Neuron：青少年大脑可塑性更强的机制被揭示

旋动某一分子开关，有助于生成成熟的神经元连接，为大脑构建起从青少年敏感性过渡到成人稳定性的桥梁。现在来自耶鲁大学医学院的研究人员逆转这一过程，在成年小鼠中构建出了记忆和痊愈能力提高的年轻大脑。相关研究发表在3月6日的《神经元》（Neuron）杂志上。

科学家们早就知道，年轻大脑和老年大脑存在很大的不同。青少年的大脑更具有可塑性，使得他们能比成年人能够更快地学习语言，加速从脑损伤中恢复。成人大脑比较僵化部分归因于某一单基因的功能，它减慢了神经元间突触连接的快速改变。

通过在活体小鼠中数周及数月检测这些突触，耶鲁大学医学院的研究人员发现了这一关键的大脑成熟遗传开关。这一Nogo Receptor 1 (NgR1)基因，是抑制青少年大脑高水平可塑性，生成成年期相对静止水平可塑性的必要条件。缺失这一基因的小鼠，整个成年期会维持青少年水平的大脑可塑性。当研究人员在老年小鼠中阻断这一基因的功能时，他们将老年大脑重新设定到了青少年水平可塑性。

论文的资深作者、神经病学及神经生物学教授Stephen Strittmatter博士说：“大脑需要这些分子从青少年期过渡到成年期。研究表明我们可以在成人大脑中倒转这一时钟，孩子们可以通过这一途径从创伤中恢复过来。”

中风等脑损伤之后的康复要求患者重新学习如移动手等任务。研究人员发现，缺乏NgR1的成年小鼠能够像青年小鼠一样快速从损伤中恢复，相比于携带NgR1的成年小鼠能够更快地掌握新的复杂的运动任务。

“这提高了在人类中操纵NgR1，加速和扩大中风等脑损伤后康复的可能性，”论文的第一作者、耶鲁大学博士生Feras Akbik说。

研究人员还发现NgR1减慢了记忆丧失的速度。没有NgR1的小鼠会更快丧失应激记忆，表明操纵这一受体由可能有助于治疗创伤后应激障碍。

Strittmatter说：“我们非常了解大脑的早期发育，但我们对于青春晚期大脑中发生的事情却所知甚少。”

doi:10.1016/j.neuron.2012.12.027

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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.