發(fā)布時間：2022-07-18
編者按：腦科學(xué)對各種腦功能的解析、腦疾病的診斷治療、類腦智能和腦機接口的技術(shù)開發(fā)，都具有非常重要的意義，中科院之聲與中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心聯(lián)合開設(shè)“腦智擘未來”專欄，為大家解讀視覺、學(xué)習(xí)記憶、注意力、抉擇、意識、語言、共情、合作等日常生活中常見行為和現(xiàn)象的研究方式和科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
1970年，神經(jīng)學(xué)家Paul MacLean/保羅提出了關(guān)于“三位一體的大腦”的假說，他認(rèn)為依據(jù)動物在進化史上的順序，從爬行動物到古哺乳動物、新哺乳動物腦；可將目前人類大腦分成三個部分：
本能腦：它負(fù)責(zé)基本生理和求生功能：包括戰(zhàn)斗、逃跑或僵住。
情感腦：它主要調(diào)控情緒和記憶相關(guān)。
理性腦：參與我們的思維活動，包括思考、分析、邏輯、想象、創(chuàng)造等，也就是后續(xù)會著重為大家介紹的新皮層區(qū)域。
大腦作為人體最重要的組成器官，但是大概只占身體比重的2%，成年人的大腦大約1.5kg，靈長類動物獼猴成年時期的大腦也只約87g。小小的腦袋為什么能掌控全局，支配我們?nèi)绱她嫶蟮能|體？主要是靠其中暗藏的上億的神經(jīng)元。
而新皮層中的神經(jīng)元是自胚胎時期就開始蓄力生長發(fā)育，一開始這些神經(jīng)細(xì)胞都來自同一個母體，通過分裂分化不斷增加。但就像常說的“龍生九子各有不同”，隨著年齡和閱歷的增長，這群神經(jīng)元逐漸形成了明顯的階級特征，從上層到下層共有6個等級。
這些神經(jīng)元不只是階級特征明顯，也是群居性細(xì)胞，有著相同功能的神經(jīng)元喜歡抱團在一起，漸而可以看到整個新皮層被分為四個大區(qū)，各有神經(jīng)元統(tǒng)轄管理自己的區(qū)域。
首先是額葉，是腦門上的這塊區(qū)域，這里的神經(jīng)元都極具數(shù)學(xué)天賦，十分擅長計算，也是老話說的“腦門兒大就聰明”。
顳葉中的神經(jīng)元對聲音和語言更為敏感，往往具備成為音樂家的天賦。
枕葉中的神經(jīng)元和我們的眼睛搭配一起為我們帶來極致的視覺體驗。
而頂葉作為整個腦袋的最上方，負(fù)責(zé)整合各種感官信息，讓我們感受外界并作出反應(yīng)，就像靈敏的運動員。
除了明面上的四大區(qū)，總有些神經(jīng)元像羅密歐與朱麗葉跨越階級。這些神經(jīng)元通過他們長短不一的軸突四處延伸，到處撩撥，跨越階級甚至是所在區(qū)域與不同神經(jīng)元形成連接。
這種互相連接的神經(jīng)元越來越多，他們的勢力不斷增加，甚至發(fā)展出了一系列情報網(wǎng)絡(luò)，也正是如此形成了四大區(qū)雖彼此分隔又互相協(xié)調(diào)的局面，共同守護皮層。
因為這些神經(jīng)元的發(fā)展越來越猛烈，引起了一些科研人員的注意，然后在技術(shù)黨們新研發(fā)的單細(xì)胞測序技術(shù)的幫助下，人類開始從分子水平上獲取這些神經(jīng)元在皮層中的組成類型。
2020年，兩個名叫“神經(jīng)所”和“華大”的組織來勢洶洶，一個本著與神經(jīng)元同一姓氏想要更好了解自己家族企業(yè)的目的，一個帶著叫空間轉(zhuǎn)錄組的新型工具。
首先把大腦從前到后進行切片，再貼到這些特制的芯片上，便可以捕獲這些神經(jīng)元，區(qū)分它們的類別，還可以同時定位到具體的位置，找到它們的老家。
這就是腦中所有細(xì)胞類型的分布圖，從而這些神經(jīng)元來自何種階級，上層還是下層，抑或是來自四大區(qū)的那一區(qū)都會現(xiàn)于人前。
還可以再深入研究一些分布特殊，或者是說掌握重要情報的神經(jīng)元，如綠色的這種神經(jīng)元傾向分布在前方，紅色的主要分布在后方。我們可以進一步探討他們與一些常見神經(jīng)性疾病的關(guān)系。當(dāng)然這些都是最基礎(chǔ)的腦研究，距離真正的臨床應(yīng)用還有遙遠的距離，但我們相信，不斷積累的基礎(chǔ)研究結(jié)果終有一天能走入我們的日常生活，發(fā)揮實處。
作者：中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心 孟娟
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