|||
聪明老鼠有人脑
The smart mouse with the half-human brain
常炯编译
听过Stewart Little的故事吗?故事中的老鼠聪明智慧,脑力相当半个人。这种动物比同类物种聪明灵活。
这不是模仿小说故事,而是为研究人类大脑疾病,借助老鼠整个脑袋而不只是用器皿进行的研究。
重造的老鼠仍保留它的神经细胞,“思维”细胞约占整个脑细胞的一半。若把全部人的神经胶质细胞注入老鼠脑内,它就具有人类特质。神经胶质细胞具有支持神经细胞作用。
美国纽约罗切斯特大学医学中心(the University of RochesterMedical Center in New York.)史蒂夫·高曼(Steve Goldman)说:“它仍是老鼠脑袋。但是它所有非神经细胞全是人类的。”
快速取代
高曼研究团队从捐赠的胎儿提取了未成熟的胶质细胞,把它注入幼鼠大脑以形成星形胶质神经细胞。
不到一年时间,幼鼠胶质细胞完全被人的胶质细胞侵占、替代。每个老鼠原注入的300,000个细胞繁殖到12000,000个。
高曼说:“人的细胞占满整个空间,老鼠的细胞降到极限。”
星形胶质细胞对意识思维甚为重要,它强化了称作突触键的神经细胞连接。细胞卷须(如下图)起协调突触键电信号传递作用。
星形胶质神经细胞形成大量连接
人类的星形胶质细胞比老鼠的星形胶质细胞大10-20倍,并且卷须比老鼠的多100倍以上。这就是说,人的星形胶质细胞协调神经信号远远比老鼠的面积更广、更灵敏。高曼说:“这就好比电脑提高了功率。”
智力的跳跃
通过老鼠记忆和认知一系列试验,现已证明,具有人类星形胶质细胞的老鼠比它的同类聪明得多。
例如,有项关于回忆轻微电击声音的试验,有人类细胞的老鼠听到声音时发愣,比其它老鼠时间长四倍。这说明这种老鼠的记忆力比同类好四倍。高曼说:“这是非常大的作用。我们可以说,从统计实验数据上看,有人类星形胶质细胞的老鼠明显比受控老鼠聪明。”
高曼去年在论文中第一次提到,有人类神经胶质细胞的老鼠比同类聪明。但是,他的研究团队当时注入的是成熟的细胞,与老鼠大脑容易合成,结合也牢固.。
那时,他注入的是母细胞,即神经胶质前体细胞,分离繁殖迅速,能扩充到老鼠整个大脑,直至填满全部物理空间。
物种杂交
“在老鼠身上找出与人类相同的星形胶质细胞功能,是很有趣的。”美国加州索尔克研究所(the Salk Institute in La Jolla, California)干细胞研究员佛瑞德·盖奇(Fred Gage) 说,“从这里可以发现,把人类星形胶质细胞注入老鼠后,老鼠是改变人类细胞特性呢,还是保留人类细胞特性。”
德国慕尼黑路德维格-马克西米利安大学(Ludwig-Maximilians University Munich in Germany)沃尔夫冈·埃纳尔(Wolfgang Enard)说“细胞对不同物种有不同功能,既受细胞本身影响,也与新环境有关。”。他已证明,注入人类 Foxp2 基因(与人类语言能力发展有关的基因)的老鼠有良好悟性。
高曼在相类似试验中,把人类不成熟胶质细胞注入缺乏髓磷脂(隔离神经的蛋白)的幼鼠大脑,大部分成为少突细胞。这种脑细胞专门生成隔离材料,成为查找和修复缺陷的细胞。
高曼指出,该研究有助于治疗髓鞘损坏引起的疾病,如多发性硬化症。他现已提出申请,用前体神经胶质细胞治疗多发性硬化病,希望能在12-15个月内启动。
仍是老鼠
为进一步研究人类星形胶质细胞对智能、记忆和感悟能力的作用,高曼把它移植到老鼠上。试验表明,有人类星形胶质细胞的老鼠比同类更聪明。他说:“我们完成了第一次移植,并在绘制细胞基因图。”虽然听起来可能像科幻作品-是Deep Blue Sea故事,这个故事里,研究人员为治疗阿兹海默症意外生成了超智慧鲨鱼,实验老鼠阿尔杰农(Algernon)经过手术后提高了智力,鸽子和小猪有人的干细胞和人的智慧,但高曼却没有任何利用移植细胞使老鼠人性化的想法
他说:“我们并不是向动物提供属于人类的特定感知功能。我们只是说,人类细胞具有改善老鼠自身神经网络的效果。它仍然是老鼠。”
研究团队并不打算把人类细胞移植到猿猴身上。高曼说:“我们考虑过这个问题。至于决定不进行这种试验,主要是存在各种道德舆论。”
埃纳尔同意这观点,决定把人脑细胞移植到什么动物身上是困难的。他说:“动物人性化试验,必须要掌握尺度。”
取材自:http://www.newscientist.com/article/mg22429983.600-the-smart-mouse-with-the-halfhuman-brain.html
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-9-1 10:06
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社