如今,给大脑充充电是一个颇时髦的说法。不过,如果真的要你给大脑充电——让电流穿过你的脑袋,感觉会如何呢?这听起来难以想象,但美国科学家正在把它变成现实。
美国的神经学专家们在本周于圣地亚哥举行的神经学会年度学术会议上,提交了一项研究成果。他们在人的前额装上小电池,将很微弱的电流作用于人的前额部位脑神经,20分钟以后,试验对象的语言能力就会提高20%。这真是名副其实的充电,立竿见影。
现场演示以背单词的方式进行。先让每个参加者用90秒时间强记新单词,统计结果是每人平均记住约20个单词。然后给他们的前额装上小电池通电,20分钟后进行同样的记忆试验,他们记住的单词量增加了20%。
这项新技术是由隶属于美国国家卫生研究院神经学研究所的“大脑功能提升”课题小组研究出来的。该小组由4名专家组成,他们的研究主要针对两种情况,一种是如何改善大脑受损病人的状况,另一种是如何进一步开发健康人的大脑功能。而利用微弱电流改善大脑功能属于后一种研究。
课题小组的专家们虽然公布了上述研究成果,但他们仍在寻求合理的解释。据初步估计,由于轻微的电流刺激了前额部位的头皮,激发了该部位的脑神经活力,使其反应能力迅速增强,从而提高了语言和记忆能力。
这项试验已在103名志愿者身上进行过。试验的用电量只相当于一个电子手表内置电池的电流量。由于电流量非常小,试验对象没有明显的不适感,只是通电部位稍微感到有一点痒。
早在上世纪50年代,美国就进行过以微弱电流刺激脑神经的试验,并且发现这一技术具有较大潜力。目前课题小组的专家们还在对该项技术进行进一步的安全测试,并且希望在此基础上找出一种新的安全的方式,作为语言障碍症的辅助治疗。
最杰出的物理学家, “ 相对论之父 ” 爱因斯坦死后,大脑被人取出,之后下落不明。
爱因斯坦大脑的下落,以及这颗堪称历史上最聪明的大脑到底有何过人之处,成为20世纪最传奇的谜团之一。
最近,被指控窃取爱因斯坦大脑的美国病理学家托马斯·e·哈维(ThomasE.Harvey)首次接受了国家地理频道(NationalGeographicChannel)的采访,揭示了整个事件的绝对内幕。最令人震惊的是,现年91岁的哈维声称,为了研究,他将爱因斯坦的大脑切成240块。
爱因斯坦的大脑被切成240块:
1955年4月18日凌晨1点15分,爱因斯坦在新泽西州的普林斯顿大学医院去世,享年76岁。当时普林斯顿大学的病理学主任托马斯·哈维只见过爱因斯坦一次,但碰巧是为他进行尸检的医生。
哈维切开爱因斯坦的身体,一个接一个地检查器官,称重并描述它们的外观,因为全世界的人都想尽快知道这位伟大的科学家是怎么死的。哈维宣布,爱因斯坦死于“大动脉肿瘤破裂”,爱因斯坦的密友、遗嘱执行人内森作证。在长子汉斯的同意下,哈维还秘密取出了爱因斯坦的大脑,并将其留给科学研究。汉斯和内森的情况是,研究结果要发表在科学杂志上。
在切下爱因斯坦的大脑后,哈维对它进行了简单的测量,拍摄了照片,并让一位画家画了草图。然后,他把整个大脑切成240块,每一块的位置都仔细记录和标记。最后,他去找了他信任的宾夕法尼亚大学的实验室技术人员,进一步处理这些块。
并创造出一组代表大脑各个部分的切片,这些切片固定在玻璃上,用于显微镜检查。爱因斯坦的大脑被放置在装有组织学切片和两个大玻璃瓶的10个盒子里。然后,他将一些切片分发给那些对爱因斯坦大脑感兴趣、负责任和有能力研究的人,其余的则保密。
从《阿凡达》中出现的神人阿波罗身上,我们似乎可以看到人类大脑的影子。随着人类科学技术的不断发展,大脑成为我们生活中不可或缺的重要组成部分:在我们的意识、记忆、思维、情感等方面发挥着不可替代的作用;并且大脑中还有一种神秘的东西:脑细胞。脑细胞对脑细胞有重要作用是毋庸置疑的,而脑细胞是否能够进行正常功能活动则更是人们所关注的焦点。然而近日,美国科学家却在《科学》杂志上发表了一项研究成果,他们首次证明了人脑细胞仍然可以进入体外并且运行良好;而且他们同时还发现人脑部也存在其他生命活动基因:一种名为Gp38—Si36、Gp38—Si37和Gp38—Si36蛋白质的特殊蛋白在体外也可以进行智力活动。
研究人员通过基因测序的方式发现了脑细胞可以存活于体外,并且他们发现这三个阶段是相同的;其中,前两个阶段由脑细胞决定,而第三个阶段则由脊髓细胞决定。脊髓细胞是机体的神经组织,与大脑息息相关。研究人员发现脊髓细胞在分化、增殖、分化为神经元之前需要经过一个非常重要的阶段:胚胎期——神经开始发育,成为神经元;然后是神经早期分化期——神经开始分化成为神经元;最后是神经后分化成为神经元。在这个过程中,神经元所需要的蛋白质称为内源性蛋白质(non-generated protein);在这个过程中有一个特殊的阶段:神经元会利用non-generated protein产生大量神经元活性蛋白(如MIP-1a、PROD4A1等)和突触密度蛋白(如PR3-γ以及 SNP等);同时内源性蛋白质在不断分解形成新细胞时还会释放多种信号分子来刺激突触活性,最终形成神经元。
科学家发现,在人类大脑中存在大量的“神奇”潜能:通过基因修饰,使得细胞可以表达自己专属的生物学特性——例如能将生物信号转化为分子信号。如果神经肌肉系统能够更好地将自身基因发挥出来,那么当我们把这些脑细胞的功能和活动传递到人体内之后就会发生一些神奇改变。科学家们认为,这些脑细胞在体外也可能拥有这样的功能,他们发现了脑细胞具有“神奇”潜能,甚至已经成功地开发出了用于治疗神经退行性疾病——帕金森病!
科学家发现,在胚胎发育的过程中,除了会对胚胎细胞进行基因修饰,还有一个重要步骤就是将胚胎细胞直接放入到卵细胞中并孵育。而这一过程与人类发育过程中的胚胎细胞是一致的,只不过科学家观察到,这两种细胞在发育到一定阶段之后便会发生融合。科学家在胚胎发育的过程中为它们分别建立了一个卵子母体中一个胚胎发育为脑细胞。他们将所有的脑神经突细胞都放入到卵细胞中进行了发育过程;并且还在整个发育过程中不断增加这些脑神经突细胞以及其上具有相应蛋白质的基因。经过长期观察与测试后,科学家发现其中一个脑神经突细胞在分裂后进入到卵母细胞中并开始发育。
那么,体外大脑运动起来是如何实现的呢?马歇尔教授和他的同事在体外测试了脑细胞,当把细胞注入被称为BP38受体的特殊蛋白后会激活BP38,然后BP38会和细胞进行交流,从而激活BP38。但是研究人员也发现脑细胞在注入后大约30分钟后就出现了不受控制的活动,这种情况持续了30分钟便消失了。这是什么原因呢?因为脑细胞在导入时是被培养的,但当被给予适当抑制后它就会自动调节运动机能,并利用运动机能自动运动起来。研究人员发现,Gp38和GP38—Si36蛋白似乎在体内具有相同的运动机能。
虽然脑细胞对人类大脑有重要作用,但是它并不是一个整体,它还需要很多其他器官的参与。比如在视网膜上,一些胶质细胞就会产生一些视网膜色素上皮,这就会对视网膜产生一些作用;比如在脑细胞的神经系统中,还存在一个脑电网络和神经系统的其他部分,它就会影响神经元的产生以及神经元数量。那么当有人想要获得更多脑电信息时,只需要向这个脑电网络发送信息就行了。
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