罕见的科学职业 ——人脑解剖

大科技 10-12

特殊的"人脑银行"

在美国马萨诸塞州的麦克林医院,有一处寒冷的地下室。屋门一打开,白色的冷气弥漫出来,里面整齐摆放着一列列货架,货架上又堆满了一摞摞透明的塑料桶。屋内的地板干净整洁,一尘不染,只是空气中充满了刺鼻的甲醛味道,让人很容易误会这是储存涂料或粘合剂等化学试剂的地方。然而,如果仔细看一看货架,你很可能会吓一跳——那些装在透明塑料桶里的东西,竟然是人的大脑!再凑近些,你还会发现那些大脑或者完整,或者已经是冰冻的切片,它们浸泡在福尔马林里,被完好地保存,连褶皱和弧度都可以看得清清楚楚。

这个摆着一罐罐人脑的带有科幻色彩的屋子,便是北美著名的人脑标本库——"哈佛人脑组织资源中心",也被科学家们戏称为"人脑银行"。"人脑银行"的历史可以追溯到1818年,当时,麦克林医院的"前身"在马萨诸塞州开设了精神病科室,这个科室除了治疗病人之外,还专门研究人的大脑。然而,医院的科学家发现,如果没有大脑组织的标本,医学研究就会非常受限制。既然如此,为什么不建立一个收集大脑标本的机构呢?于是,重新命名的麦克林医院,几十年来一直接收志愿者捐赠的人脑。到了1978年,"哈佛人脑组织资源中心"正式成立。从那时候起,"人脑银行"一共接收了近万枚人脑,平均每周都有四五枚。

如今,"人脑银行"里存放着大约2000枚标本,这些标本全都出自乔治·特亚达的团队的手笔,其中,由特亚达亲自处理的大脑标本就有数百个。

珍贵的人脑标本

乔治·特亚达是一位研究大脑病理学的科学家,目前是"人脑银行"的运营总监。16年前,特亚达开始在这里工作,十几年如一日地制作人脑标本。他评价自己的职业是:以解剖人脑为生。

罕见的科学职业 ——人脑解剖

这样的工作听上去有些吓人,但特亚达了解自己事业的价值,非常敬业。人脑是世界上最复杂精密的机器,最聪明的人脑的开发程度仍不足10%,但仅仅10%,就使得人类发展繁荣至今,创造不可思议的文明。特亚达希望通过大脑表面那些错综复杂的折叠和沟回,以及切开之后那精密的分支结构,去解密人类智慧的源头;同时作为病理学家,他也希望能够通过解剖人脑来研究困扰人类的神经疾病。所以,"人脑银行"接收的许多大脑是由患有神经疾病的人捐献的,比如老年痴呆患者、自闭症患者、克雅氏病患者、精神分裂症患者、帕金森综合症或者创伤后压力综合征的患者。

科学家做过统计,医学上对于人类神经疾病的大多数了解都来自于对人脑的研究,并且该领域的大多数成就都是在过去的二三十年间取得的,主要研究对象就是"人脑银行"中储存的大脑(当然,"人脑银行"在世界各地都有,本文介绍的只是最著名的"哈佛人脑组织资源中心")。从1957年,阿尔维德·卡尔森发现能够产生多巴胺的神经细胞的缺失会引起帕金森综合症,到1996年,詹姆斯·艾恩赛德发现克雅氏病使人脑切片中出现大量古怪异常的纤维以及淀粉沉积物(从而判断该病与疯牛病有关),人脑解剖在其中都起到了至关重要的作用。如今,特亚达在专门收集创伤后压力综合症患者的大脑,因为该病已经成为困扰美国社会的一个严重问题。他已经发现,创伤后压力综合症患者的大脑与正常人大脑的海马体的大小有区别,而且患者大脑的恐惧控制中心——杏仁体往往也比正常人的更大。

人脑的紧张"旅程"

除了患者的大脑,健康的捐献者的大脑当然也同样重要,因为科学家需要用它们进行对比研究。虽然在近几年里,人们对于器官捐赠的理解度和接受度提高了,但实际上人脑还是供不应求。特亚达的团队制作的标本除了自己研究,也要提供给其他大学和研究所。科学家明白,核磁共振、CT扫描这些成像技术对于研究大脑是远远不够的,随着脑科学研究领域的划分越来越精细,符合条件的标本就越来越稀缺。有时候,一枚特殊的大脑标本,会被许多科学家反复使用,用不了多久这枚标本就能环游世界。

那么,特亚达究竟会怎样解剖人脑呢?

罕见的科学职业 ——人脑解剖

首先,每当有登记在册的人脑捐赠者死亡,特亚达和同事就必须立即行动起来。人脑在人体死亡后会迅速变质,特亚达的团队必须在24小时内将人脑送至"哈佛人脑组织资源中心"。那么,24小时内,他们要获得家属同意、找到一位病理学家将脑取出并放在冰块上,然后把它从美国的任意地点运送到麦克林医院。取人脑的过程需要非常小心,特亚达的团队常常要跟着执刀的病理学家耳提面命,告诉他如何打开颅骨,如何保证不要伤到柔软的脑组织。与此同时,远在麦克林医院的团队也在为新藏品的到来做准备。特亚达做过统计,人脑从人体死亡到抵达麦克林医院,平均只需17个小时,考虑到事情充满诸多变数,这样的速度已经可以算是非常快了。

收到大脑后,特亚达的团队先将人脑称重,然后将人脑从中剖开,分成左右半球。其中的一个半球会被切开,以分离出科学研究所需的脑区,然后放到零下80摄氏度的冰箱内冷藏。另外一个半球则泡进福尔马林固定,被固定的组织可以用来研究蛋白及脑组织的形状,而冷藏的组织则更适合做DNA分析。如果有必要,特亚达的团队还能会做一些"诊断",通过血检来测试人脑是否含有其他可能影响神经功能的病毒,比如艾滋病毒、肝炎病毒等。

解剖完毕之后,这些脑组织就会被存放起来等候下一步处理。麦克林医院自己的实验室将研究其中的一些标本,另一些标本被寄往世界各地,它们将会启发科学家,为各种神经疾病和精神障碍发明新的疗法,造福人类。

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