| 神经因子与大脑通讯(三) |
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从20世纪80年代中期开始,科学家们开始收集证据,说明轴突在发育中,其迁移受到化学信号控制。塔西尔-拉维格博士、哥伦比亚大学的托马斯·M·杰赛儿博士等人,对一个叫做基板的胚胎结构进行了研究。基板是神经系统成熟最早的部分之一,它在协调其他脊髓和脑组织中起关键作用。在实验室中,基板的细胞对神经元有磁性作用。他们还在一小块凝胶中放入基板和神经元,胚胎神经细胞的轴突就会像电影中还魂尸的胳膊一样伸向基板。
但是,要分离基板细胞内有此作用的产物是极其困难的。为了找到并提纯指导蛋白,塔西尔—拉维格实验室不得不花了几个月时间捣碎了大约25000个胚胎期鸡脑。功夫总算没有白费,科学家们确定,指导因子本身与整个基板结构对轴突有着同样的吸引作用。
研究人员提出了一个大致模式,说明指导因子如何影响轴突行为。轴突是从所谓的脊髓结合神经元发现的。这些神经细胞把病痛、温度信息传给大脑,到胚胎生长的三或四周时,基板已发育成位于神经系统中央的一个结构,它朝向脊柱雏形的前方。一旦基板成熟了,它就开始向周围体液中分泌指导蛋白。位于脊柱后部的初级神经元注意到信号后,便开始发射轴突,在轴突的顶端即为所谓的“猎犬”,它是一种像细胞一样的活跃结构,被称为生长锥。它能嗅到环境中的化学物质,并可能是通过受体蛋白保护其膜鞘。
尽管神经元在原处不动,生长锥却拉着轴突环绕脊柱,向着前方游荡的指导因子移去。轴突穿过脊髓的中线,然后,在指导因子的再次影响下,转90°角,向上奔大脑。在脑内生长锥和专门接受感觉信息的大脑中枢相连接。一旦生长锥到达了预定位置,它们就形成所谓的突触终端,在此,一个神经元的信号跳跃扩散到另一个神经元,以此来传递一种思维或一种情绪。
轴突在环绕脊柱时,脊髓右侧神经元发出的轴突与左侧大脑半球发生联系,而左侧的神经元和右侧大脑半球发生联系。因此,右侧大脑半球的中风将导致左侧肢体的瘫痪。
塔西尔—拉维格博士说:“我们至今还不知道,为什么神经系统会以此种方式排列。”
指导因子的重要性,似乎主要在于帮助第一代脊髓轴突前进。一旦这些先锋已经规划好了适当的路线,其他神经元的轴突便跟着走,包裹在创始电缆的旁边和周围。
即使是指导因子已经把轴突带到了它们最初的联接点上,大脑的联络才只是刚刚开始。通常情况下,很多轴突终止于一个位点,在此它们必须通过竞争才能与周围神经元建立联系。如果几小时或几天内没能建立起联系,轴突便会皱缩死亡。
更值得一提的是,在不断的使用过程中,大脑也得到不断的完善。当外界信号通过眼睛、耳朵、鼻子和脊髓冲击大脑时,神经元之间的突触联系就会变得更强、更精细。神经系统在人的一生中都在不断地完善。这就是为什么人直到老年还能掌握新技术、还能有创新的思想。因此,尽管人的胚胎发育的第二个月,指导因子和其他向化性因子已经把中枢神经系统基本的神经网络构建完毕,但只有未来的生活才能真正给它注入活力。 |
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