آیا مغز شما می تواند نورون های جدیدی را رشد دهد؟ چگونه محققان در حال حل یک معمای صد ساله هستند

برای مدت طولانی، این یک حقیقت در علم بود که مغز انسان با تمام نورون هایی که تا به حال خواهد داشت متولد می شود. اما حقایق می توانند فرو بریزند، و این یکی متزلزل به نظر می رسد.

مغز برای ساختن نورون های جدید در افراد مبتلا به افسردگی تلاش می کند

مجموعه ای از شواهد وسوسه انگیز نشان می دهد که مغز انسان سلول های عصبی جدیدی را در طول زندگی فرد تولید می کند. اگر این درست باشد، پس مغز ما می‌تواند توانایی پایداری برای ترمیم و بازسازی داشته باشد.

این مفهوم برای عصب شناس Arturo Alvarez-Buylla در دانشگاه کالیفرنیا، سانفرانسیسکو، که سال ها صرف بررسی این موضوع کرده است، بسیار جذاب به نظر می رسد. "اگر کسی آن را به وضوح نشان دهد، من اولین کسی خواهم بود که فوق العاده خوشحال می شوم و می گویم، خوب، من عمرم را برای مطالعه مکانیسمی که در انسان وجود ندارد تلف نکردم."

مشکل این است که وقتی او به داده ها نگاه می کند، آنها را نمی بیند.

این سوال که آیا مغز انسان می تواند پس از دوران کودکی سلول های عصبی تولید کند، دهه ها بحث برانگیز بوده است. مقالات تأثیرگذار در هر دو طرف بحث در طول سال‌ها منتشر شده‌اند و این مفهوم فراتر از دانشگاه، توجه عمومی را به خود جلب کرده است.

هونگجون سانگ، عصب شناس در دانشگاه پنسیلوانیا در فیلادلفیا، می گوید که بخشی از دلیل برجسته شدن این بحث این است که غول های این حوزه را درگیر می کند. او می‌گوید: «افرادی که داده‌های مثبت و منفی دارند، پژوهشگران برتر هستند و همگی در حال انجام علم خوب هستند.»

برخی از محققان بر این باورند که شواهد مربوط به نوروژنز به اندازه کافی قوی است که زمان آن رسیده است که به جای آن بر درک آنچه این نورون‌ها انجام می‌دهند و در نهایت، روی اینکه آیا این فرآیند می‌تواند برای درمان بیماری‌هایی که شامل تخریب عصبی هستند یا خیر، تمرکز کنیم. اما در عین حال، سوالاتی در مورد روش‌های مورد استفاده برای تشخیص نوروژنز باقی می‌ماند، که امروزه بیشتر به نشانگرهای ژنتیکی مرتبط با آن متکی هستند و تنها شواهد غیرمستقیم وجود آن را ارائه می‌دهند.

گرد کمپرمن، عصب‌شناس در مرکز آلمانی بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی در درسدن، می‌گوید که علی‌رغم ادامه بحث، اکنون این زمینه به سمت آنچه که او آن را مرحله تثبیت می‌نامد، پیش می‌رود. او می گوید: «بله، شکاف هایی وجود دارد که باید برطرف شوند. "اما در عین حال، فقط انفجاری از فرصت ها وجود دارد."

سانتیاگو رامون و کخال، که یکی از بنیانگذاران علوم اعصاب مدرن به شمار می‌رود، در دهه 1910 نوشت که در مغز بالغ پستانداران، «همه چیز ممکن است بمیرد، هیچ چیز ممکن است بازسازی نشود». برای سال‌های متمادی، این جزم اصلی این حوزه بود. اولین کسی که آن را به چالش کشید، عصب شناس جوزف آلتمن، سپس در موسسه فناوری ماساچوست (MIT) در کمبریج بود که در دهه 1960 نشانه هایی از عصب زایی بالغین را در مغز موش ها و گربه ها یافت.

برخی فکر می کنند که این کشف به قیمت کارش تمام شد. راستی گیج، عصب شناس در موسسه مطالعات بیولوژیکی سالک در لاجولا، کالیفرنیا، می گوید: «واقعیت این است که او واقعا در نتیجه این موضوع در MIT تصدی نگرفت. باور اینکه ممکن است سلول های جدیدی در سیستم عصبی بزرگسالان متولد شوند برای مردم سخت بود.

اما در دهه 1980، نوروژنز در پرندگان بالغ کشف شد، جایی که تصور می شد نقشی در یادگیری آهنگ دارد. شواهد در بسیاری از گونه های جانوری دیگر به دنبال داشت و این ایده به طور گسترده پذیرفته شد.

سلول های عصبی جدید (قرمز) در هیپوکامپ موش های میانسال تولید می شوند. اعتبار: مایکل فت

یک روش معمولی برای تشخیص نورون های تازه تولید شده در حیوانات تزریق یک ماده شیمیایی به نام برمودئوکسی اوریدین (BrdU) است. به دلیل ساختارش، BrdU در هنگام تقسیم سلول در DNA گنجانده می شود و محققان می توانند با استفاده از نشانگری که مولکول را تشخیص می دهد، تشخیص دهند که کدام نورون ها به تازگی تولید شده اند.

در دهه 1990، گیج و همکارانش در این فکر بودند که آیا این فرآیند در انسان اتفاق افتاده است یا خیر. آنها به طور خاص به هیپوکامپ - ناحیه ای از مغز که در حافظه و یادگیری نقش دارد - علاقه داشتند، زیرا نوروژنز در حیوانات بالغ دیگر مشاهده شده بود. در آن زمان، BrdU گاهی اوقات به عنوان یک ابزار تشخیصی در افراد مبتلا به سرطان برای بررسی سرعت تقسیم تومورهای آنها استفاده می شد.

محققان این نظریه را مطرح کردند که اگر مغز این افراد را بلافاصله پس از مرگشان بررسی کنند، می توانند بررسی کنند که آیا نوروژنز در زمانی از زمان تجویز BrdU رخ داده است یا خیر.

مغزهای «ابر سالمندان» تولیدکنندگان قوی نورون‌های جدید هستند

گیج می گوید: «بنابراین، ما توانستیم این کار را انجام دهیم. محققان توانستند سلول‌هایی را ببینند که BrdU را در خود جای داده بودند، به این معنی که از سلول‌های در حال تقسیم سرچشمه می‌گرفتند. برخی از آنها سلول های غیر عصبی بودند، اما گروه دیگر سلول های عصبی را شناسایی کردند. گیج می گوید: «ما می دانستیم که این مهم است. بنابراین، این گروه دانشمندانی را از آزمایشگاه‌های دیگر آورد تا نمونه‌ها را بررسی کنند و بررسی کنند که آیا با تفسیر تیم موافق هستند یا خیر. محققان همچنین برای همکاران در سوئد بافتی ارسال کردند که نمونه ها را تجزیه و تحلیل کردند و به نتیجه مشابهی رسیدند.

این یافته‌ها بر اساس بافت مغزی پنج نفر، در 3 در Nature Medicine در سال 1998 منتشر شد. این مقاله با سرمقاله 4 ساده‌ای همراه بود که اعلام می‌کرد دیگر دلیلی برای از دست دادن خواب به خاطر فکر «از دست دادن اجتناب‌ناپذیر و تدریجی سهمیه 100 میلیارد عصبی گران‌بها و از پیش تعیین‌شده ما» وجود ندارد.

به نظر می رسید که قضیه حل شده بود. بیست سال بعد، یک کاغذ 5 زمینه را به آشوب می انداخت.

یکی از نویسندگان آن مقاله بحث برانگیز، شاون سورلز، عصب شناس بود که اکنون در دانشگاه پیتسبورگ در پنسیلوانیا است. در دهه 2010، به عنوان دکترای فوق دکتری در آزمایشگاه آلوارز-بویلا، آمیگدال را مطالعه می کرد، ناحیه ای از مغز که در پردازش احساسات نقش دارد. از آنجا که نوروژنز توسط گیج و سایر گروه‌ها در هیپوکامپ ایجاد شده بود، پروژه سورلز این بود که آمیگدال را برای نشانه‌هایی از پروتئین‌هایی که نشان‌دهنده تقسیم سلولی و نورون‌های نابالغ هستند بررسی کند تا بررسی کند که آیا این دو مرحله از نوروژنز را می‌توان در طول زندگی در آن منطقه نیز یافت.

هنگامی که یک تکنسین آزمایشگاهی در حال برش نمونه‌ای از بافت مغز انسان بود، سورلز از او خواست که بخش‌هایی از هیپوکامپ را نیز بگیرد. به این ترتیب، بافت می تواند به عنوان یک کنترل مثبت استفاده شود. با توجه به یافته‌های گروه‌های دیگر، سورلز فکر می‌کرد که نورون‌های تازه تولید شده قطعا در آنجا پیدا خواهند شد.

او گیج شد وقتی هیچ کدام ظاهر نشد. تمرکز پروژه سورلز به بررسی علت این امر معطوف شد. او با یکی دیگر از دانشمندان علوم اعصاب در گروه خود، مرسدس پاردس، که اکنون آزمایشگاه خود را در دانشگاه کالیفرنیا، سانفرانسیسکو دارد، و با محققانی در آزمایشگاه‌هایی در اسپانیا و چین همکاری کرد. در مجموع، آنها 59 نمونه مغز افراد در سنین مختلف را تجزیه و تحلیل کردند و چندین روش را برای تشخیص نورون های جدید آزمایش کردند.

یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که تعداد نورون‌های جوان در هیپوکامپ در سال اول زندگی یک فرد به شدت کاهش می‌یابد، به تعداد کمی بعد در دوران کودکی، تقریبا هیچ کدام در هیچ نمونه‌ای از افراد بالای 13 سال دیده نمی‌شوند. آلوارز-بویلا می‌گوید: «ما این کار را به‌طور مستقل در سه آزمایشگاه مختلف انجام دادیم، زیرا من واقعا می‌خواستم متقاعد شوم.

بسیاری از مطالعاتی که به دنبال رشد نورون های جدید در مغز انسان هستند، هیپوکامپ (هسته های سلولی به رنگ آبی نشان داده شده است)، که یک نقطه داغ برای نوروژنز در حیوانات است. اعتبار: Cell Applications Inc./Science Photo Library

همه بررسی ها و بازرسی ها زمان بر بود. سورلز می گوید: "شما شروع به درک می کنید که این فقط شما نیستید، فقط آنتی بادی ها نیستند، فقط پروتکل شما نیست، فقط آن نمونه نیست." این کار سال‌ها و سال‌ها طول می‌کشد که ما با هم کار کنیم تا تصمیم بگیریم که به اندازه کافی واضح است که باید چیزی بگوییم.»

هنگامی که نتایج در نهایت در سال 2018 در نیچر منتشر شد، عقب‌نشینی فوری انجام شد و برخی از دانشمندان گفتند که شواهد به اندازه کافی قوی برای حمایت از نتیجه‌گیری محققان نبود.

کمپرمن فکر می کند که جنجال برانگیخته شده توسط کاغذ انرژی زیادی را از میدان خارج کرد. او می‌گوید: «این واقعا یک نقطه ضعف بود، شغل‌ها را از بین برده است و می‌دانیم که افراد در این زمینه برای دریافت کمک هزینه مشکل داشتند». در سال‌های بین مقالات 1998 و 2018، آثار تأثیرگذار دیگری از وجود نوروژنز بزرگسالان انسان پشتیبانی می‌کردند، که مقاله سورلز و همکارانش به عنوان یک مقاله پرت بود. "برای ما نامشخص بود که چرا همه از یک یافته منفی استفاده می کنند."

این غوغا محققان را بر آن داشت تا بررسی کنند که چرا برخی از دانشمندان این نورون های جوان را می بینند و برخی دیگر نمی بینند. سال بعد، ماریا یورن مارتین، عصب‌شناس در دانشگاه خودمختار مادرید، استدلال کرد که تفاوت در یافته‌ها ممکن است به نحوه نگهداری و پردازش بافت مغز انسان بازگردد. تیم او با استفاده از روش‌های نگهداری خودش و برخی از همان نشانگرهایی که سورلز و همکارانش از آنها استفاده کرده بودند، نوروژنز «فراوانی» را در افراد سالم بین 43 تا 87 سال 6 پیدا کردند.

آلوارز-بویلا می گوید که او تکنیک او را امتحان کرد، اما نتیجه گیری او را تغییر نداد. او می‌گوید که اگرچه برخی سلول‌ها نشانگرهایی را برای نورون‌های نابالغ نشان می‌دهند، اما شکل یک نورون جوان را ندارند و هیچ شواهد خوبی مبنی بر ایجاد آنها در بزرگسالان وجود ندارد، برخلاف سلول‌هایی که از دوران نوزادی بالغ نشده‌اند.

آخرین مطالعات در این زمینه، نوروژنز بزرگسالان را با استفاده از تکنیک‌های بیان ژن شناسایی می‌کند. ایده این است که اگر دانشمندان بدانند چه ژن‌هایی در سلول‌ها در مراحل مختلف رشد عصبی بیان می‌شوند - از سلول‌های بنیادی عصبی گرفته تا سلول‌های پیش‌ساز میانی و نوروبلاست‌ها (پیش‌سازهای نورون‌ها)، تا نورون‌های نابالغ - می‌توانند با استفاده از توالی‌یابی RNA تک هسته‌ای آنها را در سلول‌های مغز انسان بالغ جستجو کنند. اکثر مطالعات از نمونه های پس از مرگ استفاده می کنند. اگر سلول‌هایی را پیدا کنند که دارای این امضاهای ژنتیکی هستند، نشان می‌دهد که نوروژنز در زمان مرگ ادامه داشته است.

هنگامی که این تکنیک برای اولین بار استفاده شد، در ابتدا به نظر می رسید که نشان می دهد نوروژنز بزرگسالان در انسان وجود ندارد. تحقیقاتی که توسط دانشمندان دانشگاه ییل در نیوهیون، کانکتیکات انجام شد، از امضاهای بیان ژنی استفاده کرد که در نورون‌های تازه تولید شده موش شناسایی شده بود و همان امضاها را در بافت مغز از چندین گونه جستجو کرد. اگرچه آنها سلول هایی با این امضاها را در خوک ها و میمون ها مشاهده کردند، اما نتوانستند آنها را در افراد پیدا کنند.

رشد سلول های مغزی از اختلالات خلقی جلوگیری می کند

سونگ می‌گوید مشکل این بود که به نظر می‌رسد گونه‌های مختلف از ژن‌های متفاوتی برای کنترل فرآیند نوروژنز استفاده می‌کنند. برای حل این مشکل، او و تیمش از داده های نوروژنز نوزادان انسانی به عنوان مرجع استفاده کردند. آزمایشگاه او همچنین پیشگام رویکردی بود که شامل یک مدل هوش مصنوعی برای شناسایی امضای مولکولی نورون‌های جوان در نوزادان و جستجوی آنها در بزرگسالان بود. با این روش، تیم توانست سلول هایی با ویژگی های نورون های نابالغ را در افراد در سنین مختلف پیدا کند.

اما منتقدان استدلال می‌کردند که نمی‌توانستند با اطمینان بگویند که آیا نورون‌های نابالغ واقعا در مغز بزرگسالان تولید شده‌اند یا برای دهه‌ها در حالت نابالغ خود وجود داشته‌اند. سونگ می‌گوید: «این احتمال وجود داشت که این سلول‌های نابالغ درست پس از تولد یا حتی قبل از تولد ایجاد شده باشند و برای مدت طولانی نابالغ باقی بمانند.»

سال گذشته، مقاله ای در Science به این شکاف پرداخت. یوناس فریسن، محقق سلول‌های بنیادی در موسسه کارولینسکا در استکهلم و تیمش با استفاده از تکنیک مشابهی شامل توالی‌یابی تک هسته‌ای و یادگیری ماشینی، سلول‌های تقسیم‌کننده - پیش‌سازهای عصبی - را در مغز انسان بالغ پیدا کردند. سانگ می گوید: «این یک قدم جلوتر است. اکنون، واضح است که "در مغز انسان بالغ شما در واقع سلول هایی دارید که می توانند با پتانسیل ایجاد نورون ها تقسیم شوند".

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-026-03132-w

Paton, J. A. & Nottebohm, F. N. Science 225, 1046-1048 (1984).

اریکسون، پی اس و همکاران. Nature Med. 4، 1313-1317 (1998).

سورلز، اس.اف. و همکاران. Nature 555، 377-381 (2018).

Moreno-Jiménez، E. P. و همکاران. Nature Med. 25، 554–560 (2019).

فرنجیک، دی و همکاران. Neuron 110, 452-469 (2022).

دومیترو، آی و همکاران. Science 389، 58-63 (2025).

دیسوکی، ا. و همکاران. Nature 652، 1264-1273 (2026).

پنگ، ام اس و همکاران Nature Med. https://doi.org/10.1038/s41591-026-04571-8 (2026).

اسپالدینگ، K. L. و همکاران. سلول 153، 1219-1227 (2013).

دولودا، بی و همکاران. سلول بنیادی سلولی 33، 382-392 (2026).

اولین اطلس رشد مغز نشان می دهد که چگونه سلول های بنیادی به نورون تبدیل می شوند

ارگانوئیدهای مغزی پیوند شده به موش های بدون قشر مغز، تحقیقات مغز انسان را پیش می برد

جایزه نوبل پزشکی برای "سوئیچ" مغزی که نورون ها را با نور کنترل می کند

چگونه به سخنان نفرت پراکنی پاسخ دهیم بدون اینکه بیشتر به آن دامن بزنیم

«چه چیزی اینقدر طول کشید؟» برنده نوبل پزشکی امسال دیر شده است

برای شکوفایی طب بازساختی چه چیزی لازم است؟

ZFP36L2 انعطاف پذیری سازگار با استرس را در بازسازی و سرطان هماهنگ می کند

ژن‌درمانی‌ها برای رفع نارسایی‌های قلب پس از سال‌ها رکود، بخار می‌شوند

برای پیشبرد تحقیقات با مزایای رقابتی به تیم دانشکده جهانی HZAU بپیوندید.

دپارتمان علوم زیستی به دنبال یک فرد ممتاز برای یک مقام هیئت علمی با رتبه باز در زیست شناسی نظری است.

گروه علوم زیستی دانشگاه واندربیلت

علمی بسازید که آینده سلامت انسان را شکل می دهد. تاریخ بسته شدن درخواست: 08 نوامبر 2026 به مکانی بپیوندید که علم جاه طلبانه در آن رشد می کند...

دانشگاه هنگ کنگ ما به دنبال یک استاد کار با انگیزه / دانشیار / استادیار برای پیوستن به بخش دانشگاه ما هستیم

دانشگاه عادی آنهویی صمیمانه از محققان و دانشگاهیان برجسته در سراسر جهان دعوت می کند تا به دانشکده خود بپیوندند.