成年大脑中的新生神经元能否存活取决于它们是否能够成功融入成熟神经元占据的网络。来自美国索尔克生物研究所的神经科学家们通过研究，明确了新生神经元成功融入神经网络所需的分子机制。

在即将发表在《自然》期刊的一项研究中，索尔克研究所基因表达实验室教授兼与年龄相关神经退行性疾病研究的Vi和John Adler主席Fred H. Gage博士的团队发现，NMDA受体的一个亚基是新生神经元整合到现有脑回路的关键“生存装备”。

NMDA受体由神经递质谷氨酸激活，谷氨酸是神经元释放的一种化学物质，用于向邻近细胞传递信息。当NMDA受体接收到谷氨酸信号时，会被激活并传递信号。然而，对于新生神经元来说，这种信号具有完全不同的意义——它关乎生存。

Gage解释道：“当我们移除NMDA受体，即细胞在环境中对谷氨酸信号做出反应时，新生神经元在成熟的特定阶段会枯萎并死亡。NMDA受体调节突触的形成，并决定新生神经元接收到的输入活动模式，而这反过来决定了细胞的生存或死亡。”

研究团队结合小鼠遗传学和基因转移技术，向海马体注射了一种携带分子剪刀的病毒，该病毒能够删除编码NMDA受体部分的基因。海马体是一个包含神经干细胞的脑区，这些干细胞可以产生新的神经元。被病毒感染的新生神经元通过荧光染料标记，从而能够检测这些细胞衍生出的神经元。

几周后，接受病毒注射的动物显示荧光神经元数量明显减少，与注射不含分子剪刀的病毒的小鼠相比，源自神经干细胞的新生神经元存活数量更少。

Gage指出，海马体对试图融入现有网络的新生神经元来说是一个“危险的地方”。他解释道：“那里竞争非常激烈！NMDA受体介导的事件是一场成熟细胞争夺连接权的竞争，同时新生神经元还需要与成熟细胞以及其他新生神经元竞争以融入网络。最终，能够在这种环境中表现最佳的细胞会被选择出来。”

Gage实验室此前的研究表明，新神经元从干细胞中产生的速度与动物的活动水平有关。“如果让动物处于一个丰富的环境中，并给它们提供跑步轮，新脑细胞的存活率会增加，”Gage说。“现在我们显示，这种刺激可能部分是通过NMDA受体介导的。”

这些研究还表明，年轻和中年时期经常运动的老鼠在学习任务（如迷宫游泳）中表现更好，这表明新生神经元不仅仅是备用资源，它们实际上可以增强学习能力。

Gage总结道：“令人惊讶的是，新生神经元是在海马体中产生的，而海马体的功能正是获取新信息。这表明新生细胞参与了我们的学习过程。”

新生神经元与成熟神经元之间的连接竞争显然不仅仅是自然界的一个现象。增强学习与成人神经发生之间的相关性表明，神经网络的持续重组对于学习的发生至关重要。

事实上，Gage实验室的研究数据进一步支持了一个普遍的观点：在人的一生中，使用脑细胞是优化脑功能的最佳方式。

Gage补充道：“在自然衰老过程中，认知能力会下降。我们知道随着年龄增长，生成新神经元的能力会减弱。目前我们正在努力研究如何尽可能多地产生新神经元，以潜在地增强学习能力或增加成人的神经发生。”

研究人员名单： 此项研究还包括索尔克研究所的博士后研究员Vladislav Sandler博士、Nicolas Toni博士和Chunmei Zhao博士的贡献。Ayumu Tashiro博士目前在挪威科技大学从事研究工作。

关于索尔克研究所： 位于加利福尼亚州拉霍亚的索尔克生物研究所是一家独立的非营利组织，致力于生命科学的基础研究、改善人类健康以及培养未来一代研究人员。该研究所由Jonas Salk博士于1965年创立，他的脊髓灰质炎疫苗几乎在1955年消灭了致残性疾病小儿麻痹症。

联系方式： Gina Kirchweger，索尔克研究所