科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，成年人的大腦中仍有一些區(qū)域保持著孩童一般的活力，允許大腦形成新的神經(jīng)元連接。這一機(jī)制可以幫助我們在成年后繼續(xù)學(xué)習(xí)新技能，或者形成新的記憶。文章于一月七日發(fā)表在Cell旗下的Cell Metabolism雜志上。

華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院和Allen腦科學(xué)研究所的科學(xué)家們，對大腦不同區(qū)域的基因活性水平進(jìn)行了比較。他們發(fā)現(xiàn)，在成年大腦的某些區(qū)域，與新連接建立有關(guān)的基因活性更高。由于這些基因在幼兒大腦中也有很高的活性，研究人員將其稱為childlike基因。

“與猩猩和猴子等人類近親相比，這些基因在成年的人類大腦中更為活躍，”文章的第一作者，華盛頓大學(xué)的Manu S. Goyal說。“我們發(fā)現(xiàn)，這些基因的活性與特定的能量生產(chǎn)形式有關(guān)。而這種能量生產(chǎn)形式，為生成新生物結(jié)構(gòu)提供了支持，例如生成新連接所需的新神經(jīng)元分支。”人們一般認(rèn)為，神經(jīng)細(xì)胞的新連接，負(fù)責(zé)形成新的記憶和技能。

在此之前，文章的資深作者Marcus Raichle教授研究了大腦消耗糖和氧的產(chǎn)能機(jī)制，他注意到大腦某些區(qū)域消耗糖的效率特別高。研究顯示，這些區(qū)域在活躍地進(jìn)行有氧糖酵解。“有氧糖酵解是癌細(xì)胞和快速生長細(xì)胞的最愛，”Goyal說。

在這項新研究中，Raichle與Allen腦科學(xué)研究所的Michael Hawrylycz博士合作。該研究所構(gòu)建了Allen人腦圖譜庫，涵蓋了不同年齡層次不同大腦區(qū)域的基因活性。

研究人員利用這一數(shù)據(jù)庫，在高效進(jìn)行有氧糖酵解的大腦區(qū)域中分析基因活性。他們發(fā)現(xiàn)，這些區(qū)域里的childlike基因活性更高。另外，研究人員還在上述區(qū)域中鑒定了一百多個高活性基因。

研究人員通過分析其他一些研究的數(shù)據(jù)指出，有氧糖酵解在幼兒大腦中更為普遍。“在成年大腦中，有氧糖酵解占糖消耗總量的10-12%，”他說。“而在幼兒大腦中，有氧糖酵解可以占到30-40%。”

有氧糖酵解并不是效率最高的能量生產(chǎn)途徑。但科學(xué)家們認(rèn)為，對于快速生長來說，有氧糖酵解是更好的能量來源。

“即使是在成年大腦中，仍有需要快速改變的區(qū)域。這就是成年大腦仍使用有氧糖酵解的原因，”Goyal說。

下一步研究人員希望明確，進(jìn)行有氧糖酵解的特定腦細(xì)胞，是否與神經(jīng)發(fā)育疾病或神經(jīng)退行性疾病有關(guān)，例如孤獨(dú)癥、智力障礙、阿爾茨海默癥等。

“將來我們也許能夠通過，滿足成年大腦建立新連接的代謝要求，對大腦損傷和神經(jīng)退行性疾病進(jìn)行治療，”Goyal解釋道。