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神經新生為何重要: 時移功能異

文:林庭佑 博士生 / 國立臺灣師範大學

在知道成年後的神經新生是真有其事之後 ,當然要進一步了解這些新生的神經元,在我們的腦中扮演著什麼樣的角色?首先,先帶大家一覽「神經新生」在不同時期所發揮的功能。
產後發育
在我們出生之後,海馬回的容量會持續地增加,直到兩歲左右 1,這個階段是大腦發育最快速的時期。此時,新生的神經元會藉由弱化原有記憶與既存資訊,以增加學習新事物及獲取新資訊的能力。我們對於三歲以前所發生的事情,常常少有記憶,可能就是因為這樣的原因 2
青春期
親和行為(affiliation):指的是意圖促進與他人關係的互動行為 3。 包含了「關切於建立、維持或重塑正向的人際關係 (”concern over establishing, maintaining, or restoring a positive affective relationship with another person or persons”)」 4。「積極開創良好的人際關係」,一般被認為是青春期階段,重要的行為發展傾向。而此時期的神經新生活動也是依循著這樣的身、心發展趨勢。過去曾有研究,即利用阻斷神經的方式介入,使青春期小鼠的神經新生活動受到阻礙,結果證明小鼠因此減少了社交行為的發展。

雖然上述阻斷神經新生的介入手段無法用於人類,不過,有研究則藉由觀察發育期間腦部曾受到放射線治療的患者,發現放射線治療會減少神經新生的數量,進而導致患者的認知功能受到影響  6。此外,於青春期就有酗酒習慣者,對於腦部所帶來的損害也高於成年人。酒精對神經新生的影響,不僅會造成腦部發育的缺陷,值得一提的是,即便戒除酒精之後,大腦恢復的程度也不及成年後才酗酒的戒酒者 7。再次支持了青春期的神經新生階段,對於腦部功能的發展是極重要的關鍵時刻,不可忽視。

成年
2013年,斯伯丁 (Spalding) 等人發表一篇極具影響力的文章中提到,以冷戰期間 (1955-1963) 原子彈試爆所產生具放射性的碳14 (14C) 做為依據,推測出成年人一天大約有七百個新生神經元的產生 8,而成年的新生神經元,在動物實驗中被發現影響學習與記憶 9;在人體的研究中也發現與憂鬱症有關 10

上述的每個生長階段,所產生的新生神經元都有著特定的功能 5。我們必須建立良好的生活習慣,以讓發育的過程順利完整。
之後的兩篇文章,會繼續針對「神經新生」如何影響學習與記憶和憂鬱症,做進一步的探討。

 

參考文獻

1. Hevner, R. F. Evolution of the mammalian dentate gyrus. Journal of Comparative Neurology 524, 578-594 (2016).
2. Josselyn, S. A. & Frankland, P. W. Infantile amnesia: a neurogenic hypothesis. Learning & Memory 19, 423-433 (2012).
3. Pam, N. in PsychologyDictionary.org    (2013).
4 .Byrne, D. Anxiety and the experimental arousal of affiliation need. The Journal of Abnormal and Social Psychology 63, 660 (1961).
5. Wei, L., Meaney, M. J., Duman, R. S. & Kaffman, A. Affiliative behavior requires juvenile, but not adult neurogenesis. Journal of Neuroscience 31, 14335-14345 (2011).
6. Rodgers, S. P., Trevino, M., Zawaski, J. A., Gaber, M. W. & Leasure, J. L. Neurogenesis, exercise, and cognitive late effects of pediatric radiotherapy. Neural plasticity 2013 (2013).
7. Crews, F., He, J. & Hodge, C. Adolescent cortical development: a critical period of vulnerability for addiction. Pharmacology Biochemistry and Behavior 86, 189-199 (2007).
8. Spalding, K. L. et al. Dynamics of hippocampal neurogenesis in adult humans. Cell 153, 1219-1227 (2013).
9. Kozareva, D. A., Cryan, J. F. & Nolan, Y. M. Born this way: Hippocampal neurogenesis across the lifespan. Aging cell 18, e13007 (2019).
10. Anacker, C. & Hen, R. Adult hippocampal neurogenesis and cognitive flexibility—linking memory and mood. Nature Reviews Neuroscience 18, 335 (2017).

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