文獻：Zhang, B., Wang, L., Zhan, A. et al. Long-term exposure to a hypomagnetic field attenuates adult hippocampal neurogenesis and cognition. Nat Commun 12, 1174 (2021).
DOI：https:http://doi.org/10.1038/s41467-021-21468-x
作者：肖博文 | 封面：Alexander Cherkasov
地磁場（geomagnetic field，GMF）無處不在，我們只有失去了它，才懂得珍惜。宇航員在太空中不但要面對電離輻射，還要體驗亞磁場（hypomagnetic field，HMF）帶來的生理影響，
近日，來自中科院的研究團隊在《自然-通訊》上發表文章，揭示了亞磁場對成年小鼠海馬體內神經發生（hippocampal adult neurogenesis）以及相關認知活動的影響，他們用亥姆霍茲線圈（Helmholtz coil）創造了具有亞磁場環境的老鼠安置箱：當地的地磁場大約在55微特斯拉左右，而線圈內的磁場只有0.29微特斯拉。地磁場組和亞磁場組的老鼠受到的噪聲和光照影響都相近，只有周遭磁場強度的區別。這個區別帶來的影響在兩周后就有所體現：海馬體齒狀回（dentate gyrus）中成年神經干/祖細胞（adult neural stem/progenitor cells，aNSCs）的細胞增殖（cell proliferation）顯著地下降，但細胞凋亡（apoptosis）的標志物沒有明顯變化。該區域神經元的分化情況亦有異常，且神經元的樹突長度也有所降低，
為什么會這樣？研究人員對這些細胞進行RNA測序，其基因富集分析（gene ontology analysis）的結果顯示，抑制蛋白質新陳代謝和細胞增殖的基因表達有所提高，而與活性氧（reactive oxygen species，ROS）有關的基因表達反而降低了。的確，齒狀回細胞內的ROS水平均低于地磁場組，而這背后的原理或許與地磁場對細胞內化學反應的量子效應有關（參見自由基對效應，radical pair mechanism）。
亞磁場的效應不局限于細胞層面，認知上，研究人員測量了小鼠對新空間位置（novel objective location test，NOL）和新物品（novel object recognition test，NOR）的反應，發現亞磁場組并沒有表現出辨識能力。同時，亞磁場組的小鼠對于情景恐懼反射（contextual fear conditioning）的學習不如地磁場組，但二者在學習對特定刺激的條件反射（cued fear conditioning）方面卻沒有差別——前者更加依賴海馬體，在一定程度上體現了損傷的特異性。
– Zhang et al., Nat. Commun. –
值得慶幸的是，這一狀況并不是永久的，因為離開亞磁場環境的小鼠多項指標在兩周內就與地磁場組無異。更令人開心的是，包括二乙基二硫代氨基甲酸（diethyldithiocarbamate，DDC）在內的藥物可以提高ROS水平，同時也能逆轉亞磁場對小鼠海馬體以及認知方面的效應——不過，如上圖所示，這些藥物會對地磁場組的小鼠產生一些不良影響。相應地，如果給剛剛脫離亞磁場的小鼠注射ROS的抑制劑，那么小鼠的認知障礙也會持續，總之，細胞內的ROS似乎與地磁場達成了某種微妙的平衡，而當這一磁場消失后，海馬體的神經發生以及相應的認知過程也可能受損。
– Zhang et al., Nat. Commun. –
