人們可以從死後的大腦切片中提取生前的信息嗎，此類研究有哪些應用價值？

01-15

謝劉柯、袁霖邀
作為計算神經科學、神經解剖學、神經物理學、免疫生物化學專業人員覺得有責任和必要回答這個問題。
我分兩個部分來回答
(1) 關於這篇新聞：

結論：這篇文章(Selective corticostriatal plasticity during acquisition of an auditory discrimination task)[1] 所做的研究跟新聞(Nature：死後大腦會泄露你的秘密？)中所說的 "死後通過大腦切片提取生前信息"關係不是太大。
論文所做的研究是通過訓練大鼠的聽覺能力，鍛煉大鼠大腦的相關區域，使相關區域特定神經元的數量得到對應程度的增加。
反過來，通過發現大鼠腦組織中相關區域的特定神經元數量的水平，可以以一定準確性推斷生前受到的聽覺刺激或者參與聽覺任務的頻繁程度。當然，這是論文中沒有做的，但是是可以自然而然推倒的結論。至於什麼時候參與何種聽覺活動，則是不可能推論出來的。這雖然算是"提取生前的信息"，但是跟提取生前特定時間參與特定任務的信息不是一回事。
這篇論文的研究意義在於通過腦組織切片特定神經元研究高度可信的結論，論證了大家在腦科學方面一直在談論的腦的可塑性，並且這種可塑性具有非常定向的特徵——特定方面的任務直接對應特定神經元的數量。
在推斷特定人參與特定任務的頻繁程度方面，目前腦科學的研究水平已經不需要做大腦的切片，而只需要掃一個MRI（磁共振）即可。然後通過特定區域的或者區域間的體積和連接特徵，即可以一定的可靠性判斷該人是否音樂家或者別的特定職業[2]。

(2) 大腦切片能提供哪些信息（該部分所有圖片均為本人提供，保留版權，請勿轉載）
不妨先來看看大腦切片的整個處理過程：
首先需要在捐獻者死亡之後儘快提取大腦組織，以盡量避免腐敗造成損壞。由於頭骨非常結實，而時間又緊迫，跟開顱手術相比該操作不免更加暴力。在提取腦組織之後，要將其放在福爾馬林中固化。福爾馬林的主要成分是甲醛，它會使蛋白質變性，因而打斷了腐敗過程。但是它同時也不可避免的會使腦組織發生其他的變化。因此為了做切片，需要將腦組織浸泡在福爾馬林中，但是又不能時間太長。浸泡時間以一到三個月為宜。
在浸泡至少一個月，確保整個腦組織的蛋白質變性之後（這時候腦組織的密度會發生變化，大腦會由最初的漂浮狀態變為下沉狀態），就可以做下一步的處理。一般對切片來說，切片的體積小一點比較好。如非必須不用做全腦的切片，不然的話每個切片的面積會過於巨大，對後續的處理造成特別多的麻煩。這時候就該先切取特定的區域：
首先切為左右兩個半腦：

去除腦膜組織，再切取想要的特定區域，比如下丘腦：
切取的下丘腦：
這就是想要的組織了，對於這塊組織，在做切片之前，你可能還需要把它放在MRI裡面掃描一下，以獲得原始的三維信息。
為此，需要把它放入特定的溶液和容器之中，並用特定的物質固定好，然後用封口膠封實：

然後進入漫長的掃描過程：
得到數據並處理，可以得到特定的信息[3]：
確認數據無誤之後，就可以做切片了。把組織放入蔗糖溶液中，並在-30攝氏度冰凍起來：

現在可以開始切了，這一步跟操作機床(磨床)類似，切好的組織放入培養板中並編號：
以及漫長的染色過程，染色技術主要包括絡合物染色技術和免疫生化染色技術兩類
染色完成做成顯微切片，就可以永久保存了(下圖中不同的顏色對應不同的染色技術)

當然，還可能需要將切片使用顯微鏡掃描以電子化
電子化的切片可以經由數字圖像處理，跟之前做的MRI圖像做比對。切片提供的信息是腦科學研究的Ground Truth.

計算神經科學方面的結論，其基礎依據只有通過組織切片才能得到驗證。畢竟電腦處理EEG/磁共振/近紅外/MEG等方面的數據有太多自由度，即使是很簡單的組間統計數據處理都有很多蹊蹺的地方。
通過上面的處理過程，大腦中的蛋白質都被破壞，神經遞質和RNA/DNA等都受損嚴重，打算從這裡提取記憶信息恐怕是沒什麼可能，除非改變處理方法，但是目前還沒有一種能夠在保持蛋白質/神經遞質活性的情況下做切片的技術。
這並非是說切片是沒有多大作用。相反，切片是非常重要的，它提供了一個從根本上解釋神經科學/心理學/解剖學問題的機會。比如可以直接的看出特定神經元的位置數量和相互之間的連接情況，據此導出它們的工作機制，終結許多似是而非但大行其道的心理學模型（很不幸，目前心理學中的大部分模型屬於此類）的命運。
在個體上，我們可以根據切片以一定可信度判斷該被試生前哪些神經功能比較強、性別、參與的工作、可能罹患的疾病、是否飲酒吸煙、生命最後階段的睡眠情況等信息。以上。
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[1] Xiong, Qiaojie, Petr Znamenskiy, and Anthony Zador. "Selective corticostriatal plasticity during acquisition of an auditory discrimination task." bioRxiv (2014): 010066.
[2] Schlaug, Gottfried. "The brain of musicians." Annals of the New York Academy of Sciences 930.1 (2001): 281-299.
[3] W,M. "Ultra-high Field Diffusion Tensor Imaging of Human Hypothalamus". OHBM (2015).

很遺憾的告訴你，我看了這篇Nature文章，裡面沒有任何關於「死後腦信息提取」的說法，所以大家又被無良的譯者欺騙了。。。
Nature：死後大腦會泄露你的秘密？這是生物幫關於此新聞的報道，裡面有原文鏈接
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14225.html 這是原文章
Scientists crack piece of neural code for learning, memory -- ScienceDaily 這是我後來找到的，譯者就是照這篇外國科學新聞翻譯的。
但是外國新聞的原標題是「
Scientists crack piece of neural code for learning, memory
」

翻譯過來是「科學家破譯了一點點學習記憶的神經代碼」
PS: 標題黨見多了，這回的標題也是讓我醉了。。。這是嚴重的誤導好伐！
補充：
既然大家對大腦信息提取感興趣，我就多說兩句。
現在科學家能研究的是：
1. 看腦內對外界刺激有什麼反應，是否會有所謂的「記憶痕迹」
2. 通過觀察比對實驗大腦與對照的區別（包括結構，電波，「痕迹」等），推測實驗大腦是否受過某種刺激（但遠未及什麼信息之說，能推測到的，也只是科學家自己能控制的模式刺激）
3. 可以模擬腦電波的運行模式，讓實驗人員或動物控制義肢，
所以，大腦信息提取是一個美好而遙遠的目標，什麼死後大腦信息提取我就只能聳肩了。。。
（PS: 屍檢發現你小腦萎縮，前額葉缺損，海馬異常，或許可以解釋為什麼你生前手腳不利索，注意力不集中，說話不清楚，沒心沒肺，記憶力差，偶爾伴有癲癇）

大腦乃至於整個神經網路只是記憶的基礎而記憶作為一種信息的形式則是以順序也就是有序性所體現出來這裡的有序性十分的籠統凡是與記憶相關的維度都包括在其中比如神經遞質的成分濃度衝動的通路海馬區的結構等人死之後由於體內不再有能量供應對於一個系統而言其熵值便會升高換言之就是記憶會被損毀丟失更嚴重的是死亡的機體會釋放水解酶加速腦組織的破壞在一切的破壞活動進行之時科學家提取了大腦切片讀出了我生前經歷過xx行為訓練

只送大腦都嫌麻煩了
切片了寸u盤丟過去水滴君接好

刺客信條

可行。在Morgan Freeman的《穿越蟲洞》的某期中有說到。目前已經成功的獲得了，老鼠大腦的切片，成功重新還原。
人的話，複雜一點。需要時間。

大腦會不會泄露我不知道，但是你的硬碟肯定會泄露你的秘密。

這得看大腦的數據是存在硬碟上，還是內存上了。

冠軍答案很專業。不得不承認只有想不到沒有做不到，但到目前為止題主這種說法絕對是天方夜譚!!
明確幾個概念:人體的任何細胞都是在活的有機體內一定環境下活動的(各種離子濃度，酸鹼度，溫度，理化相對穩定狀態下---內環境穩態)。人腦的存儲也是通過類似計算機一樣1212121122212111電和化學反應相濟方式，但不如計算機準確和容量大!!死體完全改變了血液供應，腦脊液滋養，各種生物電生物遞質的刺激作用，更不用說放置那麼久的大腦，就算用某些溶液浸泡也改變不了細胞死亡蛋白質變性固化，完全改變原先的細胞結構和功能，電傳導，遞質傳導全沒了!!你怎麼知道它曾經存儲了什麼?除非在死亡後極短時間內，納米機器人進入人腦一個原子一個原子的解讀拷貝拼湊，才可能知道其中生前的記憶和偽記憶(一些是夢境和想像還有自我世界的殘留，根本不是記憶。偽記憶這個詞是我自己起的，湊合看吧，如有雷同那你活該)。可成熟的納米機器人技術在哪?目前我只能稱其為科幻。況且所謂的行為模式，反射，甚至自尊，情緒什麼的是在活體的正常反應大腦下通過對外界的認識來重新與外界環境和刺激發生反應的過程，有的是創新式的高級中樞活動，當人死大腦血液供應停止，蛋白質變性，還有個鳥屎啊，還研究個鳥屎啊!!!
倒不如打一打活人的注意。前些日子某國科學家能夠做到把人腦的某些腦電波和反應搜集起來轉換成圖像(沒仔細看，應該是這麼回事，錯了請指正)。這可能把某些人(例如犯罪份子)守口如瓶的現狀打破。目前我們對大腦的認識並不比宇宙多，甚至少的可憐。如果未來真的出現了這種黑科技，那壞人都得美死，不需要逼供，一槍嘣了你就好了!!
用簡潔的語言回答問題，不是專業辭彙!
如有錯漏，敬請拍磚，指正!

所以才要燒掉成灰

我認為那得先做到「能讀取活的大腦信息」。
弄一個brain io 。

等死過了我告訴你

看來得帶著硬碟一起火化了……

就和佩佩演的靈指神探一個用處。。。

電腦斷電後，內存雖然還在，但是內存裡面的數據全部丟失了。

這讓我想起《亡人相術》

源代碼玩的不就是這個么。？還有無限副本噢。～

前段時間不是有新聞說頭顱移植有可行性么，移植完看看能回憶起來什麼，就知道了

好想吃豬腦

切片這個詞讓我瞬發聯想土豆切片。要吃掉么？真是魂淡啊。

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