神经干细胞，主要是未分化的细胞，起源于中枢神经系统。神经干细胞（NSC）具有产生后代细胞的潜力，该后代细胞生长并分化为神经元和神经胶质细胞（非神经元细胞，它们隔离神经元并提高神经元发送信号的速度）。
干细胞：神经干细胞
研究表明，大脑中也有干细胞。在哺乳动物中，出生后很少形成新的神经元，但是有些神经元
。
多年来，人们一直认为大脑是一个封闭的固定系统。即使是著名的西班牙神经解剖学家圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔（SantiagoRamóny Cajal）在1906年因将神经元建立为大脑的基本细胞而获得了诺贝尔生理学奖时，也没有意识到在他本来就杰出的职业生涯中神经发生的机制（神经组织的形成）。 。在20世纪下半叶，只有少数发现，主要是在大鼠，鸟类和灵长类动物中的发现，暗示了脑细胞的再生能力。在此期间，科学家认为一旦大脑受损或开始退化，它就无法以其他类型的细胞（如肝细胞和皮肤细胞）能够再生的方式再生新细胞。人们认为不可能在成年大脑中生成新的脑细胞，因为新的细胞永远无法完全整合到现有的复杂大脑系统中。直到1998年，才在人类中发现NSC，首先在大脑海马区发现了NSC，而海马被认为有助于记忆的形成。后来还发现，NSCs在嗅球（产生气味的区域）中活跃，而在隔垫（产生情绪的区域），纹状体（产生运动的区域）和脊髓中则处于休眠而无活性。
今天，科学家正在研究可以激活休眠的NSC的药物，以防神经元所在的区域受损。其他研究途径试图找出将NSC移植到受损区域并诱使它们在整个受损区域迁移的方法。还有其他干细胞研究人员试图从其他来源（即胚胎）获取干细胞，并影响这些细胞发展为神经元或神经胶质细胞。这些干细胞中最具争议的是从人类胚胎获得的干细胞，必须将其破坏才能获得这些细胞。科学家已经能够通过引入某些调控基因，对成人体细胞（人体细胞，精子和卵细胞除外）进行重新编程，从而创造出诱导性多能干细胞。但是，重新编程细胞的产生需要使用逆转录病毒，因此这些细胞具有将有害的致癌病毒引入患者体内的潜力。胚胎干细胞（ESC）具有惊人的潜力，因为它们能够转化为人体中发现的任何类型的细胞，但是需要进一步的研究来开发更好的分离和产生ESC的方法。
脑卒中恢复是研究的一个领域，其中已经对干细胞疗法的前景和复杂性发现了很多东西。干细胞治疗可采用两种主要方法：内源性方法或外源性方法。内源性方法依赖于刺激患者体内的成年NSC。这些干细胞位于大脑的齿状回（海马的一部分）的两个区域，以及纹状体（位于大脑半球深处的基底神经节的一部分），新皮层（大脑皮层的外部厚度）中。高度曲折的大脑皮层）和脊髓。在大鼠模型中，卒中后已施用了生长因子（细胞生长介导物质），例如成纤维细胞生长因子2，血管内皮生长因子，脑源性神经营养因子和促红细胞生成素，以诱导或增强神经发生，从而避免大脑损伤并促进功能恢复。在大鼠模型中最有希望的生长因子是促红细胞生成素，它促进神经祖细胞的增殖，并已显示在栓塞性中风后诱导神经发生和功能改善。随后进行了临床试验，其中对少数中风患者进行了促红细胞生成素的给药，这些患者最终显示出与安慰剂组相比有了显着改善。促红细胞生成素在精神分裂症患者和多发性硬化症患者中也显示出希望。但是，为了确定促红细胞生成素的疗效，需要在更大的患者群体中进行进一步的研究。
外源性干细胞疗法依赖于提取，体外培养以及随后将干细胞移植到受中风影响的大脑区域。研究表明，成人NSC可以从齿状回，海马，大脑皮层和皮质下白质（大脑皮层下的一层）获得。实际的移植研究已经在大鼠脊髓损伤中进行，使用了从成年脑室下区域（充满液体的脑腔或心室壁下方的区域）活检的干细胞。幸运的是，活检没有发现功能缺陷。在大鼠中也有研究，其中将ESC或胎儿来源的神经干细胞和祖细胞（未分化的细胞；与干细胞相似，但分化能力更窄）已被移植到中风损伤的大脑区域。在这些研究中，移植的NSC成功地分化为神经元和神经胶质细胞，并且有一定的功能恢复。然而，外源疗法的主要警告是，科学家们尚未完全了解祖细胞分化及其整合入现有神经元网络的潜在机制。此外，科学家和临床医生还不知道如何控制NSC及其子代的增殖，迁移，分化和存活。这是由于这样一个事实，即NSC受它们所居住的特定微环境或生态位的调节。
还研究了造血干细胞（HSC），造血干细胞通常会分化为血细胞，但也可以转分化为神经谱系。这些HSC可以在骨髓，脐带血和外周血细胞中发现。有趣的是，已发现这些细胞可通过某些类型的中风自发动员，也可通过粒细胞集落刺激因子（G-CSF）进一步动员。对大鼠G-CSF的研究表明，它可导致中风后的功能改善，并且在人体中的临床试验似乎很有希望。在患有HSC的大鼠中也进行了外源性研究。在某些研究中，HSCs在损伤部位局部给药，在其他研究中，则通过静脉移植全身给药。后一种方法更可行，最有效的HSC似乎是来源于外周血的HSC。
关于用于癫痫和帕金森氏病的干细胞疗法的研究也证明了正确培养干细胞并将其引入生命系统的希望和困难。关于ESC，研究表明它们能够分化为多巴胺能神经元（传递或被多巴胺激活的神经元），脊髓运动神经元和少突胶质细胞（与髓磷脂形成有关的非神经元细胞）。在旨在治疗癫痫的研究中，小鼠胚胎干细胞衍生的神经前体（ESNs）被移植到慢性癫痫大鼠和对照大鼠的海马中。移植后，ESN的功能特性没有发现差异，因为它们都显示出神经元的突触特性。然而，ESN是否具有在癫痫海马中长寿生存，分化为具有适当海马功能的神经元以及抑制慢性癫痫中的学习和记忆缺陷的能力还有待观察。另一方面，已经观察到神经干细胞存活并分化为大鼠神经元的不同功能形式。但是，尚不清楚NSC是否可以适量分化成不同的功能形式，以及它们是否可以与高兴奋性神经元适当突触以抑制它们，从而抑制癫痫发作。
帕金森氏病的治疗也显示出希望并面临类似的障碍。已经进行了将人类胎儿中脑组织（源自中脑的组织，形成脑干的一部分）移植到帕金森患者纹状体的临床研究。但是，这种组织的可用性有限，这就是使ESC移植更具吸引力的原因。确实，研究已经表明，可移植的多巴胺能神经元（一种受帕金森病影响的神经元）可以从小鼠，灵长类动物和人的胚胎干细胞中产生。但是，小鼠和人类ESC之间的一个主要区别是，人类ESC需要更长的时间才能分化（长达50天）。同样，针对人类ESC的分化计划需要引入动物血清才能繁殖，这可能会违反某些医疗法规（取决于国家/地区）。研究人员还需要找出一种方法，使ESC衍生的多巴胺能祖细胞在移植后能够存活更长的时间。最后，存在ESC来源的细胞群体纯度的问题。必须安全地将所有细胞认证为多巴胺能前体细胞。然而，每项研究的分化和纯化技术都在提高。实际上，为人类移植生成大量纯净的和特定的细胞群库仍然是可以实现的目标。
