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《重塑大腦,重塑人生》大腦的重組跨越了區(qū)域

銀泉猴子和神經(jīng)可塑性的故事還沒有完。猴子被帶離陶伯的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)好多年了,在這期間,神經(jīng)科學(xué)家開始看到陶伯研究的重要性,他們對(duì)陶伯研究的新興趣,導(dǎo)致可塑性實(shí)驗(yàn)中最重要的一個(gè)實(shí)驗(yàn)完成。

梅策尼希在他的實(shí)驗(yàn)中顯示當(dāng)一根手指頭的感覺輸入被切斷時(shí),大腦地圖通常在皮質(zhì)1~2毫米處改變??茖W(xué)家認(rèn)為這是因?yàn)樯窠?jīng)元長了新的分叉出來。大腦神經(jīng)元受傷后,會(huì)長出小的新芽或分叉,去和別的神經(jīng)元相連。假如一個(gè)神經(jīng)元死亡或失去輸入信息,它旁邊的神經(jīng)元可以長1~2毫米來幫助聯(lián)結(jié),但是假如這是可塑性發(fā)生的機(jī)制,那么改變只限于受損神經(jīng)元附近的幾個(gè)神經(jīng)元而已。所以大腦損傷附近區(qū)塊會(huì)有可塑性改變出現(xiàn),比較遠(yuǎn)的區(qū)域就不應(yīng)該有。

梅策尼希在范德堡大學(xué)的同事卡斯跟一個(gè)研究生龐斯(Tim Pons)一起挑戰(zhàn)這1~2毫米的上限,真的只有1~2毫米嗎?還是梅策尼希觀察的神經(jīng)元不夠,因?yàn)樵谝恍┲匾膶?shí)驗(yàn)里,他只有切斷一根神經(jīng)?

龐斯在想如果所有的神經(jīng)都切斷了,大腦會(huì)怎么樣?會(huì)不會(huì)影響的地方超越兩毫米?會(huì)在不同的區(qū)塊看到改變嗎?

可以回答這個(gè)問題的是銀泉的猴子,因?yàn)樗鼈冇?2年不曾有任何信息進(jìn)入大腦地圖。很諷刺的是,因?yàn)樯拼齽?dòng)物協(xié)會(huì)的干擾,過去的時(shí)間越久,這批猴子對(duì)科學(xué)家就越重要,假如任何動(dòng)物有大量的皮質(zhì)重組可以被測(cè)量到,非這些猴子莫屬。

但是他們搞不清楚現(xiàn)在誰擁有這批猴子,雖然它們應(yīng)該在美國國家衛(wèi)生研究院管轄之下,但他們卻堅(jiān)持他們并不擁有這些猴子,這些猴子是燙手山芋,沒有人敢用它們做實(shí)驗(yàn),因?yàn)楹ε律拼齽?dòng)物協(xié)會(huì)找麻煩。不過現(xiàn)在主要的科學(xué)團(tuán)體,包括國家衛(wèi)生研究院,已經(jīng)受夠了這些亂咬人的團(tuán)體。1987年,善待動(dòng)物協(xié)會(huì)向最高法院提出監(jiān)護(hù)權(quán)的要求,法院駁回不予審理。

當(dāng)這些猴子逐漸變老,它們的健康開始走下坡路,其中一只猴子保羅瘦了很多。善待動(dòng)物協(xié)會(huì)開始游說國家衛(wèi)生研究院讓它安樂死,他們?nèi)ハ蚍ㄔ禾岢錾暾?qǐng)。1989年12月,另外一只猴子比利,也快死了。

神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)(Society for Neuroscience)的主席莫蒂梅爾·米什金(Mortimer Mishkin),也是國家衛(wèi)生研究院神經(jīng)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的主任,很多年前,他曾經(jīng)看過陶伯的第一個(gè)切斷輸入神經(jīng)的實(shí)驗(yàn),也就是推翻謝靈頓反射反應(yīng)理論的那個(gè)實(shí)驗(yàn)。在銀泉猴子事件時(shí),米什金站出來替陶伯講話,是少數(shù)極力反對(duì)國家衛(wèi)生研究院停止陶伯研究經(jīng)費(fèi)的人之一。米什金跟龐斯見面,同意他在猴子安樂死之前,做最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)。這是一個(gè)很勇敢的決定,因?yàn)閲鴷?huì)是同情善待動(dòng)物協(xié)會(huì)的,科學(xué)家很知道善待動(dòng)物協(xié)會(huì)會(huì)非常憤怒,所以沒有用政府的經(jīng)費(fèi),而用私人捐助的錢來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)里,比利被麻醉后,科學(xué)家把一個(gè)微電極植入大腦來分析它手臂在大腦地圖的位置。因?yàn)榭茖W(xué)家和外科醫(yī)生承受著很大的壓力,所以他們把本來要一天才能完成的實(shí)驗(yàn)在4個(gè)小時(shí)內(nèi)做完了。他們移除猴子腦殼的一部分,植入124個(gè)電極到感覺皮質(zhì)中有關(guān)手臂的區(qū)域,他們碰觸已經(jīng)被切斷輸入神經(jīng)的手臂,如他們所料,手臂沒有送出任何電脈沖到大腦去。然后,龐斯輕觸猴子的臉,因?yàn)榇竽X地圖中,臉跟手是緊鄰的。

他很驚訝地看到,當(dāng)他碰觸猴子的臉時(shí),猴子被切斷感覺神經(jīng)的那只手臂的大腦地圖神經(jīng)元開始發(fā)射了,即臉的地圖已經(jīng)占用手的地圖了。就如梅策尼希在他自己的實(shí)驗(yàn)中所看到的一樣,當(dāng)大腦地圖沒有用時(shí),大腦可以重新組織,使別的心智功能可以接管沒有使用的空間。最讓人驚訝的是重新組織范圍之大,整整14毫米,手臂地圖半英寸以上的地方已經(jīng)被臉的感覺輸入占據(jù)了,這是最大范圍的神經(jīng)重組紀(jì)錄。

做完實(shí)驗(yàn)后,他們給比利安樂死,6個(gè)月以后,這個(gè)實(shí)驗(yàn)在3只猴子身上重復(fù),都得到同樣的結(jié)果。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)給陶伯帶來很大的鼓舞,他是這篇論文的作者之一,這篇論文也給其他的神經(jīng)可塑性支持者很大的鼓舞,大腦的神經(jīng)元在受損后,不但在少數(shù)區(qū)域之內(nèi)可以長出新的分叉,而且這個(gè)實(shí)驗(yàn)顯示,大腦的重組甚至跨越區(qū)域,可以發(fā)生在更大的范圍。(諾曼·道伊奇)

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