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科研感悟

蒲慕明院士:大脑由经验重新塑造

 

■记者 王静
6月14日,中科院上海神经所所长、中科院外籍院士蒲慕明在两院院士大会期间,作了题为《大脑的可塑性》的专题报告。他用生动形象的图片和动画影像介绍了大脑的结构和组织,以深入浅出的方式概述了人类对大脑的研究进展,赢得会场一阵阵掌声。
蒲慕明介绍,20世纪现代生物学的高速进展,使人类对大脑在分子及细胞层面的了解取得了较大进展,大脑皮层不同区域管理着不同功能。神经元的结构和功能、各种神经元之间的突触联系和功能,都已十分清楚。
科学家已发现,对于一个字,看或听或说的时候,大脑活跃区域范围不一样,在想一个字的时候,大脑活跃区域最多。
“孩子的母亲和保姆对孩子智慧贡献最大。”蒲慕明说。
因为人类的大脑神经网络并非在出生时就已形成,而是在婴儿期接受外部环境刺激后发育而成,经验对于孩子的神经网络形成十分关键,大脑的结构和功能可因使用而改变。有实验证实,猴子的第2、3、4个指头的区域,会因不断使用而扩大。
目前,科学家对大脑的功能,如感觉信息处理、学习记忆和认知机制、感觉与运动系统的调控等也开始有所理解。在所取得的研究进展中,最关键的是对大脑可塑性的理解,因为可塑性是所有大脑高等功能的基础。
大脑有数百种不同类型,总数为1012个神经元,通过1015个突触形成各种神经网络。
在报告中,蒲慕明回顾了过去50年来人们对大脑可塑性的探索。中国有两位科学家,张香桐和冯德培在神经可塑性研究方面作出了杰出贡献。
张香桐在上世纪50年代,首次发现了大脑中树突的电位。经过对针刺镇痛机制的研究,发现针刺镇痛是两种感觉传入在中枢神经系统相互作用的结果。树突具有电兴奋性,能传导冲动,树突上的突触可能对神经元的兴奋精细调节起重要作用。其重要的论断被后人的实验所证实,因此有国外生理学家认为,张香桐是“世界上第一个阐述了树突上突触连接重要性的人”。
冯德培发现了强直刺激后的强化现象(PTP),这类现象是突触可塑性表现的一个基本内容。
蒲慕明介绍,科学家发现,短时间的神经环路活动可引起突触传递效能的长时期变化,即所谓长时程增强或抑制现象,是神经网络研究的一项里程碑成果。突触传递效能的变化,也可导致突触链接发生结构上的变化。
蒲慕明告诉听众,大脑可塑性不仅仅是正常脑功能的特性,也反映了大脑在病态时的可变性。对大脑可塑性的理解,也为各种神经系统性疾病的治疗和康复带来了希望。
《中国科学报》 (2012-06-15 A2 院士大会特刊)


 
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