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

        人們總是認為壓力是一件不好的事情.在一項新的研究中，來(lái)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(cháng)期的壓力）如何準確地讓大腦準備著(zhù)提高性能.這些研究發(fā)現表明一定量的壓力是有好處的，有助于提高警覺(jué)以及改善行為和認知能力.相關(guān)研究結果于2013年4月16日發(fā)表在eLife期刊上，論文標題為"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)細胞（粉紅色）似乎在對急性壓力作出的反應中發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵性作用.壓力激素促進(jìn)星形膠質(zhì)細胞釋放FGF2（綠色），從而導致新的神經(jīng)元（藍色）產(chǎn)生.

        在這項針對大鼠的研究中，研究人員發(fā)現重大但短暫的壓力事件導致它們的大腦中的干細胞增殖而產(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.

         美國洛克菲勒大學(xué)哈羅德與瑪格麗特-米利肯神經(jīng)內分泌學(xué)實(shí)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(shuō)，這些研究發(fā)現，"總體上會(huì )加強這種概念：壓力激素有助于動(dòng)物適應，畢竟記住有壓力的事情發(fā)生的地方有益于它們在未來(lái)處理在同一個(gè)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(cháng)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(zhù)關(guān)鍵性作用，他們著(zhù)重研究壓力對成年大鼠大腦海馬體中的神經(jīng)干細胞的影響.依賴(lài)于不同的化學(xué)觸發(fā)因子，神經(jīng)干細胞能夠分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和大腦中的其他細胞.成年大腦中僅有兩個(gè)區域產(chǎn)生新的腦細胞，海馬體齒狀回（dentate gyrus）就是其中之一.齒狀回對被稱(chēng)作糖皮質(zhì)激素的壓力激素高度敏感.

         之前的大多數研究已證實(shí)長(cháng)期壓力提高糖皮質(zhì)激素的水平，而這會(huì )抑制海馬體中新的神經(jīng)元產(chǎn)生，從而損害記憶.此外，長(cháng)期高水平的壓力激素對整個(gè)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，而且之前的研究結果也充滿(mǎn)爭議性.

        為了弄清楚這個(gè)問(wèn)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(gè)小時(shí).盡管只是幾個(gè)小時(shí)，但是這會(huì )導致這些大鼠的糖皮質(zhì)激素水平與那些遭受長(cháng)期壓力的大鼠中的一樣高.這種急性壓力導致它們的海馬體中新的腦細胞增殖速度增加一倍，特別是在背側齒狀回中，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(huì )觸發(fā)神經(jīng)干細胞產(chǎn)生新的神經(jīng)元.

        研究人員發(fā)現在經(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得更好.利用特異性的標記技術(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)習新任務(wù)的那些細胞.

        Kaufe說(shuō)，"就生存而言，神經(jīng)元增殖并不在經(jīng)歷壓力時(shí)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(shí)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(dòng)物變成更加警覺(jué)，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)現在急性壓力后發(fā)生的神經(jīng)元增殖是由星形膠質(zhì)細胞釋放的成纖維細胞生長(cháng)因子-2（fibroblast growth factor 2， FGF2）觸發(fā)的.星形膠質(zhì)細胞之前被認為是一種支持性細胞，但是如今它們似乎在調節神經(jīng)元中發(fā)揮著(zhù)更加重要的作用.

        Kaufer注意到，接觸到急性的高強度的壓力有時(shí)可能是有害的，比如會(huì )導致創(chuàng )傷后應激障礙（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(zhù)對壓力作出的反應是好的還是不好的.

       她作出結論，"我對此感到非常樂(lè )觀(guān).壓力能夠讓人們表現更好，但是問(wèn)題在于人們如何理解或感知多大的壓力和多長(cháng)的壓力."