《Nature》首揭嬰兒出生後大規模神經元遷移 0~3歲神經可塑性關鍵!

撰文記者 巫芝岳
日期2023-12-27
《Nature》首揭嬰兒出生後大規模神經元遷移 0~3歲神經可塑性關鍵! (圖片來源:網路)

近(20)日,美國匹茲堡大學(University of Pittsburgh)的科學家,發現了一項嬰兒在出生後,大腦中顳葉區域會有長達三年的大規模神經遷移(neuronal migration),這項研究推翻過去普遍認為「神經元朝皮質區域的遷移多在出生前就完成」的理論,也是證明幼兒之所以有高度神經可塑性的關鍵之一。該研究發表於頂尖期刊《Nature》。

研究團隊發現,嬰兒從出生到幼兒時期,會有許多年輕的神經元遷移到位於大腦顳葉內側的「內嗅皮質」(entorhinal cortex)及其周邊區域。出生後1年間,會發生大規模切向(tangential)遷移,接著持續2~3年放射狀擴散式的遷移。

且這項神經遷移,並未在常見的非人類靈長類模式動物恒河猴(Macaca mulatta)中發現。這也解釋了人類大腦是如何在很短的時間內,得以產生數十億個新神經元。

研究論文指出,當幼兒積極與環境產生互動時,這些「遲來」的中間神經元,可以繼續幫助大腦塑造對生活環境的感覺,以及處理空間訊息,此發現也可能是造就幼兒時期神經可塑性的關鍵基礎,在此期間,大腦也特別容易接受變化和適應環境。

(編按:內嗅皮質是與長期記憶相關的海馬迴,和新皮質之間的主要媒介,也是大腦形成記憶所必須的構造。神經元遷移則是哺乳動物神經系統發育時的重要過程;在人類胚胎的神經系統最初成形時,僅有一層細胞(稱為「神經管」),隨著大腦發育,不斷新生而出的神經細胞會出現遷移,進而形成如洋蔥般多層的構造。)

領導這項研究的匹茲堡大學助理教授Shawn Sorrells表示,這項發現非常令人興奮,不僅推翻過去認為出生時大腦已完成所有神經元遷移的理論,且這項神經元遷移還會持續到幼兒開始爬行和走路的年紀。

此外,該研究也透過免疫染色和單細胞核RNA定序(snRNA-seq)等證實,多數在此階段遷移到內嗅皮質的細胞,會成為一特定類型的中間神經元(interneuron)。

由於已知內嗅皮質神經元是在阿茲海默症等神經退化疾病中最早受影響的區域之一,而近期另一項研究也發現,認知功能下降與該類型中間神經元相關,因此本次研究也可能提供了與神經退化性疾病相關的科學證據。

參考資料:

1. 論文原文:https://www.nature.com/articles/s41586-023-06981-x

2. https://www.sciencedaily.com/releases/2023/12/231221012732.htm

(編譯/巫芝岳)