神經因子與大腦通訊(二)
加州大學伯克利分校發育神經生物學家卡拉·莎茲說:“這當然堪稱為現代神經科學中最重要、最令人興奮的發現之一。”
根據新的研究,發育中的大腦還具有一瓶巴黎香水特征,在這里化學物質起支配和誘導作用。一種香水一個人聞著香,另一個人可能厭惡。同樣,指導因子和腦內的其他向化性因子,似乎是誘導一些軸突前進,同時又使其他神經元的軸突向后伸展,奔向相反方向。這樣一來,一種單一的因子在神經系統的發育中就能承擔起多種導向任務。
令神經科學家們極為興奮的是,指導因子與在蛔蟲和線蟲中發現的一種因子密切相關。蛔蟲和線蟲是發育生物學中慣用的主要的生物體。研究微小半透明生物的科學家們已經證明,感覺性突觸和其他細胞在蠕蟲發育期的管形體中繞行時,其遷移受到一種被稱為unc-6的因子的影響。但是這一調控的細節還是讓人琢磨不透。
在新的研究中,塔西爾-拉維格博士和他的協作者們指出,指導因子的基因與蠕蟲的unc-6基因有大約50%的相關性。考慮到經過進化,線蟲從哺乳動物中分離出來整整經歷了6億年,這一遺傳的一致性著實令人吃驚。這樣的一致性發生在穿行于大腦神經通路的基因上,更叫人難以忘懷。所以說要區分無脊椎的蠕蟲和有脊椎的人類,神經系統的結構最有說服力。
最近的研究為我們提供了最生動的證據,說明了即使在設計人類大腦上,大自然也暴露出懶惰。蠕蟲感覺器官和人類尊貴的重達三磅的感覺器官的區別,不是質量上之區別,而是在數量上之區別。在與新報道一同發表的評論中,加州大學伯克利分校的科端·戈德曼博士把人類的神經系統,尤其是脊髓,說成是我們身體內的蠕蟲。
兩類因子的相似性,不僅能夠充分說明有機體就是人類的翻版--至少在實驗室條件下可以這樣合理地認為,蠕蟲研究人員對此深信不疑--而且這種相似還意味著,深入了解大腦導向分子的工作原理將變得更為容易。戈德曼博士在一次電話訪問中說:“我們可以反復把哺乳動物和線蟲加以對比。那么,這一領域將會有迅猛發展。”
研究的簡易化,繼而最終會產生一些新的方法來治療神經變性疾病。比如說,對于脊髓麻痹和其他中樞神經系統的疾病,科學家們可以嘗試使用類似導向因子的藥物來促進斷裂神經的再生。盡管塔西爾—拉維格博士的研究工作得到了美國脊髓研究基金會癱瘓退役軍人分會的部分贊助,前景令人振奮,但是科學家們強調指出,他們只是剛開始破譯大腦異常繁密的“電路圖”。
當代的神經科學家們都十分尊敬雷蒙·Y·卡杰,但他關于突觸系受其周圍向化性因子的幫助才能延伸的觀點,并不是一直都被人們接受。一些科學家認為,軸突在開始形成時類別就固定了,它們最終的目的地已編人了特定的基因密碼里。其他人認為,發育中的人腦是一片混亂,軸突與其目標掛鉤大體上是隨機的,后來有效的突觸聯系在日后的經常使用中被鎖定下來。然而,這兩種偏激的觀點均有其概念上的問題,因此,認為大腦存在向化性聯絡的這種折衷觀點則站住了腳。在這一方案中,該對周圍的何種化學物質做出反應呢?對此,軸突預先就有所了解。但它們還需要類似指導因子這樣的因子引導達到目的地。
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