旋動(dòng)某一分子開關(guān),，有助于生成成熟的神經(jīng)元連接,，為大腦構(gòu)建起從青少年敏感性過渡到成人穩(wěn)定性的橋梁?，F(xiàn)在來自耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員逆轉(zhuǎn)這一過程,，在成年小鼠中構(gòu)建出了記憶和痊愈能力提高的年輕大腦,。相關(guān)研究發(fā)表在3月6日的《神經(jīng)元》（Neuron）雜志上,。
科學(xué)家們早就知道,，年輕大腦和老年大腦存在很大的不同。青少年的大腦更具有可塑性,，使得他們能比成年人能夠更快地學(xué)習(xí)語言,，加速從腦損傷中恢復(fù),。成人大腦比較僵化部分歸因于某一單基因的功能，它減慢了神經(jīng)元間突觸連接的快速改變,。
通過在活體小鼠中數(shù)周及數(shù)月檢測這些突觸,，耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了這一關(guān)鍵的大腦成熟遺傳開關(guān)。這一Nogo Receptor 1 (NgR1)基因,，是抑制青少年大腦高水平可塑性,，生成成年期相對靜止水平可塑性的必要條件。缺失這一基因的小鼠,，整個(gè)成年期會(huì)維持青少年水平的大腦可塑性,。當(dāng)研究人員在老年小鼠中阻斷這一基因的功能時(shí)，他們將老年大腦重新設(shè)定到了青少年水平可塑性,。
論文的資深作者,、神經(jīng)病學(xué)及神經(jīng)生物學(xué)教授Stephen Strittmatter博士說：“大腦需要這些分子從青少年期過渡到成年期。研究表明我們可以在成人大腦中倒轉(zhuǎn)這一時(shí)鐘,，孩子們可以通過這一途徑從創(chuàng)傷中恢復(fù)過來,。”
中風(fēng)等腦損傷之后的康復(fù)要求患者重新學(xué)習(xí)如移動(dòng)手等任務(wù)。研究人員發(fā)現(xiàn),，缺乏NgR1的成年小鼠能夠像青年小鼠一樣快速從損傷中恢復(fù),，相比于攜帶NgR1的成年小鼠能夠更快地掌握新的復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)任務(wù)。
“這提高了在人類中操縱NgR1,，加速和擴(kuò)大中風(fēng)等腦損傷后康復(fù)的可能性,，”論文的第一作者、耶魯大學(xué)博士生Feras Akbik說,。
研究人員還發(fā)現(xiàn)NgR1減慢了記憶喪失的速度,。沒有NgR1的小鼠會(huì)更快喪失應(yīng)激記憶,，表明操縱這一受體由可能有助于治療創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙,。
Strittmatter說：“我們非常了解大腦的早期發(fā)育，但我們對于青春晚期大腦中發(fā)生的事情卻所知甚少,。”(生物谷Bioon.com)
doi:10.1016/j.neuron.2012.12.027
PMC:
PMID:
Anatomical Plasticity of Adult Brain Is Titrated by Nogo Receptor 1
Feras V-Akbik, Sarah M-Bhagat, Pujan R-Patel, William B-J-Cafferty and Stephen M-Strittmatter.
Experience rearranges anatomical connectivity in the brain, but such plasticity is suppressed in adulthood. We examined the turnover of dendritic spines and axonal varicosities in the somatosensory cortex of mice lacking Nogo Receptor 1 (NgR1). Through adolescence, the anatomy and plasticity of ngr1 null mice are indistinguishable from control, but suppression of turnover after age 26 days fails to occur in ngr1/ mice. Adolescent anatomical plasticity can be restored to 1-year-old mice by conditional deletion of ngr1. Suppression of anatomical dynamics by NgR1 is cell autonomous and is phenocopied by deletion of Nogo-A ligand. Whisker removal deprives the somatosensory cortex of experience-dependent input and reduces dendritic spine turnover in adult ngr1/ mice to control levels, while an acutely enriched environment increases dendritic spine dynamics in control mice to the level of ngr1/ mice in a standard environment. Thus, NgR1 determines the low set point for synaptic turnover in adult cerebral cortex.
