可以替代損失的神經(jīng)元，患者或許能夠重新獲得記憶或運動等功能。

首先，沒有簡單的方法從身體內(nèi)收集神經(jīng)元用作治療。大腦和脊髓中存在有限數(shù)量的神經(jīng)元，這兩個神經(jīng)元都是難以接近的區(qū)域，并且神經(jīng)元大多數(shù)不會再生長。

其次，神經(jīng)元不是唯一受神經(jīng)變性影響的細胞。神經(jīng)系統(tǒng)中還有其他細胞稱為神經(jīng)膠質(zhì)細胞，圍繞著神經(jīng)元的中樞神經(jīng)系統(tǒng)提供支持、保護和營養(yǎng)。膠質(zhì)細胞也可能因疾病和損傷而喪失。

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多功能干細胞

究竟能為我們做什么呢？

為了克服障礙，科研人員研究了一種叫做干細胞的特殊細胞，它可以做兩件重要的事情。

第一：干細胞可以自我更新，這意味著他們可以不斷制作自己的新副本；

第二：干細胞能夠區(qū)分轉化，意思是它們可以轉化為其他類型的細胞。

第一個用于研究的干細胞是胚胎干細胞（ESC）

胚胎干細胞是多能的，意味著它們可以分化成體內(nèi)任何類型的細胞，從心臟細胞到腦細胞再到肌肉細胞。然而，胚胎干細胞不能由自己的細胞形成——它們必須來自胚胎，因此細胞來源有限。

最近，科學家們發(fā)現(xiàn)，通過添加將信號傳遞到細胞中的特定分子，可以從體內(nèi)的任何細胞制備具有與胚胎干細胞相似性質(zhì)的干細胞。

這些細胞被稱為誘導多能干細胞（iPSCs）。iPSC大有用途，因為它們具有ESC的所有功能，它們可以由人自己的細胞制成。此外，iPSC可以還可以由皮膚細胞制成，這種細胞很容易獲得，無需手術，并且有大量的皮膚細胞可供使用。

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自發(fā)現(xiàn)將胚胎干細胞和iPSC轉化為神經(jīng)干細胞和神經(jīng)元的方法以來，人們對如何用它來治療大腦和脊髓疾病充滿好奇。在接下來的10到20年間，我們希望科學家們能夠弄清楚如何使NSCs和神經(jīng)元移植到患者體內(nèi)后能夠更好地存活。我們還期望找到用于在移植的細胞與被治療的人或動物的神經(jīng)元之間建立連接的新方法。

近日，一項刊登在國際雜志NatureCommunications上的研究報告中，來自德國科隆大學的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)了一種通過多能干細胞來制造神經(jīng)元細胞的有效新方法。

隨著多細胞有機體的起源，多能干細胞就能夠分化成為機體所有類型的細胞，這些細胞能在培養(yǎng)基中無限增殖，因此其被認為是永恒不朽的，而多潛能性的黃金標準就是胚胎干細胞（ESC）。諸如皮膚細胞等體細胞能夠被重編程產(chǎn)生iPSCs，而新產(chǎn)生的ipsCs和ESCs一樣具有類似的特性；同樣地，多能干細胞對于再生醫(yī)學研究至關重要，因為其可以作為健康分化細胞的潛在來源，包括神經(jīng)元細胞等。

此外，這些細胞還能代表一類無價的資源，幫助研究人類的發(fā)育機制以及多種疾病的發(fā)病原因。比如，可能使我們能夠使用干細胞成功治療帕金森病，阿爾茨海默病，多發(fā)性硬化癥，創(chuàng)傷性腦損傷，中風，脊髓損傷等疾病，以及一系列影響人們的其他問題。

然而，成功治療這些疾病的目標不能由一個人來實現(xiàn)。尋找基于干細胞的治療方法，需要世界各地的人們進行團隊合作，包括科學家，醫(yī)生，資助研究的政府，愿意參與臨床試驗的患者，以及有助于大量增長的公司。干細胞，這項工作還可以利用下一代年輕科學家的幫助，他們可以為該領域帶來新的想法，并有助于推動這項研究的進展。

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