【探索生命】 解密人類大腦密碼

 |2020.07.19
729觀看次
字級
研究人員展示腦組織切片樣本,每一片厚度只有6微米。圖/中新社、取自網路

文/本報綜合報導

據報導,在安徽醫科大學校內一座3層老式建築,第一個「中國人腦庫」坐落於此。醫學研究人員如何解密人類的「腦部密碼」?

大腦是人體最精密的器官,目前人們對腦的了解還是很有限,人類腦部的疾病,常見的有帕金森氏症、腦中風、腦腫瘤和精神疾病等,其原因仍有待進一步研究。人腦庫對人類大腦記憶、思考等方面的研究是不可缺少的。據了解,人腦庫的建立主要目的是為治療人腦疾病的研究提供標本。研究人員核對分割後的腦組織,大部分是透過遺體捐贈方式獲得。

安徽醫科大學研究員吳雪艷表示,從一個大腦入庫,到製成切片樣本,需要兩個人力和至少2個月的時間。經過福馬林浸泡後的腦組織需分離成20-30個腦區,還要細分約100個更小的組織區塊,最後經過處理,用石蠟固定儲存,使其儲存數10年時間,當研究需要時,將石蠟塊切成一片片6微米的樣本。一塊1立方公分大小的石蠟塊,可以分割出1000多片樣本,提供相關研究使用。

大腦如何產生意識?

意識是科學和醫學最神祕的研究主題。究竟什麼是意識?大腦是如何產生意識?意識如何工作? 這些問題一直存在著。

根據《自然》雜誌報導,科學領域出現的突破:科學家發現一個包裹在整個大腦周圍的單細胞。連接著大腦外圍所有區域的神經元密度非常高,研究人員提出假設,認為這種連接就是意識產生的根源。

研究發現,有三個巨細胞延伸至兩個腦半球,這種神經元實際就是三個巨細胞之一。最大的巨細胞會包裹在整個腦部,形狀像「荊棘王冠」。據了解,在人類大腦中的這種神經元幾乎和所有的皮質區域相連。語言、長期記憶、包括視覺、聽覺在內的高感知能力等高級認知能力都與神經元相關。

大腦是一個非常複雜的神經元網絡,將大腦的每個部分拆解清楚是一項非常耗時而單調的工作。另外,因為考量到道德倫理問題,研究人員鮮少有拆解活人大腦神經網絡實驗的機會,因此,科學家只能在動物身上做實驗,而這也是有限制的。

實驗發現,這些存在大腦某些區域內包羅萬象的神經元是超連接的,並且和高階的腦部運行連接在一起,科學家還需要進行更多的研究以最終建立一個意識網絡。人類大腦是世界上已知的最先進和複雜的器官,雖然數百年來人們試圖研究和揭開人腦之謎,但我們對它的了解仍然有限。

人類大腦只使用10%

一直以來,有這樣的說法:我們的大腦只使用了10%,這表示人腦仍有90%的潛力等待開發。但如果用MRI(核磁共振)掃描人腦,這理論輕而易舉就被推翻了。科學家已證實,我們絕不只僅使用10%的大腦容量,就說話這樣最簡單的運作都需要使用10%以上的大腦。

會被誤導可能起自心理學家威廉.詹姆斯(William James)1908年的經典著作《人的能量》(The Energies of Men)一書。詹姆斯表示人類只使用大腦的一小部分,但並未提出具體的百分比。另一種解釋是,大腦的神經元(灰質)為大腦提供處理能力,每10個腦細胞中只有1個。而大腦其他細胞則為神經膠質細胞(glial cells),也叫白質(white matter),其作用是為神經元提供營養,具有支持作用但不具備任何處理能力。因此,認為人類可訓練神經膠質細胞令其發揮像神經元一樣功能的想法並不正確。

名導演盧貝松2014年拍攝的一部科幻電影《露西》,電影中提到人類的大腦目前只被利用10%左右,還有很大的開發空間,甚至女主角在大腦開發到100%時,還能穿越時空、無所不在。這畢竟是科幻電影,事實上不是這麼回事。人體大腦結構與各區域的功能知識,已被腦部科學家大致掌握得差不多,經過各種實驗早就證明大腦各區域都已被大量利用。如果真有90%的區域功能處於閒置狀態,根據物競天擇的進化論觀點,這些閒置的區域早就被淘汰了。

如果人腦還有90%的區域可以開發,表示發生大腦受損都無關緊要,不會影響正常功能,但事實並非如此,人腦一旦發生損傷,會發生相對區域功能失能的問題。例如一位大腦額葉皮質受損的人,雖然可以照常維持日常生活,卻沒有辦法根據實際情境的需要,判斷並做出正確的行動。

透過核磁共振的技術,科學家已對人腦進行過全面的掃描,結果顯示大腦中並沒有「未開發」的神經元,所有的神經元都是有作用的,只是當大腦工作的任務不同時,不同神經元活躍的程度不同罷了,當某個區域的神經元在工作時,周邊區域的神經元就會被抑制。

雖然大腦能夠再被開發的說法站不住腳,並不表示大腦不具可塑性,愈來愈多研究顯示,大腦能因應環境改變獲取新的訊息,人類所有生活經驗都會改變大腦神經迴路的設定。因此,大腦雖已不能再被開發,但具有可塑性。

關於大腦 你不知道的祕密

人類大腦是生物界中最複雜的組織結構,據研究,其內部由100兆條的神經和860億個神經元相連,所形成的網絡系統連最先進的超級電腦也望塵莫及。

愈運動 大腦愈聰明

有研究指出,每天步行10公里能幫助大腦進化,促使神經元彼此連接並增加大腦中血液攜氧量,帶走腦中的有害物質,同時供給豐富的葡萄糖作為能量。此外,有研究顯示,每周有氧運動兩次就可以將阿茲海默症的風險減少60%,老人痴呆症的風險減少50%。

睡得好 大腦才會運轉快速

研究發現,每個人什麼時候該睡覺或需要多長的睡眠時間都不相同,若在中午小睡1小時,可以增加下午的工作效率。此外,睡眠缺失會損害注意力和記憶、執行功能、情緒、數學能力、邏輯推理以及運動靈活度。

長期壓力會傷腦

人在工作、家庭或情緒的壓力刺激下,會釋放腎上腺素和皮質醇,這是人類進化時,為了遭遇凶險可立即反應的防禦機制。若是在長期壓力的刺激下,可能會引起心臟病或中風的風險,也會傷害大腦海馬迴細胞,減弱學習和記憶力。

大腦具新知探索功能

大腦的右前額葉皮層會檢查我們假設時出現的錯誤,而與這皮層相鄰的區域會反應所需的行為調整,例如:當發現前面的路被阻斷了,就會改變繼續往前走的行為。分布於腦部各區塊的鏡像神經元,則能幫助人類去模仿和辨別一些行為。

人類在嬰兒時期就會透過觀察、假設、實驗對周遭的環境進行探索,從接觸刺激產生新的神經元,記憶所學的知識,直至成年後,某些大腦區域仍有可塑性,能讓人類一直學習並探索新的事物。

熱門新聞
訂閱電子報
台北市 天氣預報   more..

《人間福報》是一份多元化的報紙,不單只有報導佛教新聞,乃以推動祥和社會、淨化人心為職志,以關懷人類福祉、追求世界和平為宗旨,堅持新聞的準度與速度、廣度與深度,關懷弱勢族群與公益;強調內容溫馨、健康、益智、環保,不八卦、不加料、不阿諛,希冀藉由優質的內涵,體貼大眾身心靈的需要、關懷地球永續經營、延續宇宙無窮慧命,是一份承擔社會責任的報紙。自許成為「社會的一道光明」的《人間福報》任重而道遠,在秉持創辦人星雲大師「傳播人間善因善緣」的理念之際,更將堅持為社會注入清流,讓福報的發行為人間帶來祥和歡喜,具體實現「人間有福報,福報滿人間」的目標。

App

Copyright © 2020 人間福報 www.merit-times.com
All Rights Reserved.