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神经因子与大脑通讯(二)

加州大学伯克利分校发育神经生物学家卡拉·莎兹说:“这当然堪称为现代神经科学中最重要、最令人兴奋的发现之一。”

根据新的研究,发育中的大脑还具有一瓶巴黎香水特征,在这里化学物质起支配和诱导作用。一种香水一个人闻着香,另一个人可能厌恶。同样,指导因子和脑内的其他向化性因子,似乎是诱导一些轴突前进,同时又使其他神经元的轴突向后伸展,奔向相反方向。这样一来,一种单一的因子在神经系统的发育中就能承担起多种导向任务。

令神经科学家们极为兴奋的是,指导因子与在蛔虫和线虫中发现的一种因子密切相关。蛔虫和线虫是发育生物学中惯用的主要的生物体。研究微小半透明生物的科学家们已经证明,感觉性突触和其他细胞在蠕虫发育期的管形体中绕行时,其迁移受到一种被称为unc-6的因子的影响。但是这一调控的细节还是让人琢磨不透。

在新的研究中,塔西尔-拉维格博士和他的协作者们指出,指导因子的基因与蠕虫的unc-6基因有大约50%的相关性。考虑到经过进化,线虫从哺乳动物中分离出来整整经历了6亿年,这一遗传的一致性着实令人吃惊。这样的一致性发生在穿行于大脑神经通路的基因上,更叫人难以忘怀。所以说要区分无脊椎的蠕虫和有脊椎的人类,神经系统的结构最有说服力。

最近的研究为我们提供了最生动的证据,说明了即使在设计人类大脑上,大自然也暴露出懒惰。蠕虫感觉器官和人类尊贵的重达三磅的感觉器官的区别,不是质量上之区别,而是在数量上之区别。在与新报道一同发表的评论中,加州大学伯克利分校的科端·戈德曼博士把人类的神经系统,尤其是脊髓,说成是我们身体内的蠕虫。

两类因子的相似性,不仅能够充分说明有机体就是人类的翻版--至少在实验室条件下可以这样合理地认为,蠕虫研究人员对此深信不疑--而且这种相似还意味着,深入了解大脑导向分子的工作原理将变得更为容易。戈德曼博士在一次电话访问中说:“我们可以反复把哺乳动物和线虫加以对比。那么,这一领域将会有迅猛发展。”

研究的简易化,继而最终会产生一些新的方法来治疗神经变性疾病。比如说,对于脊髓麻痹和其他中枢神经系统的疾病,科学家们可以尝试使用类似导向因子的药物来促进断裂神经的再生。尽管塔西尔—拉维格博士的研究工作得到了美国脊髓研究基金会瘫痪退役军人分会的部分赞助,前景令人振奋,但是科学家们强调指出,他们只是刚开始破译大脑异常繁密的“电路图”。

当代的神经科学家们都十分尊敬雷蒙·Y·卡杰,但他关于突触系受其周围向化性因子的帮助才能延伸的观点,并不是一直都被人们接受。一些科学家认为,轴突在开始形成时类别就固定了,它们最终的目的地已编人了特定的基因密码里。其他人认为,发育中的人脑是一片混乱,轴突与其目标挂钩大体上是随机的,后来有效的突触联系在日后的经常使用中被锁定下来。然而,这两种偏激的观点均有其概念上的问题,因此,认为大脑存在向化性联络的这种折衷观点则站住了脚。在这一方案中,该对周围的何种化学物质做出反应呢?对此,轴突预先就有所了解。但它们还需要类似指导因子这样的因子引导达到目的地。