在鸣鸟体内，死亡的脑细胞提示新的脑细胞生长

众所周知，在繁殖季节帮助鸟类歌唱得最好的脑细胞会在一年的晚些时候自然死亡。研究人员首次描述了每年春天引发新神经元生长的一系列事件，这一切似乎都始于前一个秋天垂死细胞发出的信号，为大脑开始产生干细胞做准备。

如果科学家能够进一步深入这一过程并了解这些信号是如何工作的，可能会找到利用这些信号的方法，并鼓励细胞在体内进行替换人类的大脑由于衰老、严重抑郁或阿尔茨海默病而自然失去神经元的人，华盛顿大学生物学博士生特雷西·拉尔森说。她是9月23日《纽约时报》上一篇论文的第一作者神经科学杂志在大脑脑细胞自然死亡后产生的细胞。

神经科学家早就知道，许多动物的成年大脑会产生新的神经元，但在哺乳动物和人类中，新神经元的诞生(或神经发生)似乎是有限的，尤其是在头部受到打击、中风或其他身体损失后，新神经元会产生大脑细胞拉森说。这一过程被称为“再生”神经发生，自20世纪90年代以来一直在哺乳动物身上进行研究。

拉尔森说，这是第一个发表的研究，研究大脑替代自然失去的细胞的能力。

“许多神经退行性疾病不是由损伤引起的，”合著者写道，“因此，确定在非损伤诱导的神经退行性疾病下，反应性神经发生是否以及如何发生至关重要。”

研究人员对甘贝尔白冠麻雀进行了研究。甘贝尔白冠麻雀是一种中等大小的麻雀，身长7英寸(18厘米)，在阿拉斯加繁殖，然后在加利福尼亚和墨西哥过冬。在加州的部分地区，有时它们的数量会超过100只，以至于被认为是害虫。这项工作中的人来自华盛顿东部。

像大多数鸣鸟一样，甘贝尔白冠麻雀在繁殖季节控制歌曲输出的大脑区域也在增长，这时一首优秀的歌曲有助于它们吸引配偶并确定自己的领土。在季节结束时，可能是因为额外的细胞在能量和类固醇方面需要付出代价，细胞开始自然死亡，鸟儿的歌声也开始退化。

甘贝尔白冠麻雀特别适合工作，因为它们的繁殖周期与它们接受的阳光量密切相关。让它们在实验室里光照20小时，并适当增加类固醇，它们就可以繁殖了。把光照时间缩短到8到12小时，减少类固醇的用量，繁殖行为就结束了。

拉尔森说:“随着激素水平的下降，大脑中控制歌曲的部分细胞不再有‘活着’的信号。”“这些细胞经历程序性细胞死亡——或者像一些人所说的细胞自杀。当这些细胞死亡时，它们很可能释放出某种信号，并以某种方式传递给驻留在大脑中的干细胞。无论这个信号是什么，都会触发这些细胞分裂，并取代最初发出信号的细胞的损失。”

第二年春天，所需要的就是类固醇的增加，新的细胞开始在大脑的“歌唱中心”增殖。

“这篇论文没有描述刺激增殖的信号的确切性质，”拉尔森说。“我们只是描述细胞死亡和干细胞增殖之间存在联系的现象。下一步就是找到信号。”

“特雷西真的通过进篮和封盖把这一点把握住了细胞死亡在最后繁殖季节这篇论文的合著者、华盛顿大学心理学和生物学教授艾略特·布伦诺维茨说。“有一些化学物质可以用来关闭细胞自杀途径。而当这种情况发生时，人数要少得多干细胞分裂。新神经元的诞生并没有那么大的增加。这很重要，因为它表明细胞死亡中有某种东西开启了替换过程。”

“没有理由认为鸟类大脑中发生的事情不会在哺乳动物和人类大脑中发生，”Brenowitz说。“据我们所知，分子是一样的，途径是一样的，激素是一样的。这是所有这一切的最终目的，确定这些将用于修复人类大脑的分子机制。”

在哺乳动物的大脑中，控制嗅觉的区域和被认为在记忆中起作用的区域可以产生少量的新脑细胞，但目前尚不清楚是如何或为什么产生的。新细胞的数量如此之少，以至于试图识别和量化是否死亡细胞拉尔森和布伦诺维茨说，如果是这样，所涉及的步骤比使用甘贝尔白冠麻雀等鸣禽要困难得多。