低調與偉大:寫在巨大神經元(Giant Neuron)發現之際

3月2日《自然》雜誌報導了一項新的數字重建技術,和使用該技術帶來的新發現——在小鼠腦內的三個、伸展至全腦的巨大神經元(Giant Neuron)。

這條科技新聞之所以引起轟動,是因為:

1. 我們從未見過在腦內伸展範圍如此之廣的神經元;

2. 這些神經元來自屏狀核(Claustrum,見圖2),一個此前被認為與人類意識高度相關的大腦核團;

3.它們像長刺海星(Crown of Thorns,見圖3)一樣,似乎連接了大多數乃至全部與感覺輸入和行為驅動相關的腦區。

圖2:屏狀核

因此,我們似乎離發現意識的開關不遠了。

圖3:長刺海星

不過,無論從《自然》雜誌的出發點還是從主持該項研究的Christof Koch的視角來看,這篇科技新聞的重點都不是發現巨大神經元本身及其和揭密人類意識的關係,而是能夠給我們探索大腦提供全新工具和視野的神經元追蹤成像技術。

Koch和他的同事首先通過培育一支特殊品系的小鼠,使它們屏狀核中神經元的特定基因可以被某種藥物激活,進而表達一種可以遍布整個神經元的綠色熒光蛋白,然後再對小鼠大腦進行10000層斷層掃描和計算機三維重建,來追蹤整個神經元。這項技術,較傳統的給神經元注入染料的追蹤方法,無論從有效性、侵入性、量化和人力與時間成本上都是一個飛躍。

圖4:巨大神經元

談到這項技術,來自哥倫比亞大學的神經生物學家Rafael Yuste不禁讚歎「It』s quite admirable」。他認為這將非常有助於發現和確認大腦中不同的細胞類型,對最終了解腦的功能起到至關重要的作用。

這種關注技術革新的視角,不僅切中研究發現的核心價值,更是具有更廣闊科研視角以及更客觀看待研究發現的體現。在該研究主持者Christof Koch所在的Allen Institute for Brain Science,及其上屬的Allen Institute,人們都找不到有關巨大神經元與意識相關的爆炸性新聞,甚至沒有對這項研究的專題報道。熟悉Allen Institute的人應該對這種畫風不會感到奇怪,作為致力於回答生物科學領域big question的研究機構,它包含兩個下屬研究所Allen Institute for Brain Science和Allen Institute for Cell Science,被公認為是研究所內開放科學模式和大規模研究的領導者。這次的研究發現可以說是這種研究基礎架構和合作模式的優勢展現,也是注重對生物科學基本問題探索與解答、關注技術創新整體支撐作用的必然。

期待我們的腦科學研究視角從中得到啟發,不僅從模塊化、虛擬網-生物網的層面出發,更能深入生物-神經元、和技術研發基礎,為創新提供新動力。

——2017/03/04寫于飛機上


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