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如何“控制”大腦 原作：倫納德?姆洛迪勞（Leonard Mlodinow），CNN專(zhuān)稿 翻譯：教授翻譯fking86
（CNN）——過(guò)去十年，神經(jīng)科學(xué)一直是最熱門(mén)的科學(xué)領(lǐng)域。該領(lǐng)域的研究以及我們對(duì)人類(lèi)大腦的認(rèn)知呈爆炸性增長(zhǎng)，這在很大程度上歸功于一項(xiàng)新技術(shù)，功能性磁共振成像（fMRI），二十世紀(jì)90年代得以廣泛運(yùn)用。看！又一項(xiàng)神經(jīng)科學(xué)技術(shù)革命正在醞釀，或許更加震撼。2013年的熱門(mén)詞是“光遺傳學(xué)”。這不僅是令人振奮的術(shù)語(yǔ)，而且是一項(xiàng)非常誘人的技術(shù)。 光遺傳學(xué)可追溯到1979年，當(dāng)時(shí)，和詹姆斯?沃森（James Watson）以及羅莎琳德?富蘭克林（Rosalind Franklin）一道發(fā)現(xiàn)了DNA結(jié)構(gòu)的諾貝爾獎(jiǎng)得主弗朗西斯?克里克（Francis Crick）提出，神經(jīng)科學(xué)家應(yīng)設(shè)法了解如何控制大腦中的特定細(xì)胞。好啊，這方面的進(jìn)展似乎潛力巨大。想像一下能夠從外部啟動(dòng)和關(guān)閉動(dòng)物大腦中神經(jīng)元的情形。聽(tīng)起來(lái)像是你把生物變成了機(jī)器人，聽(tīng)起來(lái)像是科幻。是嗎？ 好吧，前進(jìn)30年左右，你猜怎么著，光遺傳學(xué)實(shí)現(xiàn)了！以下是其大致的工作原理。顯而易見(jiàn)的方法是把一個(gè)微電極插入動(dòng)物的大腦，用電刺激細(xì)胞。 今天我們有了微電極，不過(guò)仍然過(guò)于粗糙，做不到這一點(diǎn)?？死锟送茰y(cè)可以用光。這竟然實(shí)現(xiàn)了：光遺傳學(xué)就是把光纖插入動(dòng)物大腦，以光脈沖作觸發(fā)來(lái)控制目標(biāo)神經(jīng)元。 不過(guò)，會(huì)用光照射神經(jīng)元還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。這個(gè)方法要管用，還必須改造神經(jīng)元，使其能對(duì)光做出反應(yīng)。一項(xiàng)神奇的發(fā)現(xiàn)使之成為可能，人們發(fā)現(xiàn)有一種蛋白質(zhì)能對(duì)光做出反應(yīng)，可以用來(lái)啟動(dòng)和關(guān)閉神經(jīng)元。 正常的神經(jīng)元里并沒(méi)有這種奇特的光敏蛋白質(zhì)，于是科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一種植入方法。通過(guò)一種叫做“轉(zhuǎn)染”的基因工程，運(yùn)用諸如病毒那樣的“載體”感染目標(biāo)神經(jīng)元，一旦成功，就可植入導(dǎo)致神經(jīng)元產(chǎn)生光敏蛋白質(zhì)的基因物質(zhì)。 一句話，你掌握了科幻般的技術(shù)：可以隨意啟動(dòng)和關(guān)閉的轉(zhuǎn)基因神經(jīng)元，它們就在活蹦亂跳的動(dòng)物的大腦里。 光遺傳學(xué)之名源于光學(xué)和遺傳學(xué)的結(jié)合，但其令人激動(dòng)之處并不在于“方法”而在于“內(nèi)容”?？茖W(xué)家們研究的目的并不真是為了“控制”生物的大腦。和功能磁共振成像一樣，他們研究的目的是為了了解大腦，了解大腦的運(yùn)行機(jī)制，在這一領(lǐng)域就是指研究刺激特定類(lèi)型神經(jīng)元的效果。 盡管問(wèn)世不久，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始有了回報(bào)，坊間的說(shuō)法是諾貝爾獎(jiǎng)觸手可及了。在一項(xiàng)光遺傳學(xué)的應(yīng)用中，科學(xué)家們研究了制造大腦神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺的神經(jīng)元如何引起滿足感和快感。這項(xiàng)工作可以幫助科學(xué)家了解臨床抑郁癥中與快感有關(guān)的疾病病理。 在另一項(xiàng)應(yīng)用中，科學(xué)家們選擇性地刺激患動(dòng)物型帕金森氏病的動(dòng)物腦細(xì)胞，帕金森氏病會(huì)破壞大腦信息處理能力。這項(xiàng)研究讓我們對(duì)該疾病所涉及的神經(jīng)電路以及目前治療方法的機(jī)制有了新的認(rèn)識(shí)。該研究還提出了治療干預(yù)的新方向。 精神分裂癥是另一種涉及大腦信息處理紊亂的疾病。例如，當(dāng)內(nèi)部機(jī)制失靈，無(wú)法告訴一個(gè)人其想法源于“自生”，就可能會(huì)出現(xiàn)幻聽(tīng)。運(yùn)用光遺傳學(xué)可進(jìn)一步了解一種被稱作“伽馬振蕩”的大腦活動(dòng)，患精神分裂癥還有自閉癥時(shí)，“伽馬振蕩”就會(huì)出現(xiàn)異常。 今天，我們所處的時(shí)代早已不再是一個(gè)人加上一兩個(gè)助理就能夠?qū)崿F(xiàn)革命性技術(shù)突破的時(shí)代了。相反，數(shù)十載各種領(lǐng)域的成果匯集到一起，才剛剛實(shí)現(xiàn)了克里克的愿景。不過(guò)，光遺傳學(xué)既已誕生，注定會(huì)改變我們治療精神疾病的方式，乃至最終顛覆我們認(rèn)識(shí)人類(lèi)自己的方式。 譯者聲明：本文為翻譯稿，僅供此站內(nèi)學(xué)習(xí)交流，嚴(yán)禁剽竊譯文部分或全部，本譯者保留對(duì)于剽竊行為的追索權(quán)利。如需轉(zhuǎn)載、刊登或其他文本或電子發(fā)布用途請(qǐng)站內(nèi)私信聯(lián)系或電郵390614734@qq.com。 |
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