西雅圖—向生物醫(yī)學(xué)研究捐贈您的大腦從未如此簡單。科學(xué)家們開發(fā)了一項(xiàng)成功的活體捐獻(xiàn)者計劃，該計劃中接受腦部手術(shù)的患者可以貢獻(xiàn)出自己的一部分大腦，否則將被扔掉。由艾倫腦科學(xué)研究所的神經(jīng)科學(xué)家埃德·萊恩(Ed Lein)領(lǐng)導(dǎo)的研究人員昨天在AAAS年會上發(fā)表了他們的研究方法，該年會發(fā)表了《科學(xué)》雜志。

以下是一些我們最大的問題的答案：

大腦如何從手術(shù)室到達(dá)實(shí)驗(yàn)室?

萊恩說，這很快發(fā)生。他使用的所有樣品均來自接受神經(jīng)外科手術(shù)治療癲癇或切除深部腫瘤的捐獻(xiàn)者。一旦外科醫(yī)生取出了方糖大小的組織樣本，研究人員就必須將它們迅速運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室，并將其保存在有營養(yǎng)的培養(yǎng)基中，以便它們保持生命。Lein和他的團(tuán)隊(duì)每年獲取約50個腦樣本。

為什么這些樣品如此珍貴?

萊恩說，大腦“在細(xì)胞上極為復(fù)雜，但同時又是有限且不確定的”。如果可以識別并詳細(xì)描述大腦中的每種細(xì)胞類型，神經(jīng)科學(xué)家就可以理解每個神經(jīng)元所起的作用。

他說，細(xì)胞培養(yǎng)和嚙齒動物研究提供了大量有關(guān)大腦在健康和疾病中發(fā)生的情況的信息，但是要了解人腦科學(xué)家需要對人體組織進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。死后樣本是研究大腦解剖結(jié)構(gòu)的好方法，但是活體組織使神經(jīng)科學(xué)家能夠了解神經(jīng)元的三個關(guān)鍵功能特征：它們的外觀，發(fā)射方式以及基因的功能。萊恩說，這種“三連冠”可幫助研究人員實(shí)時監(jiān)測成年人類神經(jīng)元的行為，這對于弄清認(rèn)知和行為基礎(chǔ)的大腦回路很重要。

他說，最終，科學(xué)家們還可以利用這些活的大腦組織來了解疾病并開發(fā)新的療法。

是什么使人的大腦與老鼠的大腦不同?

“一方面，情況確實(shí)非常相似，”萊恩說。每種細(xì)胞類型看起來都差不多。“但是另一方面，這些類型的細(xì)胞的細(xì)節(jié)在物種之間差異很大。”

Lein和他的團(tuán)隊(duì)在去年發(fā)現(xiàn)了其中的主要差異之一，是血清素受體基因。5-羥色胺與嚴(yán)重抑郁有關(guān)，是抗抑郁藥的目標(biāo)。它還與焦慮癥和許多其他疾病有關(guān)。萊因說：“事實(shí)證明，由5-羥色胺打開的受體在小鼠和人之間保守性最差。”這可能是一些在小鼠基礎(chǔ)研究中起作用的新藥在臨床試驗(yàn)中失敗的主要原因。

捐出一塊大腦有多容易?

“在美國，實(shí)際上并沒有統(tǒng)一的方式來捐獻(xiàn)大腦，更少的是捐獻(xiàn)大腦組織，”埃默里大學(xué)的神經(jīng)倫理學(xué)家Karen Rommelfanger說。她說，但是如果捐助者愿意這樣做，他們應(yīng)該能夠做到。“他們認(rèn)為這是一種疾病，可以幫助他人。”

Rommelfanger還提到，患者需要“真正自愿”，并在研究人員如何使用其組織方面有發(fā)言權(quán)。“這是防止人類淪為組織，器官和身體部位儲備的原因。”

甚至事后捐贈也非常具有挑戰(zhàn)性。如果人們是器官捐獻(xiàn)者，他們可以在死后捐獻(xiàn)器官，但這不適用于大腦。“這確實(shí)是一個繁重的過程，” Lein補(bǔ)充道。研究人員需要與家人聯(lián)系以征得他們的同意，并嘗試與醫(yī)學(xué)檢查人員合作以獲取尸體標(biāo)本。

此外，Rommelfanger指出，在某些東亞文化中，人體必須被完整的大腦所掩埋，因此研究人員還需要考慮文化傳統(tǒng)。“組織本身具有直觀的意義或文化意義。”

Rommelfanger說，那些想為Lein的研究捐款的人確實(shí)需要成為一項(xiàng)特殊計劃的一部分，并且已經(jīng)被指定要進(jìn)行手術(shù)。世界各地進(jìn)行這些腦部手術(shù)的其他研究機(jī)構(gòu)正在開始制定自己的活體組織捐贈計劃。