有哪些神一般的实验设计?

2014-11-18 啊,大脑! 知乎

说点比较近期的,让人惊叹的实验设计。可能学过一点生物/医学的人知道,教科书上说,神经元是不可再生的。这个说法已经不完全正确了。10来年前有人通过给愿意捐献尸体的人服用溴化去氧尿苷(BrdU),这是核苷酸胸腺嘧啶T的类似物,同样可以被用来合成DNA。等受试者死后尸检,看到有神经元DNA含有BrdU,就证明了有神经再生。2013年Cell上发表一篇文章,Spalding等人想到了一个绝妙的方法:利用人

说点比较近期的,让人惊叹的实验设计。

可能学过一点生物/医学的人知道,教科书上说,神经元是不可再生的。这个说法已经不完全正确了。10来年前有人通过给愿意捐献尸体的人服用溴化去氧尿苷(BrdU),这是核苷酸胸腺嘧啶T的类似物,同样可以被用来合成DNA。等受试者死后尸检,看到有神经元DNA含有BrdU,就证明了有神经再生。

2013年Cell上发表一篇文章,Spalding等人想到了一个绝妙的方法:利用人类在1945 - 1963年代地面核试验所产生的C14峰。细胞分裂时候,DNA中的C14浓度就代表了当时环境中C14的浓度,而C14半衰期和环境浓度都是可知的,所以测一下神经元里DNA含有多少C14就可以知道有没有神经元分裂了,到底有多少神经元分裂再生了。定量结果是人大脑海马中,每天会分裂产生700个新神经元。Science有个报道题目叫做 What the Bomb Said About the Brain 看到时候我真心给跪了。


PS:然后他们用这个方法又发了一篇Cell,发现纹状体也有神经再生。/跪

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再来一个更牛逼的,和意识有关系。

植物人这个概念大家都不陌生,一般认为植物人大脑高级功能全部丧失了,只有底层的植物神经功能还存活,只有能控制呼吸心跳睡觉等等。植物人不仅无法接受外界输入的信息,跟没办法对外界做出反应。


不过上世纪90年代发现,其中有一部分人,有时可以对外界的刺激产生反应,说明他们的『心智』还有所保存,把这一类病人称为『最小意识状态』。这种信息无疑对这些患者家人是一种巨大的鼓舞。

言归正传,有一堆医生找来了54个植物人,利用功能磁共振/fMRI 来检测他们脑子里是否存在有意义的意识活动。原理上是,一些基本的心理过程诱发的大脑活动的位置是确定的:运动,以及看到并想象肢体运动,可以激活运动区+辅助运动区,大概在头顶靠前的位置。空间位置的想象,可以激活海马旁回。


精彩的地方到了。他们用言语告诉这些植物人,我们要问你一些列回答Yes-or-No的问题,如果是Yes你就想象运动(比如打网球),如果回答是No你就想象你家里的场景。然后就问一系列和病人相关的,比较简单的问题,比如:你父亲名字叫张三么?如果病人真的存在意识,他们真的能听到外界的话并且真的能理解,那么他们就可以产生心理活动,而这种心理活动是可以观测到的!

结果显示,54个病人里,有5个人是能够听懂并且以思维方式回答问题的!


可以看到,有的病人脑子都严重萎缩,或者缺掉了很大一块,但是可以作答正确,和正常人有着几乎相当的大脑激活模式。




哦这么牛逼的研究当时然是发表在《新英格兰医学杂志》这种高大上的地方了。


就是科技的魅力所在,真正带给遭受痛苦的人以希望,而不是苍白无力的情怀。


参考文献:
1. Dynamics of Hippocampal Neurogenesis in Adult Humans
2. Willful Modulation of Brain Activity in Disorders of Consciousness


作者:啊,大脑!



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  1. 2014-12-19 rosa00tong

    这就是科技的魅力所在,真正带给遭受痛苦的人以希望,而不是苍白无力的情怀。这句话说得真好

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  2. 2014-11-21 cjyisheng

    奇思妙想。

    0

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