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脑科学追梦人(三)

已有 592 次阅读 2024-6-10 12:15 |系统分类:论文交流

                             脑科学追梦人(三)

                                    王庆浩

(续前)

14. 蟋蟀断头实验

2020年我招了2个研究生。研究生在规培期间,学校不安排住宿,都是研究生自己在外面租房子住。我的二个研究生也在外面租了房子。我一直在进行脑科学的探索实验,除了传统的研究之外,我指导研究生做了脑科学实验。由于没有条件,我的研究生只能在她们的出租房里做实验。所用显微镜和实验动物等都是在淘宝网购买的。2023年7月3日,著名生物预印本bioRxiv在线刊登了我的研究生所做实验的研究论文。在该论文中,我们发现无头蟋蟀展现智力,揭示了脑外智力的新发现。该文章的题目是《Decapitated body intelligence (DBI) in cricket Gryllodes sigillatus》,中文译名《断头蟋蟀的智力》,链接如下:

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为了研究无头蟋蟀的智力,我们在实验中使用去离子水、氯化钠、蔗糖和次氯酸钠来刺激断头蟋蟀的前腿,切断了胸部神经节的T1-T2神经连结。记录蟋蟀前腿的反应类型,计算和分析了反应时间、发生率和总反应次数。实验结果显示,断头的蟋蟀展现出四种类型的反应:腿的伸展、回缩、抬起和跳跃。反应时间和发生率因不同刺激溶液的类型和浓度而有所变化。同时,反应次数随着去离子水、氯化钠、蔗糖和次氯酸钠的增加而逐渐增加。进一步的损伤实验揭示T1胸部神经节能够控制刺激行为。

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                                            化学试剂刺激后反应时

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         化学刺激后反应总数

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                  神经连接的切割实验

这项研究显示:断头蟋蟀具备感知刺激并采取相应行动的能力。我们称之为无头蟋蟀智力(Decapitated body intelligence, DBI)或脑外智力(Extrabrain intelligence, EBI),这一发现表明智力不仅仅局限于大脑,还存在于昆虫的神经节中。

这项研究解决了一个有趣的问题,即无头蟋蟀是否具有智力。这一研究打破了智力仅局限于大脑的传统观念,为脑科学的研究增添了新方法和新思路。

大脑是动物最为复杂的器官,很难直接观察和操作。去头蟋蟀没有大脑却能够认知刺激做出相应的行为,这为我们提供了一个便利且可控的实验对象,使得我们能够更好地研究和探索神经机制。一直以来,人类试图用各种方式揭开大脑的奥秘。这次,我们尝试应用去头动物寻求答案。因为从没有大脑视角来看大脑,或许就能发现大脑的秘密竟然在大脑之外。

由于没有条件,我的二个研究生在出租房理做了实验。在条件很艰难时,我们也能够进行脑科学探索实验,也能够有一点新发现,这很令人欣慰!

恰恰因为原创的探索性实验时时落空、屡屡失败,所以才需要坚持再坚持,终究有了一点点微光。不管多么微弱,总算有些希望,或许这就是科学精神吧!

脑科学研究异常艰难,需要更多人员的不懈努力。揭开脑科学之谜足以帮助我们更好的认识世界、治疗脑疾病和提高人工智能。我在此为脑科学研究呼唤知音,希望更多人员特别是年轻一代参与其中,也希望更多学者成为脑科学的传播人。在脑科学之谜为揭开之前,人类的任何探索都是宝贵财富。因为失败是成功之母,既是失败了也可以为他人提供一种思路,也可以避免毫无意义的重复,也可为后来的成功奠定基础。

明知山有虎,偏向虎山行。尽管脑科学研究异常艰难。但人类并不会在脑科学研究的困难面前止步不前,科学研究的逆境无时无刻不在,逆境之中的脑科学研究更应该保持乐观主义精神。现在世界发达国家都在投入巨资和大量人力研究脑科学,我国也投入大量人力物力。二十一世纪是一个脑科学的世纪,人类正在苦苦求解脑科学之谜,这是黎明前的黑暗,不久的将来可能会迎来脑科学阳光。

将我对脑科学研究所想所做写下来,与同道分享是再好不过了,以期共同促进大脑之谜早日揭开。



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