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共享脑科学实验模型

已有 1020 次阅读 2024-7-28 16:27 |系统分类:论文交流

                            共享脑科学实验模型

      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。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实验模型。

       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。

       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。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共享这一断头动物的脑科学实验模型,更希望更多年轻人加入这一研究行列,早日揭开大脑之谜。

      实验模型有很多:小鼠、大鼠、豚鼠、兔子、蛙、线虫、狗、猫、猴子、猪、蛙腿、蛙心、乌贼巨神经、脑切片等等,但我国发现的实验模型却没有几个。我们希望断头动物这个实验模型能够在脑科学的研究中得到共享,以促进脑科学的发展,早日揭示大脑的秘密。



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