核心提示:来源:科技日报视觉中国 50块左右的脑区“拼图”可以拼起“器官之王”——大脑。根据德国神经解剖学家布鲁德曼绘制的脑区图,大脑皮层被分为52块(其中两块是猴子的)其中1、2、3区控制体感……37区负责...
来源:科技日报

视觉中国
50块左右的脑区“拼图”可以拼起“器官之王”——大脑。根据德国神经解剖学家布鲁德曼绘制的脑区图,大脑皮层被分为52块(其中两块是猴子的)其中1、2、3区控制体感……37区负责人脸识别……
虽然这样的功能划分对大脑研究和疾病治疗起到了重要的作用,但距离了解大脑并重构它还差得远。
不久前《细胞》在线发表了中国科学家利用单细胞质谱、光遗传、分子生物学、电生理及动物行为学等技术方法,揭示的日光照射改善学习记忆的分子及神经环路机制。这一发现让光也成为影响大脑神经环路的因子之一,牵起了一连串关于益智、健脑的可能遐想。
越来越深入的研究,让人们探查到大脑中越来越多的秘密,但大脑谜题却丝毫没有因此减少。到底大脑里还有多少未知的谜题?所有的谜题能不能得到答案,解题后又能否再造一个大脑呢?
人类对大脑了解多少?
前不久,“现代神经科学之父”圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔的一些神经元手绘图走红社交媒体,那些现在看来粗糙简单的神经元是真正的“所见即所绘”。手绘图显示的是大脑切片在显微镜下的真实形状,每张都有各自的特点,但“末梢”消失在纸张未及之处。
然而利用显微光学切片断层成像系列技术,科学家们就有可能在全脑范围内观察某一个细胞。华中科技大学教授龚辉说:“之前人们将大脑手工切片、逐片扫描,通过细胞染色对神经元或神经环路进行研究,这样的信息是割裂的。”
全新的成像技术,让人类从“坐井观天”的切片视野中走出来。“神经元细胞原来是可以跨越多个脑区的,这刷新了人类对大脑的认识。”转基因标记、断层扫描、三维重构算法等多学科的交融,“使大脑图谱不再是离散的断面图片的集合,而是准连续的、有明确空间尺度和位置信息的全脑结构及功能联接图谱。”华中科技大学副校长骆清铭说。例如,在断层扫描前,用病毒转染神经细胞,让神经元发出荧光,就像给神经元在暗夜里通了“电”,这时候再通过成像系统就可以获得脑内荧光标记的神经元在全脑的“部署”。
然而在功能的进一步探索中,科学家们发现,有些神经元细胞不只扮演一个角色。“兼职”使得神经环路的网络关系愈加复杂。骆清铭将其比喻为现实中的各大网路。“就像我们有电网、水网、道路网、通信网……大脑里也会根据不同的需求构建出多维的网络。”
在这个可能的多维网络中,人们甚至没有厘清神经元的类型,更别提环路的维度。这就好比拼“乐高”玩具,有哪些不同颜色或形状的组件还不知道,就更不知道要拼的是哪类网络、跨区拼接又有哪些线索。
对于大脑,科学家面对的是一个无法想象拥有多大体量、多少影响因素的巨大未知。
“三观”能担重构大任?
大脑是如此复杂,充满谜题,我们要用怎样的方法来获取谜题的答案?骆清铭认为,由于人脑的高度复杂性,为实现全面揭示人脑高级功能的最终目标,神经环路的解密需要从低等动物到高等动物,开展多层次多角度的研究。其中的多层次在行业内的共识为“宏观”“介观”“微观”。
过去切片、染色、上镜观察神经细胞的不同形态等是宏观研究的主要手段。而今光、电、磁的应用,使得宏观研究离开了“死神”的地盘。核磁共振(MRI)、正电子发射型计算机断层显像(PET)等多种脑功能成像技术的应用,让脑活体的宏观研究成为可能。
美国人脑连接组计划(HCP)用5年时间采集和公开了千人量级、基于青年人的高质量多模态MRI数据。数据就是“号角”。“这带动了国内外共同利用该数据绘制大脑皮层精细功能图谱和全脑结构连接图谱等工作。”北京大学教授高家红说。英国等国也相继开展绘制基于本民族人脑的宏观图谱。“未来,体现基因表达、化学递质、代谢等大脑信息,加入成长、疾病等维度的动态演化版也可能被绘制出来。”高家红介绍,北京大学2018年发布了中国人脑精细结构模板,使得中国人脑研究无需基于西方人的结构模板。
从宏观到微观,人类犹如“凌空入海”,面临难以想象和掌控的数据量。中科院自动化研究所研究员韩华介绍:“2016年初,美国高级情报研究计划署(IARPA)拨款2800万美元支持哈佛大学获取1立方毫米鼠脑突触连接的结构和功能数据,电镜数据量高达PB规模。”
几个数字的鲜明对比,已经可以看出微观的探究超出了目前人类能力之外。因此,量子计算被视为可以担负起这一计算能力的潜力技术。
“介观”介于宏观与微观之间,即不像微观那样“紧盯局部”,又可能弥补宏观脑图谱在结构和功能对接方面的空白。“既见森林(全脑)、又见树木(神经元)甚至树叶(神经联接)。”中科院神经科学研究所研究员杜久林说得形象。介观研究目前处于模式动物阶段,中国将于2020年绘成斑马鱼全脑介观图谱。
再造如何加点“灵魂”?
然而,“三观”研究之后,我们就可以重构大脑了吗?
面对两堆一样距离、一样新鲜度、一样香、一样多的稻草,驴子会怎么选择?答案是随机。机器会怎么选择?它不会选择,只会无休止地计算下去,直到宕机。
在一次讲座中,中科院院士、量子物理学家潘建伟表示,对于经典算法来说,随机性是难以实现的。
这个被称为“随机”的东西,对于生命体来说极其简单,却是非生命体望尘莫及的。形似如何走向神似或将成为“再造”中最令人费解的部分。
“三观”之后,用不用加点“灵魂”?科学家们也会时不常地提出疑问,例如“有没有我们未知的物质在生物死亡之时,已经在大脑中发生了变化”。最著名的实验来自美国大夫邓肯·麦克道高,他用灵敏的光束天平测出了灵魂的重量约为21克。
这是不是记忆与思维方式?那么,死亡究竟带走了什么,或者改变了什么?由于目前的研究方法仍旧是基于大脑组织的离体检测,这样的疑问始终无从考究。
目前,也有科学家探索对生物进行活体脑电定位追踪和观察的方法,例如中科院神经所杜久林研究员团队实现了在斑马鱼捕食、游动时观测神经细胞的电磁信号,但精度还有待提高。或许未来发生在宏观脑区探测技术的变革,将发生在介观或者微观。当可以对活体而非标本进行探测时,人类对大脑的认识可能会进入新天地。
不过可以确定的一点是,对于人脑的重建工作,将不会局限于神经科学家的研究领域,甚至可能是举物理、化学、计算等全科学之力。
为了结婚而爱的生肖 兔马生肖结婚是什么意思?
不同的生肖性格不同,在爱情和婚姻中的表现也不同。有些生肖天生浪漫浪漫,可以为爱付出一切,甚至不惜一切代价。有些生肖更务实。他们认为婚姻是生活中的一件大事,不能草率对待。十二生肖兔:渴望稳定,为婚姻而爱兔子人温柔善良,渴望稳定的生活。在爱情中,他们不会轻易坠入爱河,但一旦他们确定了对方,他们就会全身心地投入其中。他们非常关心家庭,他们可以为家庭牺牲一切。二、生肖牛:传统保守,爱婚姻牛人传统保守,对婚姻有强烈的责任感。在爱情中,他们不会甜言蜜语,但他们会用实际行动来证明自己的爱。他们很务实,不会把爱看得比什么都高。生肖结婚月份对照表三、十二生肖狗:忠诚专一,爱婚姻狗人忠诚专一,对爱情和婚姻忠诚。在爱情中,他们不会三心二意,他们会把所有的爱都奉献给对方。他们非常关心家庭,他们可以为家庭牺牲一切。四、生肖蛇:聪明务实,爱婚姻蛇人聪明务实,对婚姻有明确的规划。在爱情中,他们不会情绪化,他们会理性地分析对方是否适合自己。他们很有责任感,一旦结婚,他们就会对家庭负责。五、生肖羊:温柔善良,爱婚姻羊人温柔善良,渴望温暖的爱情。在爱情中,他们不会主动追求对方,但他们会以温柔的方式吸引对方。他们非常关心家庭,可以为家庭牺牲一切。
晚清第一疑案:光绪帝王死因天迷破解?
第一种说法:知道自己即将归西天,不愿意在她死后,重新掌权,派人毒死了。主要依据有清末给光绪看病的名医屈桂庭在他的回忆录中说:“光绪在临死前三天,在床上不停地翻滚,并且不停地大叫,‘肚子疼得不得了。’ 脸色发暗,舌头又黄又黑,明显是中毒症状。”根据这种说法,光绪是被毒死的,最大的嫌疑人是,因为她是当时最有权势,又严密控制光绪帝的、最好下毒、最可能下毒的人。 此说法的依据和记录有《清室外记》、《清裨类抄》和《崇陵传信录》。 第二种说法:袁世凯见慈禧一病难起,怕慈禧死后,光绪掌握实权,报复自己在时出卖皇帝的行为,于是贿赂宫廷宦官,用剧毒药物害死光绪帝。 这种说法最有权威的依据是最后一个皇帝溥仪的说法,溥仪说:“我亲耳听到一个侍候光绪帝的老讲:‘光绪帝死前一天,只是用了一剂药,才变坏的。后来才知道这剂药是袁世凯送的。’” 第三种说法:太监李莲英得悉光绪帝的日记中载有西太后死后将诛袁世凯和他的消息,与慈禧一起阴谋将毒药投入光绪帝的食物中致使光绪帝中毒身亡。网络配图 第四种说法:这几年来有专家根据光绪帝生前的病历,结合当时的历史背景和现代中医学理论,推断光绪帝是因为严重肺结核病加上其他并发症,导致死亡的。 历史背景的根据是光绪二十五年正月初二日,太医朱琨等为光绪帝诊得脉案:“口渴思饮,喉痒呛咳,气不,心烦而悸,不耐事扰,时作太息。目中白睛红丝未净,视物朦胧……耳内觉聋,时做轰声。胸中发堵,呼吸语言,丹田气觉不足……夜寐少眠,醒后筋脉觉僵,难以转侧……” 第五种说法:光绪帝有严重的肾亏,加上光绪帝从小身体虚弱,幼多病有长期遗精史。《病原述略》中说:“遗精之病将二十年,前数年每月必发十数次,近数年每月不过二三次……冬天较甚。近数年遗泄较少者,并非较愈,乃系肾经亏损太甚,无力发泄之故。” 光绪帝有这样一种病症,再加上从几岁起就受慈禧的压制,长期处在紧张之中,后来在做皇帝时更是经历一连串的挫折和打击,病情逐渐加重,引起一系列呼吸道、消化道等并发病症,最后病亡。 这一说法主要依据是光绪生前的病历和光绪生前自己的一段回忆。 究竟哪一个说法更接近于事实呢?光绪帝的确切死因到底是什么?史学界关于光绪死因的辩论从未停止,怀疑谋杀说和正常死亡说几经交锋,却一直没能形成学术定论。 而据最新的研究认为,光绪帝是死于砒霜中毒。中国原子能研究院反应堆工程研究设计所、北京市公安局法医鉴定中心,先后提取了光绪分别长26厘米、65厘米的两小缕头发,清洗后晾干,剪成1厘米长的截段,逐一编号、称重和封装,然后用核分析方法逐段检测光绪头发中的元素含量。网络配图 结果显示,光绪头发中含有高浓度的元素砷,且各截段含量差异很大,第1缕头发的砷高峰值出现在第10段(2404微克/克),第2缕头发的砷高峰值出现在第26段(362.7微克/克)和第45段(202.1微克/克)。 而同时对比测试的头发砷含量,当代人为0.14~0.59微克/克,与光绪同时代并埋在一起的隆裕皇后为9.20微克/克,清末一个草料官干尸头发为18.2微克/克。 后来,又按照规范的法医检验要求和方法,提取了光绪遗骨及衣物样品测试,结果肩胛骨、脊椎骨和每件衣物的胃区部位、系带和领肩部位的含砷量很高;内层衣物的含砷量大大高于外层。再对光绪棺椁内、墓内物品和陵区水土等进行对比实验,结果表明光绪头发上的高浓度砷物质并非来自环境沾染。 按照这一研究,那么就与第一种说法一致——光绪帝是被谋杀的,那么谋害他的最大犯罪嫌疑人就是慈禧。 慈禧为什么一定要谋害光绪帝呢?原因有五。 第一,光绪帝与慈禧太后之间积怨太久,仇恨太深,早已到了势不两立,有我无你、有你无我的地步。在前,他们之间关系还是友好、亲密的,但由于在中法战争中,他们一个主战一个主和,对战争的分歧太大,他们的亲密关系荡然无存,矛盾和仇恨开始出现。 后来经过光绪“亲政”、甲午战争、戊戌变法失败、准备废掉光绪帝的大阿哥事件、光绪“爱妃”被害等事件,他们之间已到仇深似海、你死我亡的地步。慈禧也多次想害死光绪帝,慈禧极为害怕自己死后,光绪报复她,让她死后不得安宁、死不瞑目,所以她预先设计毒死了光绪。网络配图 第二,慈禧历来,狠毒无比,她是公认的中国历史上三个最狠毒的女人之一(其他两位是、),被她害死的人不计其数。 比如:肃顺、。所以对既是她侄子,又是她外甥的光绪,她也会毫不留情地下杀手。 第三,不管光绪帝是否有痨病、肾病,但这两种病都没有严重到置他于死地的地步。大家知道痨病到了不停地大口吐血的地步,才是比较严重。在光绪的病历中根本没有“吐血”记载,说明光绪的痨病不是很严重。 因此光绪死于痨病、肾病的说法是不能成立的。另外光绪死前几天的病历突然将光绪的病描述得很严重,使人感觉到光绪是正常死亡。 这一点十分可疑,请不要忘记了给光绪帝看病的全部过程都在慈禧监视和掌握之下,光绪死前几天的病历极有可能是慈禧出于的目的派人“伪造”的。 第四,戊戌变法失败后,慈禧太后将光绪帝关在中南海瀛台,整整十年间,光绪帝一直处在囚禁状态。瀛台是中南海一个四面环水的小岛,与陆地相连的只有一个木板桥,岛上慈禧派了二十多个心腹太监日夜严密监视光绪。 整个紫禁城、中南海已是,加上瀛台更严密的保安措施,外人是非常难以进入瀛台的,更何况你根本不熟悉中南海一带的地形。并且光绪帝吃住还有一套安全程序。别说外人,就是一个长期生活在宫中的人都难以接近皇帝。 所以根据以上情况推断,害死光绪帝的不可能是袁世凯,只有严密控制中南海、瀛台,大权在握的慈禧才有最大嫌疑。 免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。
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