神经发生（neurogenesis）是指从神经干细胞或前体细胞产生新神经元的过程。在哺乳动物（包括人类）中，成年大脑的神经发生极为有限，主要局限于海马体和嗅球两个区域。然而，许多非哺乳动物（如鸟类、爬行动物、鱼类）终身保持活跃的神经发生，能够不断更新脑组织。斑胸草雀是一种擅长学习新鸣唱的澳大利亚小型鸣禽，其大脑中持续产生新神经元的能力使其成为研究神经发生和技能学习的理想模型。以往认为，新生神经元需要沿着特殊的“胶质细胞支架”迁移，而这种支架在出生后的人类大脑中基本消失，从而限制了成年神经发生。

斑胸草雀体型小巧，能够放在手掌心，但它是一位了不起的学习者。这种原产于澳大利亚的鸣禽，以其学习新鸣唱的能力而闻名。这一天赋使它成为科学家研究动物大脑如何印刻新技能（特别是发声学习，即完善新声音的能力）的热门对象。如今，波士顿大学的研究人员又发现了斑胸草雀大脑的另一个奇特之处——这一发现也可能有助于理解人类的灰质。

在一项以前所未有的细节观察鸟类大脑的研究中，他们揭示了神经发生机制的新见解——神经发生即神经元的诞生、迁移和成熟——这一过程可能帮助大脑学习、获取新技能以及修复和重建自身。

研究人员使用高倍显微镜观察斑胸草雀的大脑，目睹了新神经元在前往加强现有回路和连接的路上，“横冲直撞”地穿过脑组织。他们原以为神经元会小心地绕开已存在的脑结构（包括更成熟的脑细胞），以更好地保护它们；然而事实相反，它们直接穿通而过，一路上挤压和推搡。

这个由波士顿大学领导的研究团队表示，他们的发现可能有助于解释人类为何易患多种脑部疾病。他们还注意到，这种细胞“打隧道”的方式也被某些转移性癌细胞所利用。该研究发表于《Current Biology》。

研究通讯作者、波士顿大学文理学院心理与脑科学助理教授Benjamin Scott说：“我们发现，成年斑胸草雀大脑中的新生神经元表现得像探险家，在茂密的丛林中开辟道路。”

这可能帮助它们学习新事物或修复损伤，但也可能对现有细胞和记忆造成代价，而这或许就是为什么神经发生是人类在子宫外似乎不再具备的技能。

Scott说：“这种潜在的破坏性行为可能有助于解释为什么人类和其他哺乳动物成年后再生脑组织的能力有限，这使我们更容易患上阿尔茨海默病等神经退行性疾病。”

打隧道的神经元

当你出生时，你的大脑基本上已经拥有了它将拥有的所有神经元。其他器官——从皮肤到心脏，可能会经常更新细胞，但大脑运行的是“1.0版本”。

这对大多数哺乳动物来说确实如此，但不包括鱼类、爬行动物和鸟类——它们的大脑会定期刷新。

Scott说：“这提出了两个问题：为什么其他物种在一生中保持高水平的神经发生，而人类却如此受限？我们能否从它们的生物学中学到一些将来可能利用的东西？”

Scott通常研究控制人类和其他哺乳动物行为的神经回路，但他选择斑胸草雀来研究神经发生，是因为它被认为是“冠军物种”——它特别擅长产生新神经元。

Scott说：“我们应用了一种称为‘基于电子显微镜的连接组学’的新工具来研究神经发生，本质上是一台非常高倍数的显微镜，以极高分辨率对这些细胞成像。我们最初的希望只是说，我们能以以前看不到的细节来看看这个过程是什么样子？”结果，他们发现了打隧道的神经元。

Scott说，如果这些新神经元会变形脑组织，那么它们是否也会沿途破坏记忆？而且，如果神经发生伴随着代价，那么它如何与大脑学习新事物和损伤后修复的能力相平衡？

Scott对研究结果可能意味着人类大脑的什么情况提出了两个尚未验证的假设。第一种是，我们的大脑进化出了限制出生后神经发生的机制，作为一种保护——确保那些横冲直撞的神经元不会强行穿过成熟的连接并损害记忆存储。

“还有另一种更乐观的解读，”他说。“我们发现的隧道现象表明，细胞可以在没有胶质细胞支架的情况下移动。”胶质细胞支架是作为迁移神经元“高速公路”的结构。

Scott说：“人类出生后，大多数胶质细胞支架会消失，这种消失被认为成年大脑神经发生的障碍。然而，我们的工作表明，鸟类的新神经元不需要这种胶质细胞支架。这令人兴奋，因为这意味着脑修复可能不需要特殊的胶质细胞支架。”

这为科学家探索可能激发人类神经发生的潜在干细胞疗法打开了大门。

下一步：弄清神经发生的机理和原因

在目前的研究中，Scott和他波士顿大学比较认知实验室的团队正在深入研究驱动神经发生的生物学机制，以揭示哪些基因在调控该过程。这项工作很多融合了生物医学工程和神经行为学的思想与工具——后者是研究动物行为背后机制的学科。

Scott说：“目前，我们正在使用一种称为‘单细胞RNA测序’的技术来识别这些新神经元在迁移过程中表达的基因。我们想知道它们在移动时还与其他哪些细胞‘对话’，以及它们如何与这些不同的细胞交流。”

这将帮助他们弄清楚神经元是否会警告其他细胞它们正在穿行，以及它们如何知道在哪里停止并整合到现有回路中。

Scott说：“我们与地球上的动物亲属有很多共同之处。”尽管“鸟脑”一词可能是个侮辱，但他表示，通过更多地了解鸣禽大脑的生物学，我们可以了解关于自己大脑的一些非凡之事。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Naomi R. Shvedov et al, Songbird connectome reveals tunneling of migratory neurons in the adult striatum, Current Biology (2026). DOI: 10.1016/j.cub.2026.03.057.