還在用小鼠研究腦科學? 小鼠的小腦與人類完全不同

2021-01-09 澎湃新聞
還在用小鼠研究腦科學？ 小鼠的小腦與人類完全不同

2019-12-16 17:29 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務

我們的大腦無時無刻不在工作，在醫學上一個人真正意義上的死亡便是宣布他的大腦不在工作了。然而想要弄清楚大腦的工作方式卻是一件相當棘手的事情，為了搞清楚這一點，科學家一直致力於尋找與人類相似的大腦進行實驗研究，比如小鼠。

此前人們也曾對小鼠模型提出質疑，那些不同的聲音主要是圍繞小鼠並沒有與人類相似的意識和思維。而美國西雅圖兒童研究所的神經科學家Parthiv Haldipur和Kathleen Millen教授則是從小腦發育模式的角度表明小鼠和人類小腦之間的差距。該研究發表在國際頂級期刊《Science》雜誌上，研究表明：在大腦研究中，小鼠的小腦可能不是人類小腦研究的最佳模型。

小鼠的小腦發育中缺少獨特的祖細胞

儘管小鼠與人類的腦部結構有著許多共同特徵，例如大腦皮層、神經元形態和葉狀結構等，支持著科學家將小鼠納為腦研究模型。但不同的是，人類的小腦的表面積是小鼠的750倍，並且人類小腦中80%都是神經元組織。這就意味著，在神經元數量增加、神經元亞型變化以及葉片板層等方面小鼠的小腦模型並不能完全模擬反應人類小腦。

Haldipur和Millen以及一組國際研究人員觀察了人類在受孕後30天到出生後9個月之間小腦的發育情況，並將其與經常用於大腦研究的小鼠和獼猴進行了比較。

通過檢查和比較這些發育中的大腦的形態和分子表達，研究人員在人類身上發現了一些獨一無二的祖細胞，而人們並未在小鼠或是獼猴的大腦區域中發現這些細胞。

戴著鐐銬起舞的祖細胞或許才是關鍵

Haldipur教授稱這些祖細胞為放射狀神經膠質祖細胞，與其他祖細胞一樣，它能夠分化產生成其他細胞，但是在可形成的細胞類型和分化次數上收到了更多的限制。就像是戴著鐐銬起舞的舞者。

這是人們第一次監控到了小腦中的放射狀神經膠質祖細胞。此前，人們只觀察到放射狀神經膠質祖細胞存在於哺乳動物的大腦皮層中，它與記憶、語言以及思想息息相關。這些祖細胞主要分布在菱腦中，並且成為人類小腦顆粒神經元（佔據小腦80%的成分）的重要來源。

祖細胞在菱腦中的時空擴展

值得一提的是，在人類的腦部發育過程中，菱腦的發育時間很長，貫穿整個妊娠期。最新的研究表明菱腦的發育可能與人類的認知能力有關。Millen認為：「或許人類菱腦發育的持久性可以確保小腦這一至關重要的區域正常生長。但遺憾的是，我們並沒有在小鼠或是獼猴的小腦中觀察到這些祖細胞。」

結語

正是因為存在著這些明顯的差異， 一些小腦研究並不能在小鼠模型中找到答案。雖然人們一直都期望在小鼠模型中找到啟發和靈感，但不得不承認小鼠模型並沒有想像中的那麼完美。同時這項研究也給正在苦於埋頭研究的腦科學家提醒可能使用的生物模型出現了問題。

參考資料：

[1] Spatiotemporal expansion of primary progenitor zones in the developing human cerebellum

[2] World-First Discovery Hints Why Brain Studies in Mice Don't Always Translate to Humans

[3] Study shows mouse cerebellum quite different from human

特別聲明

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