过去一年,我们对人脑的认识,又向前迈进了一大步。这团灰色的褶皱物体大约重1.4公斤,却主宰了我们的行动、思想与记忆,影响了我们的爱情、希望与梦想,造就了我们的言行、情感,也能使我们茫然若失。年过85岁的老人,近一半人受到阿兹海默症(即老年痴呆症)之类退化性疾病的折磨。最新的研究指出,人类脑部与整体健康关系之密切,可谓出人意表。
科技日新月异,令我们对人脑的运作方式,越来越了解,例如对人脑如何出现故障,也知道得更多,因此,有了用来对抗脑部疾病的标靶疗法。科学家也发现,脑力非比寻常,使用得当的话,甚至可治疗身体的其他部位。以下是其中一些令人讶异的新成果。
第一份脑图谱
2006年9月,全世界第一份脑基因图谱——艾伦脑图谱(Allen Brain Atlas)终于完成,是脑科学的一大跃进。2002年,微软创办人之一、亿万富豪兼慈善家保罗?艾伦拨款一亿美元,在美国西雅图成立艾伦脑科学研究所,招募了一群世界顶尖科学家,希望找出创新的方法,更快速深入地了解人脑。
60名研究员使用特别设计的机器人和软件,检验了25万件老鼠的脑切片,由于鼠脑和人脑很相似,大部分研究结果将可应用于人类身上。研究员搜集了大量资料,记录了老鼠2.1万个基因分别在脑部哪个位置活动。不同脑细胞负责使不同的基因活跃起来,产生一组组不同的蛋白质,驱使细胞完成不同的任务,例如储存记忆、指挥行动等。
脑图谱显示,人体的基因约有80%由脑部控制“开关”。也就是说,假如药厂不小心出错,治疗其他器官的药物,其实可能对脑部产生不良副作用。脑图谱揭示的证据,亦可能有助于发现脑部失常(例如精神分裂症、自闭症等)的复杂原因。
三维虚拟老鼠脑图谱是研究所的心血结晶。加州技术学院生物学教授大卫?安德森是脑图谱计画的顾问之一,他说,脑图谱就像淘金者的金矿地图,可帮助神经科学家按图索骥,找出病源。
科学家得到艾伦脑图谱的指引,果真挖到“金矿”。美国转译遗传研究所(TGen)神经基因体学研究主任迪特立兹?史蒂芬借助脑图谱,发现影响短期记忆的基因Kibra是由海马回控制的。海马回是脑部一个海马形小结构体,专司储存记忆。TGen正计划推出药物,以减低记忆丧失,例如常见的短期失忆,征兆包括一时恍惚,以及找不到汽车钥匙等。
学会用脑力治病
脑生物学的惊人发现之一,是脑部也许能帮助免疫系统抵抗疾病。凯文?特雷熙是纽约州费恩斯坦医学研究所所长,也是神经外科医师和免疫学专家。他从20年细心试验,才发现这个现象。这项研究,缘起于一个11个月大、名叫詹妮斯的女婴。特雷熙说:“她改变了我的一生。”
1985年春天,特雷熙是纽约医院的外科实习医师,负责治疗枪伤、头部伤害和感染之类的伤痛。一天,詹妮斯在祖母公寓的厨房里乱爬,祖母正在煮意大利面,不小心被她绊倒,一壶滚烫的开水被倒在詹妮斯身上,使她身体75%的面积受到2~3级烫伤。
詹妮斯被送进医院后,由特雷熙负责治疗,但一周后,詹妮斯并发了严重败血症,免疫系统对细菌感染反应过度,盲目残杀自身组织体。特雷熙和医护人员竭尽心力,设法挽救其生命。两周半后,她有了起色,父母和祖母在烧烫伤中心内为她庆祝周岁,以为不久就可出院,想不到第二天她突然心跳停止,不治死亡。
当时,还没人知道严重败血症的成因,特雷熙从此立志研究,经过20年,终于有了成果。他从2000年开始的一连串研究,发现刺激迷走神经(从脑干连到腹部的主要神经,功能是调节心跳、呼吸和肠蠕动)可抑止严重败血症。
迷走神经受到刺激,就以神经化学物质通知免疫细胞,不要释放会导致发炎和伤害的“应战”分子。他2006年的另一项研究,更发现脑部有一条回路可刺激迷走神经,遏阻发炎。
这证明头部和免疫系统间有一种固定联系,特雷熙称之为“发炎反射作用”。正常情况下,发炎一扩散,头部就会通知免疫系统加以抑止;但像詹妮斯这类得了严重败血症的病人,反射机能就会失灵。
一些驱动反射作用的药物,未来将可减低慢性的低度发炎。低度发炎会导致克隆氏症、类风湿性关节炎和心脏病。特雷熙说,静坐冥想也有帮助。病人既然能调整迷走神经的活动,学习让心跳慢下来,表示他们或许能通过控制脑力来缓和发炎,抵抗疾病。
头脑健身房
科学家和医师早已为掌控人脑的无穷力量、帮助病人自行治疗而尽心尽力。美国斯坦福大学科学家和Omneuron生物技术公司,让病人通过看到自己脑部的活动,并训练他们以想象力来控制这些活动,以减低慢性疼痛。疼痛专家西恩?马楷说,有些病人能把痛感减低40%以上。
马楷预测,若干年后,我们可能像上健身房一样,到“实时脑部影像中心”锻炼脑袋某些部位,改进机能、记忆,甚至智力。这将是什么情景?大家不必大伤脑筋,也可以想象得到。
——美国《读者文摘》