40第三代生命科学论之——人体中枢神经系统可以得到功能恢复

《第三代生命科学论》之

——人体中枢神经系统可以得到功能恢复

作者：颜丙强张涛

成人的周围神经系统可以再生是普遍被认知的，日常生活中表皮伤口愈合时，周围神经系统也随之恢复。但是，中枢神经系统损伤不能再生已经是100多年来的结论。现代神经科学之父是1906年诺贝尔生理学或医学奖得主，西班牙神经学家，圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔。他对于大脑的微观结构研究是开创性的，是“神经元理论”的主要代表人物，他最早提出了“成年哺乳类中枢神经损伤不能再生”的结论。

成人神经元不能再生的主要原因是：①成人中枢神经系统神经元生长能力本身的减退。②中枢神经系统中有大量抑制因子，不断抑制神经元再生。神经元就像电线，外面包裹着“少突胶质细胞”，这种细胞主要分泌神经元生长抑制的因子。其实这种抑制也并非没意义，正是因为神经元就像是电线一样，如果随处再生，就会造成四处短路。表现在大脑就是异常放电，我们称为“癫痫”。

目前认为，婴儿的中枢神经元是可以再生的，曾经有类似的研究：有婴儿切除一半的大脑，后来惊人的恢复了，四肢活动，说话言语都不受影响。但如若是

1岁以后，神经元的再生能力就急速减退，最后几乎丧失。

有人会提出疑问，既然中枢神经元不能再生，脑梗塞、脑出血、偏瘫的患者怎么会慢慢的好了呢？现在的主流观点认为，中枢神经受损之后功能可以恢复是因为周围的其他神经元进行了代偿，也就是说取代了已坏死神经元的功能。瘫痪的病人肢体能逐渐活动了，植物人逐渐苏醒了，都需要在这一种观念指导下进行理解。

虽然成人大脑无法再生新神经元是神经生物学界长达近一个多世纪的“教条”。但是，后来一些科学家也对此提出了质疑。1960年美国麻省理工学院生

物学家约瑟·奥特曼（Joseph Altman）通过对啮齿类动物实验，提出新神经元可能会在成年哺乳动物的大脑重新生成，但这种观点并未受到大家重视。1980

纽约洛克菲勒大学神经科学家 Fernando Nottebohm 证实，新的神经元确实在鸣禽动物大脑的某些区域生成并发挥作用。

1989年，美国率先推出了全国性的脑科学计划，把1990-2000年命名为“脑的十年”，并制定了以开发右脑为目的的“零点工程”。1990 年后又有更多实验证据不断冒出来。1998年，科学家们得到了第一份证据，在成年死亡癌症患

者脑中发现了由5-溴脱氧尿苷（BrdU）标记的新生神经元。2013年的一项研究更是令学界大振，通过分析55名死者脑组织的单个神经元，卡罗林斯卡研究所的研究者们得出了一个结论，人类大脑海马齿状回中，每天都能产生700个新的神经元。海马是人类大脑中的一个关键区域，它已经被证实，和学习、记忆、压

力、锻炼等多个生理过程有关，它的变化涉及到各类神经系统疾病。如果大脑可以通过产生新的神经元进行自我更新，那么提高先天再生能力来恢复受损大脑的活动就变成了一条可行的路。据文汇报2017年6月25日报道，伦敦大学国王学院神经生物学家杰克·普莱斯最新研究发现：把干细胞直接注射到大脑中，有助于诱导恢复受损的大脑，增强大脑中风后的自我修复能力。这些实验结果把人类能够实现脑再生的愿望推向了新高。

正当大家对脑神经再生有所期望的时候。曾是 Fernando Nottebohm 实验室旗下的研究生Arturo Alvarez-Buylla，现为以医科和生物技术闻名的加州大学旧金山分校（UCSF）神经外科教授，其实验室人员最近发布的新论文把刚刚燃起的希望又打回了冰点。该结论发表在，2018年3月《自然》杂志上，题目为：“成年之后大脑就不会再制造神经元了”。他们根据 59 份人脑部样本研究结果证明，神经生成在童年时期大幅下降，13 岁以后基本上再也检测不到新的神经元。论文中说，在人类胎儿或后天发育过程中，海马齿状回中的神经祖细胞在人类7岁以后就会枯竭。刚出生至7岁期间，年轻的神经元细胞密度从每平方毫米大约1618个细胞减少到每平方毫米约12个，13岁时更下降至平均仅存2.4个左右。18岁以上健康成人（18-77岁共计17例死后大脑样本，其中12例来自癫痫手术患者）齿状回内未发现年轻神经元。因此，在成人海马回发现神经生成是极其罕见的现象，人类大脑却自青春期之后就不会再发生这种神经生成现象。

但是，故事出现大反转。哥伦比亚大学的学者们提出了反对意见。2018年4月5日《Stem Cell》文章指出，成人海马体内存在大量神经前体细胞（或称未成熟的神经元），人类神经元形成并没有中止，老年人的海马也有大量年轻神经元储备。论文中，哥伦比亚大学神经生物学家Maura Boldrin团队研究了28例在14岁-79岁之间死亡的健康人的脑组织。采样时每位志愿者的死亡时间均不超过26小时。整个研究工作采用动物神经发生研究的金标准立体测量学（stereology）计算健康人类海马内未成熟和成熟神经元，立体测量学方法足以鉴定组织内个体细胞类型数量，不受样本是否切片影响，因此，这篇新文章具有重要意义。

2018年5月《美国科学院院刊》又一篇文章声称，长期困扰世界医学界的重大难题脊髓损伤修复获突破性进展，颠覆了100多年前神经科学大师卡哈尔提出的“成年哺乳类中枢神经损伤不能再生”的结论。这是由北京航空航天大学、首都医科大学、上海同济医院多名教授联合研究发表在的一篇文章。他们应用自主研发的活性生物材料改善损伤局部微环境，促进非人灵长类恒河猴的皮质脊髓束长距离再生，穿过损伤区且与宿主脊髓建立起功能性神经网络从而导致截瘫肢体功能恢复。研究人员分析了“成年内源性干细胞孵化学说”。他们将内源性干细胞的孵化看作育种，中枢神经系统的脑或脊髓的病损部位充满各种炎性因子和抑制因子，就像盐碱地，而存在于成年哺乳类脑和脊髓内的神经干细胞大多处于

静息状态，就像蛰伏的种子。研究团队自主研发的活性生物材料可长期释放神经营养因子，改善被认为是“盐碱地”的损伤局部微环境，激活“蛰伏的种子”，让其迁移至病损部位分化为成熟神经元。新生的神经元可与宿主细胞形成功能性神经环路最终促进功能恢复。

2019年3月25日，发表在《自然·医学》的一篇文章，让剧情又有了新后续。西班牙马德里自治大学的Jesús ávila和María Llorens-Martín博士和其研究团队改进了大脑样本的处理方法，发现健康成年人的海马体可以观察到数量上千的新生神经元！神经元更新起码持续到90岁！他们通过对18名52-97岁的AD患者大脑样本检测可以观察到，随着病情的加重，新生神经元的数量逐渐减少。虽然在人类正常生理老化的过程中，新生神经元的数量也会表现出一定程度的下降，但是在40-90岁之间任何年龄段，AD患者大脑中的新生神经元数量都是少于同年龄段的健康对照组的。

而颜丙强博士科研团队在利用中药萃取复合物的样本研究中，用复合再生诱导因子粉喂养老年痴呆大鼠模型，在3周内大鼠的震颤、瘫痪、痴呆的症状就已经解除，大鼠恢复到健康状态。用Ki67对治疗2周与3周的大鼠的脑组织切片染色，呈阳性。表明复合再生诱导因子粉正在诱导脑神经元再生。

目前还无法证明，该模型大鼠脑中再生的是中枢神经元，还是通过周围神经元细胞进行的补偿再生，还是成年内源性干细胞被孵化的原因。这一点，虽然从科学研究的角度十分重要，但是，从治疗学上作者认为并不重要。作者认为最重要的是在大鼠的大脑中确实已经再生了新的神经元，不管新的神经元来自哪里，关键它已经起到了中枢神经的作用。由于中枢神经系统的功能得到了恢复，从而使大鼠的疾病也得到了治愈。

至于大脑神经元为什么可以再生出来？我们在大鼠模型的实验中明确发现，大脑神经元的再生与大脑微血管密度的增加有着直接的关系。当把大鼠的双颈动脉结扎后，迅速导致脑前庭的供血不足，6周后大鼠就呈现出多种神经衰退性疾病。脑组织切片证实了此时的大鼠脑内血管密度明显降低，脑神经元的密度也明显降低。而喂养再生诱导因子粉2-3周后，大鼠的健康状态逐渐恢复，脑组织切片证实了此时大鼠脑血管密度提高了；同时，大量的脑神经元正在活跃的再生。由此，可以说明脑神经元作为调控系统与脑内的作为营养供给的微血管系统是“相辅相成，相反相成”的。结扎导致的供血系统的损伤，必然也导致神经系统的损伤；而侧枝循环供血系统与微血管系统的重新建立，必然也伴随着神经系统的共生调节。因此，进一步证明了人体内存在巨大的共生协同效应，只要利用好这种效应，就可以形成促使中枢神经元再生的方法。

当然，以上都是针对大鼠模型实验所得出结论。该结论是否在人体治疗上也有同样的效果，还需要在灵掌类动物模型上再进行更加深入的实验与研究。

作者简介：

颜丙强，男，山东省济南人，中国共产党党员，《第三代生命科学论》作者。2007年博士毕业于山东大学生命科学学院，2009年9月份得到国家主席党总书记胡锦涛同志的亲切接见与勉励，并在中央电视台《新闻联播》节目中播出，一直致力于坚持利用钱学森先生的人体复杂系统论思想，思考与重建当代生命科学技术体系，总结分析了人体生命系统的六大基本原理。

颜丙强博士领导的团队在系统论思想与理论的指导下，充分论证了“癌症是一种代谢性疾病”，应主要遵循代谢调理的治疗思路，并研究出了一套综合调理方案；在利用中草药提取成份诱导人体组织器官原位再生领域取得巨大突破，实现了人体多组织器官的原位修复与再生，归纳出干细胞移植科研思路的理论缺陷，提出了“回归真正再生医学”的理论，倡导医学应该恢复“人医学模式”。

张涛，男，山东省临沂市人，产业经济学专家，《第三代生命科学论》作者。师从陈清泉院士，担任陈清泉院士科创中心项目负责人，一直致力于产业发展规律与哲学的研究，开展科技成果转化以及战略咨询研究工作。2009年结识颜丙强博士，接触到钱学森先生的人体复杂系统论思想，开始系统研究人体科学与系统论。

“自主创新，方法先行”，方法创新是自主创新的根本之源。学的是经济学，写的是生命科学，研究过创新方法论、系统论、肿瘤学、生物物理学，与生命科学专家一起科研与工作，如此跨领域的生活经历，注定会有与一般人不同的感悟。