?文章轉自：環(huán)球科學

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科學家已經可以用誘導多能干細胞培育出迷你大腦?

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傳說，阿爾伯特?· 愛因斯坦的大腦與眾不同。

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1955 年，在他過世之后，病理學家托馬斯 · 斯托爾茲 · 哈維（Thomas Stoltz Harvey）取出這位偉大物理學家的大腦，切片后保存了起來——哈維自己就近乎癡狂地私藏了幾片。其余的那些在博物館里落了腳，成為了“天才”一詞令人生畏的象征。然而，迄今為止無人能通過這些天才的碎片重現(xiàn)一個天才的大腦。

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今年7月，作家菲利普 · 波（Philip Ball）在《大西洋月刊》上發(fā)表了一篇名為《為什么哲學家如此癡迷缸中之腦》的文章，他聲稱“在倫敦大學學院研究人員的幫助下，我擁有了自己的‘迷你大腦’?！蔽闹袑懙?，研究人員們提取了他的皮膚細胞，將其轉化為干細胞，讓其發(fā)育為大腦組織。這種方法被稱為細胞核重編程和誘導多能干細胞，可將成熟的體細胞重新誘導回早期干細胞的狀態(tài)。這項技術及其主要貢獻者劍橋大學發(fā)育生物學家約翰 · B · 戈登（John B. Gurdon）和京都大學物質-細胞統(tǒng)合系統(tǒng)據(jù)點 iPS 細胞研究中心主任長山中伸彌，獲得了?2012 年的諾貝爾生理學和醫(yī)學獎。就像尚在胎兒時期的神經元一樣，轉化后的皮膚細胞重組，形成類似于大腦結構的組織，其中包括一些大腦才具備的特征，包括令人再熟悉不過的皺褶和腸曲。

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到底什么是“迷你大腦“呢？早在菲利普之前，美國約翰霍普金斯大學的研究者托馬斯?· 哈通（Thomas Hartung）及其團隊也曾用干細胞培育出了“迷你大腦”。歷經兩個月的時間，干細胞演變成了支持細胞和各種各樣的神經元。它們很快就聯(lián)結在了一起，開始相互“溝通”。下面是一張由哈通團隊提供的顯微照片，他們使用了激光和熒光染料讓這三個“迷你大腦”顯色。圖中藍色或紫色的部分代表細胞核；右邊的粉紅色區(qū)域代表右手邊迷你腦中糾纏著在一起的軸突；從中間的迷你腦中我們可以看到更多的紅色軸突，和它們產生的綠色神經遞質多巴胺；左邊的迷你腦則顯現(xiàn)出同為綠色的神經細胞體及其樹突投影，除此之外還有紅色的星形膠質支持細胞。

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圖片來源：Scientific American 由托馬斯.哈通團隊提供

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那菲利普的迷你大腦又是怎樣的呢？他的迷你腦體型十分有限，因為缺乏血液和氧氣供應，只能長成大約一顆豌豆的大小。但其中的細胞們已經能夠相互傳遞信號了。然而，即便這些信號是構成思維的重要成分，他并不認為這些可以稱得上真正的思考。除此之外，倫敦大學學院的研究人員將通過培育迷你腦來進行神經退行性疾病，比如阿爾茲海默癥。從有遺傳性癡呆風險的人們那里提取細胞并“造腦”，研究人員們可以探究基因中導致患病的罪魁禍首，尋找解決辦法。菲利普的迷你腦將作為這項研究中的匿名對照樣本。

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來自菲利普?· 波的皮膚細胞，正在逐漸被轉化為誘導多能干細胞。

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圖片來源：克里斯?· 洛夫喬伊（Chris Lovejoy）和查理 · 阿爾貝（Charlie Arber），倫敦大學學院神經學系

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那么，我們是否也可以遵循此道，復制出愛因斯坦的大腦呢？菲利普認為，復制大腦的欲望背后有著這樣一個概念：大腦被視作某種計算機，滿載數(shù)據(jù)，等待被導出到貼有“你”這個標簽的硬盤里。不難想象，人們想出了種種理由試圖證明愛因斯坦大腦的非同尋常。但研究表明上每個人的大腦或許都有那么一點不同。倫敦大學學院的神經科學家們就發(fā)現(xiàn)，和不常開車的人們相比，出租車司機們的海馬體要大得多——因為他們經歷了高強度的訓練，而海馬體和記憶、導航等行為息息相關。因此，雖然我們的一些行為可以和腦部不同區(qū)域的特征相聯(lián)系，但大腦的結構本身取決于經驗。我們之所以是我們，原因并不在于我們的腦長成什么樣。

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現(xiàn)如今有許多人都在嘗試制造屬于自己的“缸中之腦”——不是為了醫(yī)學研究或者探尋人類智力極限的目的，而是覺得未來某一天自己或許會需要用到這第二個腦子。我們可想而知這些會是怎樣的用途。于是乎，大腦冷凍變成了炙手可熱的一項生意：成百上千的人愿意支付高額費用以將自己死后的身體冷凍起來，這個數(shù)字可高達?20 萬美元。當然也有經濟套餐可以選擇，只凍腦子就行了。他們希望的是，科學總有一天能夠將冷凍的大腦復活，換句話說，也能將人復活。這樣一來或許人們就可以長生不老了！你甚至不再需要你原來的身體：如果你是因為什么致病事故而死，你大概本來就不想要它了。

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但是時至今日，似乎并沒有任何實際證據(jù)證明冷凍過的大腦還能被復活。目前的低溫技術不可避免地會對組織造成損失，解凍亦是如此。然而“凍腦永生“主義者們卻認為，這項技術仍然給了人們戰(zhàn)勝死亡的一絲希望。對此，計算機科學家拉爾夫?· 梅克萊（Ralph Merkle）認為：“如果我們能在數(shù)十年里修復這種缺陷，那么就可以實現(xiàn)永生。你所需要做的所有事情就是將自己的系統(tǒng)狀態(tài)冷凍起來。如果出了問題，那就坐等解決問題的技術被開發(fā)出來……你可以一直待機，直到能被上傳的一天?！?/span>

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不僅僅只有愛因斯坦會引發(fā)“缸中之腦”的討論，著名英國物理學家斯蒂芬·霍金也是人們常常討論的對象。2013 年，在霍金 71 歲生日當天，人類學家埃萊娜 · 米亞萊（Hélène Mialet）就用了“缸中之腦”來形容他?；艚鹨蝾净紳u凍癥為人所知，他被困在輪椅上，無法通過自己的意志移動全身除了臉頰外的絕大部分肌肉。他的臉頰和一臺電腦系統(tǒng)相連，用以支撐他和外界交流。米亞萊認為，他的大腦本質上是和機械連接在一起的：與其說是人類，倒不如說更像機器。

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這一描述僅僅是為了強調我們對機器接口日益增加的依賴，因而招致了強烈的批評和譴責。但或許米亞萊只是在用一種耿直的方式表達了許多人長期以來對霍金的看法：他有一個囿于破損身體里的精英大腦。他在面對我們大多數(shù)人無法想象的情況時具有非凡的忍耐力，和我們想要把世界上所有的人類觀念都塞進一個單一器官的欲望，一同譜寫了人類在這個世界上的存在。

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最后菲利普在文中寫道，他那小小的“缸中之腦“或許會顛覆我們的認知。試想一下，如果我們能為迷你腦提供了足夠的血液，讓它發(fā)育到正常的大腦尺寸。它會經歷什么呢？這真是一個刻意讓人毛骨悚然的想法。但一個發(fā)育完整的“缸中之肝”或許就顯得“親切”多了。菲利普認為如果真的到了那一步，他或許不得不懷疑自己的“迷你腦”中存在著其他的什么東西。在其深處，甚或并不是他自己。

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編譯?劉思婕

審校?譚坤

原文鏈接?：https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/07/brain-in-a-jar/534837/

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