大脑研究迈上新台阶：系统水平分析

编者按：科学界目前已将大脑研究的注意力转向“系统水平”，并在近年取得了极大的成功。

　　2005年11月4日，《科学》杂志及与其合作的几个网站刊登了一组“通过细胞生物学与精神病学的综合研究视野，获得关于大脑发展的系统水平分析”的专题文章。其中，《科学》上的特别专题几篇文章（新闻、评论和观点）讨论了大脑皮层的可塑性、语言习得和大脑的性别差异等主题；“信号转导知识环境”网站上发表的研究侧重于信号和分子变化在突触可塑性上所起的作用；“衰老知识环境科学”网站主要论述了在认知衰老中工作记忆和选择注意方面的一种观点；而“科学后浪”网站提供了一篇特写，概括了北美和欧洲早期的第一流神经科学家迄今为止的成就。【1】

　　我们的大脑在生命早期显示出最高程度的可塑性。随着年岁增长、大脑发育，并非所有的可塑性都消失不见，某种水平的灵活性和适应性将伴随我们一生。要想全面理解其背后的运转及其功能，仅仅注重分子和细胞成分和它们的交互活动是不够的，仅仅研究认知功能也是不充分的。从分子水平的细胞发育到精神水平的思维形成之间的飞跃似乎显得无穷复杂，但每一个孩子在成长过程中都能完成这个飞跃。在细胞生物学和精神医学之间存在着一个中间地带，而家庭和教育经验与发展生物学的交叉作用正是在这个中间地带展开，从而形成了认知能力和人格特征。科学界目前已将注意力转向“系统水平”（systems  level）上的研究，并在近些年取得了极大的成功，为我们提供了许多新颖、有时甚至令人惊异的洞见。

　　在《科学》杂志上，印度裔记者Yudhijit  Bhattacharjee报道了其中一项重要发现，题为《友好的脸庞，不寻常的头脑》。May  Tassabehji及其同事以一群患有“威廉斯综合症”（WS，即Williams-Beuren  syndrome）但仍表现出正常智力的人作为研究对象。通过实验分析，研究人员将WS的基因缺失、特定大脑区域的结构和功能反常、以及神经紊乱的认知缺陷特点相关联。这种“基因-大脑-行为”的联系已经在老鼠模型中得到证实。我们对控制颅面发育的基因知之甚少，尽管颅面异常在人类先天性缺陷中占相当比例。Tassabehji等人的研究揭示出由于WS基因的删除所阻断的神经发展路径，发现与WS有关的染色体区域中的GTF2IRD1基因在颅面缺陷上的影响至关重要。【2】

　　Simon  Baron-Cohen及其同事提交的论文涉关“自闭症与大脑的性别差异”。研究表明，在人群水平上，女性的移情能力更强，而男性的系统化能力更强。“极端男性大脑”（extreme  male  brain）理论认为，自闭症患者表现出一种极端的“男性模式”——移情能力很弱，而系统化能力极强。【3】

　　Mriganka  Sur和John  Rubenstein的研究主要针对“大脑皮层的可塑性”。研究指出，最新的证据已经开始改变我们对以下问题的理解：皮层区域如何形成、如何与其它大脑区域建立联系、如何发展出独特的操作网络、以及如何适应输入信息的变化。【4】

　　《语言习得与大脑发展》的作者是Kuniyoshi  Sakai。Sakai的评论文章分析了关于语言习得的终态（final  state）如何在成熟大脑获得反映的最新理论，总结了在习得第二语言（注重文法功能）的大脑皮层可塑性方面的最新发现。【5】

　　在《科学》的“信号转导知识环境”（STKE，即Signal  Transduction  Knowledge  Environment）网站上刊登的文章，将重点转向细胞和分子水平的研究。Blitzer就长期增益作用（long-term  potentiation）提出了一种指导性方法，Ron和Jurd对成瘾问题进行评论，Alger则论述了关于内源性大麻（endocannabinoids）的观点。上述文章都立足于生理学或病理学意义上的神经可塑性的分子机制。《科学》的另一个“知识环境”——“衰老知识环境科学”（Science  of  Aging  Knowledge  Environment，简称SAGE  KE）中，Jan  de  Fockert分析讨论最近提出的认知衰老与区分相关和无关信息的能力减弱有关的研究成果。

　　【1】  Peter  Stern  and  Pamela  J.  Hines,  Science  310,  801  (4  November  2005).

　　【2】  Yudhijit  Bhattacharjee,  Science  310,  802  (4  November  2005).

　　【3】  Simon  Baron-Cohen  et  al.,  Science  310,  819  (4  November  2005).

　　【4】  Mriganka  Sur  and  John  L.  R.  Rubenstein,  Science  310,  805  (4  November  2005).

　　【5】  Kuniyoshi  L.  Sakai,  Science  310,  815  (4  November  2005).   (责任编辑：泉水)

搜索

热门标签:

大脑研究迈上新台阶：系统水平分析