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去头动物模型有可能破解脑科学之谜

已有 191 次阅读 2024-7-28 09:23 |系统分类:观点评述

                去头动物模型有可能破解脑科学之谜

      合适的实验模型是实验成功的关键,这一原则跨越了科学史的众多领域,为后人提供了宝贵的经验与启示。哈维利用蛙和蛇作为实验对象,因为蛙和蛇心跳缓慢很容易观察,成功地揭示了心脏与血液循环之间的奥秘,提出了心血运动论,奠定了现代生理学的基础。同样地,孟德尔在遗传学领域的突破,也得益于他选择了豌豆这一理想的实验模型,揭示了生物遗传的基本规律。

      在脑科学这一复杂而深奥的领域,尽管科学家们付出了巨大的努力,但意识、智力、思维等高级认知功能的本质问题仍然悬而未决。我们深刻认识到,这一困境的一个重要原因可能在于缺乏合适的实验模型。为了解决这一难题,我们历经十多年的不懈的寻找实验,致力于找到合适的脑科学实验模型。 我们尝试了数十种动物和多种创新方法,包括但不限于利用动物胚胎发育早期的损毁、切割、化学试剂刺激等实验,最后发现断头动物可能是一种新的适合脑科学突破的动物模型。

       我们的实验发现去头蟋蟀仍然具有感知环境不同刺激,并做出相应反应和行为的智力。2023年7月3日,著名生物预印本bioRxiv在线刊登了我们的论文《Decapitated body intelligence (DBI) in cricket Gryllodes sigillatus》Decapitated body intelligence (DBI) in cricket Gryllodes sigillatus (biorxiv.org)。我们使用去离子水、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。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。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。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。

       我们的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。这一发现构建一个既能够从本质上实现人类大脑复杂智能,又足够简单,又能够在实验中重现特定认知过程的模型系统。我们相信,通过这样的模型,我们能够更加深入地理解大脑的工作原理,进而为解决意识、智力、思维等难题提供关键线索。我们也有理由相信,去头动物这一脑科学实验模型的突破将会推动脑科学的发展,也将对人类大脑疾病的揭示产生一定的影响。

       龙生龙凤生凤,老鼠生来会打洞。按常理,遗传的研究应该使用动物。但孟德尔偏偏使用豌豆这一植物揭示了遗传的秘密,遗传秘密的揭示竟然在动物之外。假如没有孟德尔应用豌豆这一极其特殊的实验模型,人类可能至今仍然不知道遗传的奥秘。大脑太过复杂,难以揭示其奥秘。大脑奥秘的揭示可能恰恰在大脑之外,应用去头动物或许可以得到揭示。希望更多有志于脑科学研究的同道对此进行实验,更希望更多年轻人加入这一研究行列,早日揭开大脑之谜。

         脑科学存在太多的秘密有待研究揭示:意识是什么?为什么会做梦?智力的机理何在?思维的机理是什么?为什么有人性格急躁有人性格温和?计划是如何做出的?等等,我们希望头动物模型能够破解脑科学之谜



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