揭秘浙江唯一的人腦庫 存儲大腦機密 破解智慧之謎

2020-11-29 華夏經緯
華夏經緯網   2019-04-10 15:04:23   

  為什麼有人會得阿爾茨海默症?帕金森病的機理是什麼?精神分裂症在未來能否被根治?我們努力從大腦中找出病因。

  日前,浙江大學醫學院中國人腦庫(簡稱腦庫)與浙江大學醫學院附屬第一醫院開啟合作共建,今後醫院將為腦庫帶來人員和經費支持,腦標本來源數量、神經精神疾病的病理診斷質量有望進一步提升。腦庫再次走進公眾視野,卻依舊充滿神秘色彩。

  大腦,究竟隱藏著怎樣的秘密?我們如何通過大腦認識和感知世界?腦庫如何構成?它對大腦的研究有什麼意義?記者走進浙江大學醫學院中國人腦庫,近距離感知人類大腦的秘密。

  無語良師

  存下未來希望

  在浙大醫學院人腦庫介紹牆上,開篇寫著這麼一段話——「腦庫也叫腦銀行,存下未來的希望。」而這些讓科學家們得以研究並產生相應成果造福於大眾的大腦組織,都來自於志願捐獻。

  自2012年,腦庫接受了第一例患亨廷頓舞蹈症的男患者捐獻的大腦以來,按照國際標準工作流程已經收集、儲存了165例全腦組織。腦庫為他們設立了檔案間,檔案袋裡記錄著每位捐贈者的捐贈知情同意書、生前主要病史、神經病理學診斷等重要信息,以便科學家們用於進行科學研究。而捐贈者的身份等信息都被嚴格保密。

  中國科學院院士、浙大醫藥學部主任段樹民表示,7年接受165例人腦算是不小的數據,但對比國外仍有不少差距。腦庫建立之初,浙大醫學院曾派人趕赴荷蘭腦庫進修學習。在荷蘭,當一位捐贈者去世並確認死亡後,2至6小時內,會被運送到阿姆斯特丹自由大學進行取腦保存。整個過程遺體儀容都保持完整整潔。

  由於去世後人腦組織會較快自發溶解破壞,為確保後續研究質量,人腦組織的取材和保存最好在12個小時之內完成。如今,浙大人腦庫的平均取材時間為10小時左右,且正在逐年縮短。

  技術力量不斷完善,當下仍需破解的是傳統觀念的掣肘。許多人不理解腦組織捐獻,做出去世後捐贈大腦的抉擇並不容易。眼下,腦庫的大腦來源亦是腦庫建設中面臨的最大問題。

  「大腦的研究,並非單個大腦標本就能解決。每一個大腦疾病組患者的腦組織,都需要與另一組在儘量多方面相匹配的無大腦疾病組的個體腦組織進行對比,才能逐步獲得清晰的研究結論。」包愛民說,科學家從實驗材料中獲取信息越多,疾病的產生機理才有可能越快被揭示,捐獻者的這份禮物和善意才將達成並永遠延續。

  段樹民相信,隨著公民遺體、器官捐獻意識的普及和對腦庫價值的宣傳,會有更多人加入到捐贈隊伍中。據悉,「杭州市遺體捐獻俱樂部」大多數成員都已籤署了大腦捐獻知情同意書。

  未來,腦科學研究還將有更多意義。此前,腦科學與類腦研究入選「科技創新2030重大項目」。

  段樹民表示:「近年來人工智慧發展,在一定程度上也受到了大腦研究成果的啟發,隨著腦科學的開展,類腦研究將成為連接大腦研究成果應用到人工智慧的橋梁,在打造『升級版』人工智慧的同時,也能促進醫學、信息學、社會科學等學科發展。」

  參觀完腦庫,即將離開之際,浙江大學醫學院神經生物學系副主任包愛民叫住了我們,她指著浙大醫學院花壇前的三塊石碑說:「這是『無語良師碑』,每位參觀完腦庫的人最後都會來看看他們。」所有將遺體或大腦捐獻給浙江大學醫學院的捐贈者的名字,在徵得同意後,都會被鐫刻在這塊石碑上,供後人緬懷,供全體醫學生、老師以及研究人員致敬。

  碑上,寫著這樣一段話:「無論性別與年齡,無論平凡或卓越,他們,都是傳道授業的無語良師。他們雖然不言不語,卻教與莘莘學子洞開生命之謎的秘鑰;他們雖然不言不語,卻給予無數患者擺脫病魔的康復之音;他們雖然不言不語,卻諍諍訴說著生命的聖潔和奉獻的高尚!特立此碑,向所有為醫學事業奉獻的無語良師肅立致敬。」

  神秘腦庫 存儲生命之謎

  腦庫設在浙大醫學院一棟教學樓的一樓,約300平方米,共有兩層。

  包愛民教授介紹說,腦庫,是這樣一個機構,它收集、儲存各種全腦組織及其生前病史資料、為每一例大腦做好神經病理學診斷,以期最終找到人腦疾病的原因,開發相關診療技術和藥物的機構。

  沿著樓梯往下走,地下一層是腦庫儲存核心。這裡有幾臺超低溫大冰箱,還放置了幾個柜子,拉開其中一格,裡面滿滿當當都是石蠟組織包塊,每個組織包塊也都採用數字、字母嚴格註明了捐獻者身份和腦區。

  另一側,則存儲著由石蠟包塊切片並經由特殊染色等複雜程序製作成的神經病理學診斷大腦薄玻片。包愛民說:「一張腦膜的切片,經過HE染色後,我們會從顯微鏡上觀察它的變化,並和其他染色切片一起對這一例大腦進行最終病理診斷。」據悉,每個捐獻者的大腦約有70至80多張這樣的玻片,覆蓋不同腦區,研究人員會根據不同的生前狀況或者臨床診斷,進行不同的染色以協助最後病理診斷。

  包愛民說:「一例大腦可以服務於很多腦科學研究項目。科研人員提出的申請往往只是他們關注的腦區部位,我們會根據申請人的研究需要,提供相應的冰凍腦組織或者石蠟切片。」

  低溫凍存的腦組織可用於提取RNA(核糖核酸,存在於生物細胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳信息載體);而石蠟包塊的腦組織可以用於神經病理學研究等等。

  目前腦庫只向具有正規研究資質、正在進行有國家級或省部級經費支持研究的教授或實驗室負責人級別科研人員提供腦組織研究樣本。腦庫的學術委員會還要評審申請者所提供的科研項目是否具有科學前景,所設計的研究方案是否合理可行。據悉,自2014年腦庫正式成立以來,已經向國內20多個科研團隊提供了3500多份各類腦組織樣本。

  「人腦組織十分珍貴,我們要確保每個部分都用在最需要的地方。」包愛民說。

  人腦標本 攻破腦部疾病

  當下,神經精神疾病等人腦疾病已經成為嚴重危害國民身心健康的疾病之一,腦中風、阿爾茨海默症、帕金森病、抑鬱症、焦慮症等神經精神疾病發病率顯著增加。臨床上,大多數腦疾病都缺乏最後的腦組織病理診斷,一些影像學分析,如核磁共振、CT等輔助診斷有一定局限性,也不夠精細,這導致如今我們對神經精神疾病的發病機理不夠了解,診治存在困難。

  段樹民說:「大腦掌管著機體的高級功能,是人類罹患各種神經精神疾病的物質基礎,利用死亡後人腦標本開展神經科學研究是攻克腦疾病的重要手段。」

  以雙相情感障礙症為例,該病症臨床表現複雜,兩種情緒會反覆、交替、不規則出現,還可能會出現幻覺、妄想或緊張等症狀。其中,大部分患者因為初期只表現出抑鬱或者狂躁情緒,而容易被誤診為「單相」。在確診後的治療中,藥物等診療方式也並不一定適用於所有患者。

  為什麼同一種病症在不同的人身上表現方式卻大相逕庭?為什麼現有的診療方法對少部分人群無效?段樹民表示,腦庫的建設就是通過對人腦標本精細的結構解析,為腦疾病的臨床診斷提供最終答案,為科學家研究腦疾病的機理提供基礎。

  據介紹,成年人的大腦約有1000億個神經元,一個簡單腦功能的實現可能就會牽涉到上萬甚至上千萬的神經元,而一個神經元又與成百上千的神經元發生聯繫,要理清如此複雜的神經環路非常困難。

  如今,了解大腦、探索大腦、模擬大腦已經成為世界各國科技計劃的主流方向之一。

  早在1985年,荷蘭就建立了人腦庫,目前已經發展成全世界收集大腦樣本最齊全、取腦速度最快、生前臨床資料最詳盡的人腦庫。在歐洲,16個人腦組織庫已經形成網絡系統。在美國,人腦組織庫中心擁有10個附屬的人腦組織庫。在澳大利亞,每個州都有1—2個人腦組織庫,並形成了人腦組織庫聯盟(ABBN)。

  不過,段樹民表示,由於遺傳和環境的差異,中國人腦的結構、功能以及腦疾病的發生機制可能具有自己的特殊性。因此,建立屬於中國自己的人腦庫進行研究,對於中國腦疾病的預防診療更具現實意義。

  依託於公眾向腦庫捐獻的人腦組織,近年來針對腦疾病的研究已經取得了一些突破。2018年2月,浙江大學醫學院胡海嵐教授在《自然》上發文,首次揭示抑鬱症的形成和大腦中一個反獎賞中心——韁核的簇狀放電方式密切相關,並提出了全新的氯胺酮快速抗抑鬱機制,為開發新型的快速抗抑鬱藥物提供了多個嶄新的分子靶點,這對尋找新型抗抑鬱藥起到了極大推動作用。

  浙江大學醫學院神經所副教授沈逸告訴記者:「如今,還有一些科研團隊基於腦庫提供的人腦組織樣本研究,正在撰寫有關神經精神疾病新發現的科研論文。」

來源: 浙江日報    轉自:新華網

 

責任編輯:唐詩絮

共1頁

 

相關文章

   

熱點觀察

  更多

熱門文章

 

財富話題

  更多

經濟時評

  更多

走近臺商

  更多

臺企風採

  更多

相關焦點

  • 人類大腦的十大未解之謎
    中國日報網環球在線消息:據「生活科學」網站報導,人類身體上很多的難解之謎是存在於我們大腦中的。大腦是一個讓人感到迷惑的器官,尤其是在有關生與死、意識、睡眠等問題上。下面就是有關人類大腦的十大未解之謎。
  • 浙江有一個難以破解的千古之謎,成與UFO相提並論的世界未解之謎
    導讀:說到世界未解之謎,被關注最多的大概就是關於UFO了。這個幾個世紀,被世界各個不同地方,不同國家和民族都在關注的一個「世界未解之謎」,無數的人至今依然關注著,更有很多科學家以及相關興趣人員前赴後繼的投入到這個解密的事業當中,他們堅信有朝一日,一定會揭開UFO的神秘面紗。在我們國內也有很多的「世界未解之謎」,其中在浙江有一處地下石窟群——龍遊石窟,從它得意重見天日的那天起,就成為了能與UFO相提並論的「世界未解之謎」。
  • 浙江有個無法破解的千年神秘事件,成為與金字塔相同的世界之謎
    說起關於建築的世界未解之謎,最值得關注的可能就是金字塔和亞特蘭蒂斯了,哪怕已經過去了千百年,仍然經常被世人所提起,還有專門的科學家和學者前赴後繼的研究,只為了揭開這層神秘的面紗。在我國浙江有個地方叫做龍遊石窟,從被發現之日開始,就被稱為了世界未解之謎。
  • 人腦相當於多大的內存?科學研究發現,人腦記憶存儲潛力巨大
    人腦的記憶存儲容量有多大?這是一個老話題了。根據此前的研究,有科學家認為人腦的存儲容量大約為1TB,不過也有科學家認為應該有100TB。人腦雖然不是自然界中最大的,但卻是最發達的。在所有哺乳動物中,人腦佔身體的比例最大。人腦雖然只佔了身體重量的2%,卻消耗著20%的能量。在人類的進化史中,人類的腦容量一直在增加,現在已經接近1500毫升了。腦和大腦,所代表的含義是不同的。大腦只是腦人腦的一部分。腦是思維意識的本體,位於顱腔內,大腦只是腦的一部分,此外還包括間腦、小腦和腦幹。
  • 人腦相當於多大的內存?科學研究發現,人腦記憶存儲潛力巨大
    根據此前的研究,有科學家認為人腦的存儲容量大約為1TB,不過也有科學家認為應該有100TB。 人腦雖然不是自然界中最大的,但卻是最發達的。在所有哺乳動物中,人腦佔身體的比例最大。人腦雖然只佔了身體重量的2%,卻消耗著20%的能量。在人類的進化史中,人類的腦容量一直在增加,現在已經接近1500毫升了。
  • 破解了結構之謎,就能再造大腦嗎
    50塊左右的腦區「拼圖」可以拼起「器官之王」——大腦。根據德國神經解剖學家布魯德曼繪製的腦區圖,大腦皮層被分為52塊(其中兩塊是猴子的)其中1、2、3區控制體感……37區負責人臉識別……      雖然這樣的功能劃分對大腦研究和疾病治療起到了重要的作用,但距離了解大腦並重構它還差得遠。
  • 人腦不能處理和檢索知識存儲記憶
    而到了十九世紀中葉,德國物理學家亥姆霍茲有感於當時最新的通信發展,將人腦比喻成了電報機。這些比喻性理論都反映當時相關的最新思想。可以想見,上世紀四十年代計算機科技出現之後,不出幾年就有了人腦像計算機一樣運作的說法:大腦是硬體,思想則是軟體。
  • 智慧之道:大腦是如何收錄知識、記憶人的學習行為的?
    時至今日,研究腦科學的專家對大腦的工作原理,還有不少未知的成分,堪稱大腦的待解之謎。但對人腦的基本工作原理,如接收信息、存儲信息、加工信息等,是有了相當程度的科學認知的。了解這些科學知識,對我們的學習有極大的好處。尤其是一些博聞強記的學習「強人」,更是大家欽佩的對象,而造成這種學習強人現象的,很可能是他們更會用腦,內在地遵循了大腦的工作原理。
  • 人腦究竟能夠存儲多少東西?人腦的信息存儲容量有多大?
    大家都一定很好奇,如果參考電腦的存儲能力,人腦究竟能存儲多少東西。其實這個問題真的不好回答,這是因為:第一、人類對自己的大腦的研究只能算是剛給起步,對於大腦的精確運轉機制還不能完全掌握,所以也無法拿出一個準確的數值出來,於電腦進行比較。第二、目前人的大腦的功能也遠比電腦多,遠不是電腦所能比擬的。
  • 瑞典神經科學家:真正的人工智慧無法開發,除非破解「大腦密碼」
    然而,大腦不像計算機那樣處理信息、檢索知識或存儲記憶。考夫曼告訴ZDNet,當公司宣稱使用人工智慧為他們「下一代」產品的驅動時,他們在不知不覺中指的是大數據、分析和自動化的交集。「今天,所謂的人工智慧通常只是程式設計師濃縮成原始碼的人類智能。」考夫曼說,他之前曾在DARPA的電子機器人工作過。「我們不應該需要3億隻貓的圖片才能分辨出哪些東西是貓、牛還是狗。
  • 人腦也有「內存條「?DIGIX TALK為你科普大腦中的「記憶宮殿」
    「我們大腦的記憶方式和電腦存儲一樣嗎?「」人最多一次能記住多少個動作?「」記憶力與年齡發展有關係嗎?
  • 探人腦存儲的奧秘
    電腦可以計算,人腦可以思考,電腦可以儲存數據,人腦可以存儲記憶。所以,自從電腦誕生後,人類就不斷的試圖將腦子裡的所有數據都輸入電腦。但如今,隨著數據量的逐漸增長,電腦的存儲空間已經遇到了瓶頸。那麼人類是否可以利用電腦的方式來解決這一問題呢?
  • 科學家破解意識之謎,人腦或在11個維度上運行
    瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)神經科學家亨利·馬克姆主持的藍腦計劃研究發現,雖然我們已習慣於從三維角度來看待世界,但我們的大腦卻充滿了多維的幾何結構 人的大腦估計有驚人的860億個神經元,這些神經元在每個可能的方向互相連接,形成廣泛的蜂窩網絡,以某種方式使我們有了思想和意識。 為了破解意識從何而來,研究人員利用瑞士的超級計算機,用代數拓撲的方法,構建了大腦皮層的詳細模型。
  • 人腦之謎:待勘探的新大陸︱大家
    對揭開人腦之謎持謹慎態度的絕不止弗裡曼一人。有的科學家甚至說得更為謹慎。哈佛大學神經生物學家傑夫 • 李奇曼(Jeff Lichtman)每次在他課程的第一節課上都會問學生一個問題:「如果腦總共包含的知識是一英裡,我們已經在這個路程上走了多遠?」有的學生回答說走了1/3,也有的說是1/2或1/4,但是這位教授給出的答案是「大約 3 英寸」!
  • 聯影再登Nature:「解碼」大腦!
    宇宙、黑洞、暗物質……當我們談及世界未解之謎時,是否聯想過雙耳間的「三磅宇宙」?大腦,作為自然界中最複雜的生物系統之一,有哪些奧秘亟待破解?近日,Nature出版展望專刊《大腦》,發表文章《腦智科技研究發展:上海及長三角之窗》。
  • 藍環星雲奇特之謎終獲破解
    美國科學家在最新一期《自然》雜誌撰文稱,他們近日在藍環星雲的螢光碎片內發現了新證據,破解了這一謎團:藍環實際上是兩顆恆星相撞產生的一個錐形發光氫分子雲團的底部。2004年,天文學家首次使用美國國家航空航天局(NASA)現已退役的「星系演化探測器」太空望遠鏡,在恆星TYC 2597-735-1周圍觀測到這個紫外線環(望遠鏡圖像中顯示為藍色)。
  • 人類大腦十大未解之謎:關於人類的大腦其實很可怕
    人類大腦十大未解之謎僅僅是人類對自身的迷惑。人類身體上很多的難解之謎是存在於我們大腦中的。大腦是一個讓人感到迷惑的器官,尤其是在有關生與死、意識、睡眠、幻覺、記憶等問題,一直困惑著人們,讓我們共同走進人類的大腦,一起探索人類大腦的未解之謎!
  • 相當於小鼠大腦 浙江成功研製神經元規模最大的類腦計算機
    朝著計算機念一句「春眠不覺曉」,它就能憑著「記憶」很快接著念出「處處聞啼鳥……」朝它噴殺蟲劑,它會顯示出「注意有毒氣體」的感知反饋……9月1日,記者從浙江大學了解到,這臺能像人一樣「回憶」、「聞」氣味的計算機,正是浙江大學聯合之江實驗室共同研製出的我國首臺基於自主智慧財產權類腦晶片的類腦計算機
  • 香港學者破解大腦之謎 助內地兒童掃除語言障礙
    香港學者破解大腦之謎 助內地兒童掃除語言障礙     譚力海團隊發現,有兩條基因和一個間隔區與語言障礙問題息息相關
  • 揭開人腦奧秘:如何具備高智慧?
    人類文明起源於智慧覺醒,人類智慧來自於聰明大腦。現代文明是現代人智慧的結晶,毫無疑問,人腦是人類最寶貴的財富。人類歷史上曾出現過許多高智慧的人,他們如何獲得智慧?比如,釋迦牟尼開悟成佛遍知一切成為宇宙最智慧的人;達文西多才多藝被認為是穿越時空的人;愛因斯坦擁有超凡大腦被後人當做最聰明的人。