【文、圖／選自八旗文化《大腦的悖論》，作者埃爾克諾恩．高德伯】
關於生成新神經元的新證據
為什麼右大腦半球比左大腦半球退化得更快？又是什麼保護了左大腦半球不受退化影響，能夠常保青春？左右大腦半球這個奇妙的差異，又有什麼生物學上的基礎呢？有沒有可能當大腦老化時，大腦也正在進行自我更新；而基於某種理由，左大腦半球自我更新的程度比右大腦半球更明顯？為了解答這些問題，先讓我回到年會大廳，繼續在海報堆中走動，蒐集一些資料驗證我直觀的想法。
「用進廢退」是句已用爛了的諺語，尤其在各種競技場上更是被發揚光大。但最近，這句話已在腦科學領域找到新的意義。過去十年間，發現許多奇妙的新證據，改變了我們對於大腦在一生當中如何運作，原有的基本假設—其中許多在神經科學界是絕不可侵犯的天條。二十年前，我們還認為，人類一生下來大腦中就內建了固定一組神經細胞(神經元)，而它們會隨著我們老化逐漸死去，沒有機會重生。很多年前，我還在俄羅斯的莫斯科大學當研究生的時候，我總是開玩笑說，這個假設(是的，這個想法當時在鐵幕兩側都相當流行，但卻無法驗證)是NNN定律，也就是「沒有新的神經元」("No New Neuron")！
神經科學家認為，NNN定律讓大腦從身體其他部位中獨立出來，畢竟其他所有器官多少都有再生功能。神經科學家也認為，NNN定律並不通用，因為我們很早就知道許多鳥類和鼠類，都擁有神經再生的能力。
多年來，只有極少數反傳統的科學家，如費南多．諾特鮑姆(Fernando Nottebohm) 和約瑟．奧爾特曼(Joseph Altman)，試著讓神經生物學界注意到這些動物研究，以及運用在人類身上的可能性。但他們的工作一般認為與人類大腦無關。一直以來，我們都認為人類具有某種獨特性。而無法再生新的神經元，是人類為了要和舊神經元一起活下去所付出的代價—因為這些舊神經元承載了我們過去獲得的知識、記憶和「我們本身」。
表面上，這看來是個似是而非的神經科學版本「目的論」(teleology)，畢竟人類總認為，比起其他物種，我們更仰賴過去所積累的各種知識。但仔細想想這個論述就會發現漏洞，畢竟隨著時間過去，不管我們想不想要，我們不也一樣失去許多老舊的神經元嗎？神經科學家和神經心理學家非常瞭解，在電腦斷層掃描和核磁共振檢查下，即使是一個人完全健康，他的大腦在不同的年紀下，看起來也會有所不同。換言之，正常老化也有某種程度的神經損耗。我們現在已知，正常老化下的神經損耗，會同時發生在新皮質(即進行模式辨識和存放通用記憶的地方)、部分皮質下結構，以及周邊腦室(位於大腦深處，內含腦脊髓液的結構)。既然新皮質無法完全躲過退化造成的影響，唯一可以合理解釋人類即使不斷失去神經元，卻不會失去之前累積的記憶和關鍵知識的理由，就是假定我們的記憶(尤其是通用記憶)，是以高度繁複的方式儲存。這種高度繁複的方式，不是別的，正是之前討論過的「模式擴張」。
多年來，NNN定律被視為是鐵律，一直到了伊莉莎白．古爾德(Elizabeth Gould)與其他人的研究之後，開始有些搖搖欲墜。他們在不同品種的猴子身上，發現了神經再生的現象。畢竟猴子距離人類相當接近，因此無法忽視這樣的研究結果。這研究尤其令人興奮的是，他們發現這種神經再生現象，在額葉、顳葉與頂葉的異型聯合皮質上都有發現。他們也同時發現，海馬迴終其一生都有神經元生成。這些都是參與複雜認知行為的重要結構，也是一般老化和各種失智(如阿茲海默症)發生時，較容易受到影響的脆弱部位。這個充滿潛力的研究發現，新皮質和大腦各部位(包括海馬迴，是人類形成新記憶的重要結構)，一生當中都可能具有神經再生能力，而為治療人類打開了一道門。
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現在我們已知，所謂「沒有新的神經元」的NNN定律並不正確。人的一生中，新神經元會由幹細胞不斷生成，即便我們進入晚年也是一樣。所以，我們的大腦具有某種程度的修復力與自我更新能力。相較於長久以來認為，神經元在我們出生後就不再新生的錯誤認知，現在的觀念相當不同。不但認為有新生的神經細胞，而且這樣的能力會延續到成年，甚至到晚年，如此持續一生。
另一個相當重要的事實是，現在已有許多證據顯示，新神經元新生的速率，某種程度上會受到認知行為的影響；這和肌肉細胞的成長會受到體能運動影響的模式相去不遠。這個結果已在沙克研究中心(Salk Institute)中終獲得證實，該中心是世界上最頂尖的生物醫學研究中心。以老鼠為例，那些沉浸在有許多玩具、輪子、隧道和其他能夠產生「腦部刺激」的環境下的老鼠，比起不被給予任何設施、整日無所事事的老鼠，相對會有較大量的神經元新生(百分之十五以上)。待在有許多刺激來源環境下的老鼠，也在各種測試上表現得較優秀。由認知運動所刺激的神經再生，在海馬迴中尤其明顯。這是其中最重要的發現，因為海馬迴對於形成記憶相當重要，而且也往往在阿茲海默症早期就受到影響。毫不意外地，進行認知運動也會刺激大腦中新神經元生長的化學物質增加。這種物質也稱為腦源性神經營養因素(Brain-Derived Neurotrophic Factor, BDNF)。
雖然很久之前就有許多動物實驗的結果顯示這點，但直接以人類為對象的證據，一直到最近才開始浮現。這讓科學與生醫界社群感到非常興奮。
最近有許多相當戲劇化的發現。研究顯示，即便成年之後，海馬迴也會不斷生成新的神經元。這最早是由瑞典科學家彼得．艾力克森(Peter Eriksson)發現，如今已被各種神經科學文獻所引用。新神經元的增生不只出現在一般健康成人的大腦中，即使是阿茲海默症患者的腦中，新神經元也不斷增生。這樣的發現讓「用進廢退」的理論出現瑕疵，甚至有人將這句話改成「用得越多，得到越多」。
這表示，心智行為真的可以改變大腦，而且已有越來越多來自科學界和生醫社群的人支持這個理論。關於這主題的近期研究，都已收錄在傑佛瑞．施瓦茨(Jeffrey Schwartz)和莎朗．貝格利(Sharon Begley)共同撰寫《重塑大腦》(The Mind and the Brain)一書中。然而，在歷經豐富的心智行為之後，人類大腦實際上會發生什麼事呢？如果你在十年前問我這個問題，我會說豐富的心智行為會讓神經元間的連結，變得更多更強。這意味著，樹突和軸突更旺盛地生長，更多的結合是為了讓更多神經傳導物質連接上去。我還會告訴你，甚至那些帶著氧氣到各個不同腦區的微血管，也會跟著增長。
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