?文章轉(zhuǎn)自：環(huán)球科學(xué)
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科學(xué)家已經(jīng)可以用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞培育出迷你大腦?
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傳說，阿爾伯特?· 愛因斯坦的大腦與眾不同。
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1955 年，在他過世之后，病理學(xué)家托馬斯 · 斯托爾茲 · 哈維（Thomas Stoltz Harvey）取出這位偉大物理學(xué)家的大腦，切片后保存了起來——哈維自己就近乎癡狂地私藏了幾片。其余的那些在博物館里落了腳，成為了“天才”一詞令人生畏的象征。然而，迄今為止無人能通過這些天才的碎片重現(xiàn)一個天才的大腦。
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今年7月，作家菲利普 · 波（Philip Ball）在《大西洋月刊》上發(fā)表了一篇名為《為什么哲學(xué)家如此癡迷缸中之腦》的文章，他聲稱“在倫敦大學(xué)學(xué)院研究人員的幫助下，我擁有了自己的‘迷你大腦’。”文中寫道，研究人員們提取了他的皮膚細(xì)胞，將其轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞，讓其發(fā)育為大腦組織。這種方法被稱為細(xì)胞核重編程和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，可將成熟的體細(xì)胞重新誘導(dǎo)回早期干細(xì)胞的狀態(tài)。這項(xiàng)技術(shù)及其主要貢獻(xiàn)者劍橋大學(xué)發(fā)育生物學(xué)家約翰 · B · 戈登（John B. Gurdon）和京都大學(xué)物質(zhì)-細(xì)胞統(tǒng)合系統(tǒng)據(jù)點(diǎn) iPS 細(xì)胞研究中心主任長山中伸彌，獲得了?2012 年的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎。就像尚在胎兒時期的神經(jīng)元一樣，轉(zhuǎn)化后的皮膚細(xì)胞重組，形成類似于大腦結(jié)構(gòu)的組織，其中包括一些大腦才具備的特征，包括令人再熟悉不過的皺褶和腸曲。
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到底什么是“迷你大腦“呢？早在菲利普之前，美國約翰霍普金斯大學(xué)的研究者托馬斯?· 哈通（Thomas Hartung）及其團(tuán)隊(duì)也曾用干細(xì)胞培育出了“迷你大腦”。歷經(jīng)兩個月的時間，干細(xì)胞演變成了支持細(xì)胞和各種各樣的神經(jīng)元。它們很快就聯(lián)結(jié)在了一起，開始相互“溝通”。下面是一張由哈通團(tuán)隊(duì)提供的顯微照片，他們使用了激光和熒光染料讓這三個“迷你大腦”顯色。圖中藍(lán)色或紫色的部分代表細(xì)胞核；右邊的粉紅色區(qū)域代表右手邊迷你腦中糾纏著在一起的軸突；從中間的迷你腦中我們可以看到更多的紅色軸突，和它們產(chǎn)生的綠色神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺；左邊的迷你腦則顯現(xiàn)出同為綠色的神經(jīng)細(xì)胞體及其樹突投影，除此之外還有紅色的星形膠質(zhì)支持細(xì)胞。
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圖片來源：Scientific American 由托馬斯.哈通團(tuán)隊(duì)提供
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那菲利普的迷你大腦又是怎樣的呢？他的迷你腦體型十分有限，因?yàn)槿狈ρ汉脱鯕夤?yīng)，只能長成大約一顆豌豆的大小。但其中的細(xì)胞們已經(jīng)能夠相互傳遞信號了。然而，即便這些信號是構(gòu)成思維的重要成分，他并不認(rèn)為這些可以稱得上真正的思考。除此之外，倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員將通過培育迷你腦來進(jìn)行神經(jīng)退行性疾病，比如阿爾茲海默癥。從有遺傳性癡呆風(fēng)險(xiǎn)的人們那里提取細(xì)胞并“造腦”，研究人員們可以探究基因中導(dǎo)致患病的罪魁禍?zhǔn)?，尋找解決辦法。菲利普的迷你腦將作為這項(xiàng)研究中的匿名對照樣本。
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來自菲利普?· 波的皮膚細(xì)胞，正在逐漸被轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。
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圖片來源：克里斯?· 洛夫喬伊（Chris Lovejoy）和查理 · 阿爾貝（Charlie Arber），倫敦大學(xué)學(xué)院神經(jīng)學(xué)系
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那么，我們是否也可以遵循此道，復(fù)制出愛因斯坦的大腦呢？菲利普認(rèn)為，復(fù)制大腦的欲望背后有著這樣一個概念：大腦被視作某種計(jì)算機(jī)，滿載數(shù)據(jù)，等待被導(dǎo)出到貼有“你”這個標(biāo)簽的硬盤里。不難想象，人們想出了種種理由試圖證明愛因斯坦大腦的非同尋常。但研究表明上每個人的大腦或許都有那么一點(diǎn)不同。倫敦大學(xué)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)，和不常開車的人們相比，出租車司機(jī)們的海馬體要大得多——因?yàn)樗麄兘?jīng)歷了高強(qiáng)度的訓(xùn)練，而海馬體和記憶、導(dǎo)航等行為息息相關(guān)。因此，雖然我們的一些行為可以和腦部不同區(qū)域的特征相聯(lián)系，但大腦的結(jié)構(gòu)本身取決于經(jīng)驗(yàn)。我們之所以是我們，原因并不在于我們的腦長成什么樣。
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現(xiàn)如今有許多人都在嘗試制造屬于自己的“缸中之腦”——不是為了醫(yī)學(xué)研究或者探尋人類智力極限的目的，而是覺得未來某一天自己或許會需要用到這第二個腦子。我們可想而知這些會是怎樣的用途。于是乎，大腦冷凍變成了炙手可熱的一項(xiàng)生意：成百上千的人愿意支付高額費(fèi)用以將自己死后的身體冷凍起來，這個數(shù)字可高達(dá)?20 萬美元。當(dāng)然也有經(jīng)濟(jì)套餐可以選擇，只凍腦子就行了。他們希望的是，科學(xué)總有一天能夠?qū)⒗鋬龅拇竽X復(fù)活，換句話說，也能將人復(fù)活。這樣一來或許人們就可以長生不老了！你甚至不再需要你原來的身體：如果你是因?yàn)槭裁粗虏∈鹿识?，你大概本來就不想要它了?/span>
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但是時至今日，似乎并沒有任何實(shí)際證據(jù)證明冷凍過的大腦還能被復(fù)活。目前的低溫技術(shù)不可避免地會對組織造成損失，解凍亦是如此。然而“凍腦永生“主義者們卻認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)仍然給了人們戰(zhàn)勝死亡的一絲希望。對此，計(jì)算機(jī)科學(xué)家拉爾夫?· 梅克萊（Ralph Merkle）認(rèn)為：“如果我們能在數(shù)十年里修復(fù)這種缺陷，那么就可以實(shí)現(xiàn)永生。你所需要做的所有事情就是將自己的系統(tǒng)狀態(tài)冷凍起來。如果出了問題，那就坐等解決問題的技術(shù)被開發(fā)出來……你可以一直待機(jī)，直到能被上傳的一天?！?/span>
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不僅僅只有愛因斯坦會引發(fā)“缸中之腦”的討論，著名英國物理學(xué)家斯蒂芬·霍金也是人們常常討論的對象。2013 年，在霍金 71 歲生日當(dāng)天，人類學(xué)家埃萊娜 · 米亞萊（Hélène Mialet）就用了“缸中之腦”來形容他?；艚鹨蝾净紳u凍癥為人所知，他被困在輪椅上，無法通過自己的意志移動全身除了臉頰外的絕大部分肌肉。他的臉頰和一臺電腦系統(tǒng)相連，用以支撐他和外界交流。米亞萊認(rèn)為，他的大腦本質(zhì)上是和機(jī)械連接在一起的：與其說是人類，倒不如說更像機(jī)器。
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這一描述僅僅是為了強(qiáng)調(diào)我們對機(jī)器接口日益增加的依賴，因而招致了強(qiáng)烈的批評和譴責(zé)。但或許米亞萊只是在用一種耿直的方式表達(dá)了許多人長期以來對霍金的看法：他有一個囿于破損身體里的精英大腦。他在面對我們大多數(shù)人無法想象的情況時具有非凡的忍耐力，和我們想要把世界上所有的人類觀念都塞進(jìn)一個單一器官的欲望，一同譜寫了人類在這個世界上的存在。
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最后菲利普在文中寫道，他那小小的“缸中之腦“或許會顛覆我們的認(rèn)知。試想一下，如果我們能為迷你腦提供了足夠的血液，讓它發(fā)育到正常的大腦尺寸。它會經(jīng)歷什么呢？這真是一個刻意讓人毛骨悚然的想法。但一個發(fā)育完整的“缸中之肝”或許就顯得“親切”多了。菲利普認(rèn)為如果真的到了那一步，他或許不得不懷疑自己的“迷你腦”中存在著其他的什么東西。在其深處，甚或并不是他自己。
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編譯?劉思婕
審校?譚坤
原文鏈接?：https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/07/brain-in-a-jar/534837/
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