科学家首次证明:人脑细胞在体外也有智力,这一发现具有哪些意义?

如题所述

从《阿凡达》中出现的神人阿波罗身上,我们似乎可以看到人类大脑的影子。随着人类科学技术的不断发展,大脑成为我们生活中不可或缺的重要组成部分:在我们的意识、记忆、思维、情感等方面发挥着不可替代的作用;并且大脑中还有一种神秘的东西:脑细胞。脑细胞对脑细胞有重要作用是毋庸置疑的,而脑细胞是否能够进行正常功能活动则更是人们所关注的焦点。然而近日,美国科学家却在《科学》杂志上发表了一项研究成果,他们首次证明了人脑细胞仍然可以进入体外并且运行良好;而且他们同时还发现人脑部也存在其他生命活动基因:一种名为Gp38—Si36、Gp38—Si37和Gp38—Si36蛋白质的特殊蛋白在体外也可以进行智力活动。

研究人员通过基因测序的方式发现了脑细胞可以存活于体外,并且他们发现这三个阶段是相同的;其中,前两个阶段由脑细胞决定,而第三个阶段则由脊髓细胞决定。脊髓细胞是机体的神经组织,与大脑息息相关。研究人员发现脊髓细胞在分化、增殖、分化为神经元之前需要经过一个非常重要的阶段:胚胎期——神经开始发育,成为神经元;然后是神经早期分化期——神经开始分化成为神经元;最后是神经后分化成为神经元。在这个过程中,神经元所需要的蛋白质称为内源性蛋白质(non-generated protein);在这个过程中有一个特殊的阶段:神经元会利用non-generated protein产生大量神经元活性蛋白(如MIP-1a、PROD4A1等)和突触密度蛋白(如PR3-γ以及 SNP等);同时内源性蛋白质在不断分解形成新细胞时还会释放多种信号分子来刺激突触活性,最终形成神经元。

科学家发现,在人类大脑中存在大量的“神奇”潜能:通过基因修饰,使得细胞可以表达自己专属的生物学特性——例如能将生物信号转化为分子信号。如果神经肌肉系统能够更好地将自身基因发挥出来,那么当我们把这些脑细胞的功能和活动传递到人体内之后就会发生一些神奇改变。科学家们认为,这些脑细胞在体外也可能拥有这样的功能,他们发现了脑细胞具有“神奇”潜能,甚至已经成功地开发出了用于治疗神经退行性疾病——帕金森病!

科学家发现,在胚胎发育的过程中,除了会对胚胎细胞进行基因修饰,还有一个重要步骤就是将胚胎细胞直接放入到卵细胞中并孵育。而这一过程与人类发育过程中的胚胎细胞是一致的,只不过科学家观察到,这两种细胞在发育到一定阶段之后便会发生融合。科学家在胚胎发育的过程中为它们分别建立了一个卵子母体中一个胚胎发育为脑细胞。他们将所有的脑神经突细胞都放入到卵细胞中进行了发育过程;并且还在整个发育过程中不断增加这些脑神经突细胞以及其上具有相应蛋白质的基因。经过长期观察与测试后,科学家发现其中一个脑神经突细胞在分裂后进入到卵母细胞中并开始发育。

那么,体外大脑运动起来是如何实现的呢?马歇尔教授和他的同事在体外测试了脑细胞,当把细胞注入被称为BP38受体的特殊蛋白后会激活BP38,然后BP38会和细胞进行交流,从而激活BP38。但是研究人员也发现脑细胞在注入后大约30分钟后就出现了不受控制的活动,这种情况持续了30分钟便消失了。这是什么原因呢?因为脑细胞在导入时是被培养的,但当被给予适当抑制后它就会自动调节运动机能,并利用运动机能自动运动起来。研究人员发现,Gp38和GP38—Si36蛋白似乎在体内具有相同的运动机能。

虽然脑细胞对人类大脑有重要作用,但是它并不是一个整体,它还需要很多其他器官的参与。比如在视网膜上,一些胶质细胞就会产生一些视网膜色素上皮,这就会对视网膜产生一些作用;比如在脑细胞的神经系统中,还存在一个脑电网络和神经系统的其他部分,它就会影响神经元的产生以及神经元数量。那么当有人想要获得更多脑电信息时,只需要向这个脑电网络发送信息就行了。

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第1个回答  2022-10-15
这一项发现有望疾病建模、药物发现,扩展当前对大脑如何工作、智力是如何产生理解等方面会具有重要作用。
第2个回答  2022-10-15
这一发现可以更好更方便的研究人体大脑,而且还对医学方面的研究很有用。
第3个回答  2022-10-15
“研究团队首次证明,一个培养皿中的80万个脑细胞可以执行目标导向的任务,即使是在培养皿中的脑细胞,也可以表现出固有的智力,随着时间的推移改变它们的行为。
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