探索大脑宇宙,人类只走了一小步
2022/06/25 | via.媒体  经观书评,节选/ 2022.05.27 | 收藏本文
英国曼彻斯特大学动物学教授、神经科学家、科学作家马修·科布(Matthew Cobb)近作《大脑传》详尽生动地描述了人类在过去数千年历史中,如何一步步勘探人脑的秘密。尽管人类已经在大脑研究领域取得了非凡的成就,但距离寻获最终密码,我们所完成的工作,可能还只是刚刚开始。
4000年前的《吉尔伽美什史诗》成书于现在的伊拉克,其中明确地指出了情绪论和感受发源于心脏。中国春秋战国时期,管仲的《管子心术》也写道:“心之在体,君之位也”,表明心在身体各器官中的统帅地位。
从15世纪开始,欧洲文艺复兴和科学进步带来了人们思想上的巨大进步,印刷术在欧洲出现,望远镜和显微镜发明,哥白尼发布了“日心说”,安德烈·维萨里出版了《人体构造论》,此书展现了有史以来最为精确的人体解剖学描述,包含11幅打开颅骨的脑的解剖图。
但在盖伦之后的1000多年间,人们对脑在思维产生过程中所发挥的作用仍然犹豫不决,历史上从没有出现过一个“以脑为中心的时刻”,能让思想家们意识到思维产生的关键器官是脑而非心脏。
17世纪的法国思想家笛卡尔对脑研究产生了重要影响力。由于担心如伽利略般受到迫害,笛卡尔的脑部研究在其死后才面世。在整个18世纪,科学思想都在发生缓慢的转变,人们从相信一个由机械论解释主宰的宇宙,过渡到了相信一个似乎由各种力和敏感性主宰的宇宙。对脑的研究也开始从机械论延展至更广泛的范围。
在19世纪中叶,英格兰外科医生阿尔弗雷德·斯密对脑、思维和电之间的联系进行了严肃深入的尝试。他用电来解释从感官到记忆的一切脑功能,宣称脑是由数十万个微小的电池组成的,每个电池都与身体中的某个部位相连。虽然斯密被大多数历史学家遗忘,但科布教授仍认为这是个了不起的人物,他提出了机器可以像脑一样运作的创想,只是当时的技术水平不足以支撑他这项研究。
近几十年来,大脑研究突飞猛进,电生理记录、GFP(绿色荧光蛋白)、fM-RI(功能性磁共振成像)、转基因技术、光遗传学、基因编辑等等先进技术看似让研究者们获得了以往难以企及的进步。计算机被引入用于神经元的研究,发现了“祖母细胞”,就是某一细胞会特别地对某一图像产生反应。但同时要知道的是,由于我们在浩如烟海的脑细胞中只是选取了一小部分进行试验,或许在我们脑中存在数以百万计的同类“祖母细胞”尚不可知。
科布教授自己则将关注点投射在线虫上,也就是所谓的小型脑。一条成年线虫的神经系统中有302个细胞——相比之下,人类大脑中大约有1000亿个细胞。相比复杂的人脑来说,线虫的神经系统要简单很多。科布教授认为,如果在这个相对简单的线虫脑中找出神经元如何工作的机制,那就有可能可以进一步应用于其他更为复杂的生物,如小鼠。
破解生命密码,最终无疑是实现对脑的彻底理解。脑科学研究在数千年历史中一直是哲学、医学、宗教交汇之处,科学之光照耀使阴影逐渐消退。但如同对外太空的探索,人类企及的地方越是遥远,越发现宇宙的浩渺。(张宏)
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