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1700240334 而要管理无数的神经元,就得有一个明确的拓扑架构。
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1700240336 神经系统划分出了上、下两个层级:上层的中枢神经系统是指挥部,其中负责下达指令的是大脑;下层的脊髓负责协调中枢和周围神经系统(peripheral nervous system)。就这样,神经信号从大脑发出,由脊髓往下传达。各部门的周围神经系统接到指令,就会安排具体器官完成工作。
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1700240341 模型图:人体的中枢神经系统(大脑、脊髓)和周围神经系统
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1700240343 一旦眼睛看到景象,鼻子闻到气味,手指碰到凉水等,各种感觉就会转换成电信号,上报到周围神经系统,最后向上传达呈报给大脑,作为下达指令的依据。决策、执行各司其职,身体各个位置便可正常运转。
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1700240345 但是,对石先生的下半身而言,要实现这一切已经非常困难了。
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1700240347 第32天
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1700240349 神经并非完全不能再生。
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1700240351 之前,石先生有次做饭切菜时,不小心割伤了手指里的神经。伤口刚愈合的那几天,摸东西总会有点儿麻痹。然而,过段时间,一切也就恢复如常了。
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1700240353 手指被斩断的病人也是如此。将冻在冰桶里的断指接上,再缝上血管和神经,一段时间后,手指功能就基本恢复了。
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1700240355 事实上,神经细胞受伤之后就会退化,甚至死亡。此时,施旺细胞[1] 和巨噬细胞[2] 如救灾部队一般飞赴现场,清理受损的神经组织。随后,轴突等神经细胞纤维开始伸长,依照“监工”施旺细胞给出的框架,形成髓鞘覆盖,逐渐延伸到受损的位置上。
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1700240357 然而,中枢神经不是可以再生的神经。
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1700240359 中枢神经自愈几乎是不可能完成的任务。毕竟,这里的细胞高度分化。演化级别越高,重生过程越长,有生之年,替代品都无法产生。所以,中枢神经一旦受损,几乎无法弥补。
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1700240361 人们一度认为哺乳动物的中枢神经在成年后完全丧失新生能力,成年之后中枢神经元只会减少,不会增加。新的研究则为人类带来了一丝希望——在成年哺乳动物大脑的嗅球和海马体中,科学家发现了一些新生的神经元。遗憾的是,每天的新生细胞数量非常有限,与人体细胞的总体数目相比,简直是杯水车薪。
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1700240363 更何况,当中枢神经细胞受到损害之后,星形胶质细胞[3] 就会形成胶质瘢痕[4] ,把受损的神经隔绝开来。有了这层屏障,髓鞘和轴突被挡在了外面,防止了形成错误的神经连接,但也断绝了重建正常连接的可能性,就像人的手脚,丢失之后不能重生,只剩下丑陋的疤痕。
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1700240368 模型图:神经元细胞
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1700240370 要重新站起来,就得让受损的中枢神经通路恢复。这需要满足的条件着实太多:神经元不能死,这是关键的基站;轴突要能生长,这是重要的信号连接线;轴突要突破神经胶质瘢痕设下的障碍,不然就会长错位置,形成错误的髓鞘、突触,不仅功能恢复不了,还可能引发各类功能障碍。截肢患者术后会感觉到被切断的肢体还在,并在该处传来剧烈的疼痛,这就是截肢后常见的幻肢痛,可能就是由于错误的神经连接导致的。
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1700240372 在了解了中枢神经系统低下的修复能力后,石先生再次站起来的自信心受到了深深的打击。
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1700240374 第158天
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1700240376 抱病卧床,百无聊赖之中,石先生读了很多业界的新资料。原来,在中枢神经系统的修复方面,已经有了不少新的科研进展。
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1700240378 石先生看到了康复的微小希望。
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1700240380 诱导神经元的母体——多能干细胞[5] 分化再生神经元的实验已经成功了。截瘫大鼠失去的皮质脊髓束组织失而复得,使四肢的运动功能随即恢复,又开始愉快地爬起了格子。
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1700240382 不仅如此,科学家找到了对付胶质瘢痕的办法。胶质瘢痕的形成可能和I型胶原蛋白的增多有关。当将蛋白的抗体注射进受伤小鼠的脊髓中,胶质瘢痕的形成受到了抑制,小鼠的中枢神经再生了。
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