短期壓力促進(jìn)大腦神經(jīng)干細(xì)胞產(chǎn)生更多的神經(jīng)元機(jī)制

        人們總是認(rèn)為壓力是一件不好的事情.在一項新的研究中，來自加州大學(xué)伯克利分校的研究人員揭示急性壓力（acute stress， 短期的而不是長期的壓力）如何準(zhǔn)確地讓大腦準(zhǔn)備著提高性能.這些研究發(fā)現(xiàn)表明一定量的壓力是有好處的，有助于提高警覺以及改善行為和認(rèn)知能力.相關(guān)研究結(jié)果于2013年4月16日發(fā)表在eLife期刊上，論文標(biāo)題為"Acute stress enhances adult rat hippocampal neurogenesis and activation of newborn neurons via secreted astrocytic FGF2".論文通信作者為綜合生物學(xué)副教授Daniela Kaufer博士.論文*作者為Elizabeth Kirby.

        星形膠質(zhì)細(xì)胞（粉紅色）似乎在對急性壓力作出的反應(yīng)中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用.壓力激素促進(jìn)星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放FGF2（綠色），從而導(dǎo)致新的神經(jīng)元（藍(lán)色）產(chǎn)生.

        在這項針對大鼠的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)重大但短暫的壓力事件導(dǎo)致它們的大腦中的干細(xì)胞增殖而產(chǎn)生新的神經(jīng)元，所形成的神經(jīng)元在兩周后成熟，從而改善它們的精神表現(xiàn).

         美國洛克菲勒大學(xué)哈羅德與瑪格麗特-米利肯神經(jīng)內(nèi)分泌學(xué)實驗室（Harold and Margaret Milliken Hatch Laboratory of Neuroendocrinology at The Rockefeller University）主任Bruce McEwen（未參與這項研究）說，這些研究發(fā)現(xiàn)，"總體上會加強(qiáng)這種概念：壓力激素有助于動物適應(yīng)，畢竟記住有壓力的事情發(fā)生的地方有益于它們在未來處理在同一個地方經(jīng)歷的同樣情形."

         Kaufer和她的同事們特別對急性壓力和長期壓力如何影響記憶感興趣.鑒于大腦中的海馬體在記憶形成中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，他們著重研究壓力對成年大鼠大腦海馬體中的神經(jīng)干細(xì)胞的影響.依賴于不同的化學(xué)觸發(fā)因子，神經(jīng)干細(xì)胞能夠分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和大腦中的其他細(xì)胞.成年大腦中僅有兩個區(qū)域產(chǎn)生新的腦細(xì)胞，海馬體齒狀回（dentate gyrus）就是其中之一.齒狀回對被稱作糖皮質(zhì)激素的壓力激素高度敏感.

         之前的大多數(shù)研究已證實長期壓力提高糖皮質(zhì)激素的水平，而這會抑制海馬體中新的神經(jīng)元產(chǎn)生，從而損害記憶.此外，長期高水平的壓力激素對整個身體都產(chǎn)生影響，如增加慢性肥胖、心臟病和抑郁癥的風(fēng)險.但是科學(xué)家們對急性壓力的影響了解甚少，而且之前的研究結(jié)果也充滿爭議性.

        為了弄清楚這個問題，研究人員讓大鼠遭受急性壓力（即短期壓力），即讓它們固定在籠子中幾個小時.盡管只是幾個小時，但是這會導(dǎo)致這些大鼠的糖皮質(zhì)激素水平與那些遭受長期壓力的大鼠中的一樣高.這種急性壓力導(dǎo)致它們的海馬體中新的腦細(xì)胞增殖速度增加一倍，特別是在背側(cè)齒狀回中，尤其如此.

       與壓力相關(guān)的糖皮質(zhì)激素（綠色六角形）促進(jìn)大腦中的星形膠質(zhì)神經(jīng)釋放FGF2，而FGF2會觸發(fā)神經(jīng)干細(xì)胞產(chǎn)生新的神經(jīng)元.

        研究人員發(fā)現(xiàn)在經(jīng)歷這種壓力事件兩周而不是兩天后，這些大鼠在記憶上表現(xiàn)得更好.利用特異性的標(biāo)記技術(shù)，他們確定經(jīng)這種急性壓力觸發(fā)而產(chǎn)生的新的神經(jīng)元就是兩周后參與學(xué)習(xí)新任務(wù)的那些細(xì)胞.

        Kaufe說，"就生存而言，神經(jīng)元增殖并不在經(jīng)歷壓力時間之后馬上就產(chǎn)生益處，這是因為這些神經(jīng)元需要一段時間才能成熟和具有功能性.但是在急性壓力經(jīng)常發(fā)生的自然環(huán)境中，它將有助于動物變成更加警覺，更加適合于環(huán)境，也更快判斷出哪些才是真正的威脅."

         研究人員還發(fā)現(xiàn)在急性壓力后發(fā)生的神經(jīng)元增殖是由星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放的成纖維細(xì)胞生長因子-2（fibroblast growth factor 2， FGF2）觸發(fā)的.星形膠質(zhì)細(xì)胞之前被認(rèn)為是一種支持性細(xì)胞，但是如今它們似乎在調(diào)節(jié)神經(jīng)元中發(fā)揮著更加重要的作用.

        Kaufer注意到，接觸到急性的高強(qiáng)度的壓力有時可能是有害的，比如會導(dǎo)致創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（post-traumatic stress disorder）.進(jìn)一步研究可能有助于鑒定出哪些因子決定著對壓力作出的反應(yīng)是好的還是不好的.

       她作出結(jié)論，"我對此感到非常樂觀.壓力能夠讓人們表現(xiàn)更好，但是問題在于人們?nèi)绾卫斫饣蚋兄啻蟮膲毫投嚅L的壓力."