為什麼我們的嗅覺在老年時會下降

隨著哺乳動物的衰老，它們的嗅覺會下降。在《細胞報告》（Cell Reports）雜誌上發表的一項研究中，Helmholtz ZentrumMünchen和美因茨大學醫學中心的跨學科研究團隊調查了為什麼會這樣。在他們的研究中，研究人員使用所謂的五彩紙屑記者追蹤了小鼠大腦中幹細胞的發育。然後，他們分析了使用智慧演算法獲得的複雜資料。

在哺乳動物中，新神經元的產生（神經發生）主要限於兒童早期，並且僅在成年時期才出現在前腦的少數區域。嗅覺神經元就是一個例外，它是從幹細胞經過幾箇中間階段形成的。這些神經元的產生隨著年齡的增長而減少。在我們最近的研究中，我們希望找出細胞基礎以及幹細胞在此過程中所起的作用。” Carsten Marr博士解釋道。他是Helmholtz ZentrumMünchen的計算生物學研究所（ICB）的研究組負責人。

為了闡明這一問題，成立了由Helmholtz ZentrumMünchen組成的跨學科專家小組，其中包括數學家Lisa Bast和Carsten Marr以及幹細胞研究人員Filippo Calzolari博士（現為美因茲大學生理化學研究所）和Jovica Ninkovic教授。Filippo Calzolari說：“我們的方法利用了所謂的五彩紙屑記者來進行譜系追蹤：在老鼠的大腦中，我們誘導了單個幹細胞及其所有後代（稱為克隆）以一種特定的顏色發光。”這樣，科學家們就可以隨著時間的推移，透過賦予該技術名稱的不同顏色來區分克隆。“下一步，

但是，對這些影象進行系統的分析對於人類來說幾乎是不可能的，因為可用的資料極為不同，因此很難比較年輕人和老年人的大腦。Carsten Marr和他的團隊的專業知識在這裡發揮了作用。他們是量化單細胞動力學的專家，即研究大群體中哪些細胞以及多少細胞做出哪種細胞命運決定。為此，研究人員使用人工智慧方法，開發數學模型並推導演算法來幫助分析影象資料。

“我們將五彩紙屑的測量結果與幾種神經發生的數學模型進行了比較，” Lisa Bast解釋說。“我們發現自我更新能力隨著年齡的增長而下降，特別是在某些稱為轉運放大祖細胞的中間階段。”此外，分析表明，老年小鼠的不對稱細胞分裂和幹細胞靜止性增加。“這意味著，在年老時，分化為嗅覺細胞的細胞會減少，因為它們傾向於保留在幹細胞庫中並且變得不太活躍。因此，生產停止了。”喬維卡·寧科維奇（Jovica Ninkovic）說。這項工作是科學家們首次能夠使用數學模型定量描述活的哺乳動物大腦中神經幹細胞的行為。