研究人员已经确定了一个“关键时期”，在此期间，成年大脑中的新神经细胞与发育中的大脑中的神经细胞具有相同的学习能力。这项在小鼠身上发现的成果，发表在本周的《神经元》杂志上，为有一天可能限制甚至逆转神经退行性疾病（如多发性硬化症和帕金森病）损害的疗法带来了希望。
高级研究作者、巴尔的摩约翰·霍普金斯大学医学院神经病学助理教授宋红军说，科学家们在 20 世纪 60 年代首次在动物大脑中观察到神经发生——成年大脑中新神经元的产生——但在 20 世纪 90 年代末之前，没有发现人类神经发生的证据。
宋说，他和他的同事着手确定年轻细胞是否与年老细胞不同——如果不同，又有多大程度的不同，以及处于哪个发育阶段。
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该团队使用一种靶向分裂或繁殖细胞的逆转录病毒，追踪海马体（一个与学习和记忆有关的中脑结构）中新神经元从诞生到死亡的过程。科学家们可以通过测量细胞在不同阶段的电生理活动来确定细胞的行为。“在幼年动物中，细胞非常活跃，可塑性很强，并且可以很容易地改变它们的特性，”他说。“整个过程[也]发生在成人回路的环境中。”
该团队发现，在这些新细胞孵化后大约一个月的时间里，存在一个为期两周的窗口或关键时期，在此期间，它们的作用就像新生婴儿的神经元一样。研究人员用一种电激活模式提示新细胞，这种模式模仿了当小鼠学习关于一个特殊地点（例如笼子里的一个角落，它可能会在那里获得食物或电击）时大脑中发生的序列。在此期间，受到人工刺激的细胞突触（允许神经元相互交流的连接）变得更强。
这种增强，被称为长时程增强，导致细胞之间更有效的信息传递，并被认为可以激发它们学习。“对于年轻细胞来说，更容易被增强，而且，一旦它们被增强，增强的程度也比全新细胞大得多，”宋说。“这样做可以让[这些年轻细胞]微调它们的连接。”
意大利比萨国家研究委员会神经科学研究所的神经生物学家 Tommaso Pizzorusso 说：“从这些数据来看，对于高水平的可塑性而言，重要的是单个神经元的年龄，而不是新神经元融入其中的大脑的年龄。”“不幸的是，成人神经发生仅限于大脑的非常特定的结构，因此，大脑的其余部分仍然具有典型的‘老’细胞的较低水平的可塑性。”
宋认为，新的发现可能为基于干细胞的疗法打开大门，以治疗多发性硬化症、帕金森病和阿尔茨海默病等疾病，在这些疾病中，“成熟的神经元已经死亡，所有那些精细的连接都消失了”。他说，这种治疗可能包括在尚未持续产生的区域注射年轻的神经细胞，以升级有缺陷的现有神经回路。“引入年轻的神经元，”他说，“可以使旧的回路更具可塑性，并适应新的条件。”