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但我們始終夢(mèng)想，有一天能把它們移植入人體中。我真的希望很快就能讓你們看到，人類大腦為我們提供了對(duì)其進(jìn)行自我修復(fù)的工具。

Our dream is still to implant them in humans. And I really hope that I'll be able to show you soon that the human brain is giving us the tools to repair itself.

我是一名神經(jīng)外科醫(yī)生。跟我的大多數(shù)同事一樣，我每天都要面對(duì)各種悲?。阂淮螄?yán)重的中風(fēng)或者一次車禍，足以瞬間改變一個(gè)人的命運(yùn)。

并且，最令人難過的是，與身體其他器官不同，大腦幾乎不能進(jìn)行自我修復(fù)。這意味著，當(dāng)你的中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到一次嚴(yán)重?fù)p傷后，患者將會(huì)終身面對(duì)嚴(yán)重的殘疾。這可能也是我想要成為一名功能性神經(jīng)外科醫(yī)生（functional neurosurgeon）的原因。

功能性神經(jīng)外科醫(yī)生是做什么的？他們主要通過各種不同的手術(shù)方法來改善機(jī)體的神經(jīng)功能。你們一定聽說過一個(gè)叫做深度腦刺激（deep brain stimulation，DBS)的療法：將電極植入到患者腦內(nèi)，運(yùn)用脈沖發(fā)生器刺激其大腦深部的某些神經(jīng)核，糾正異常的大腦電環(huán)路，從而減輕這些神經(jīng)方面的癥狀。

▲DBS示意圖（圖片來源：維基百科）

令人驚奇的是，該項(xiàng)技術(shù)有望能治療帕金森病、特發(fā)性震顫和其他肌張力障礙疾病。另外，國(guó)外也在積極嘗試用DBS治療強(qiáng)迫癥、癲癇及肥胖等疾病。但是，上述技術(shù)只能調(diào)節(jié)大腦神經(jīng)元回路，并不能對(duì)損傷神經(jīng)元進(jìn)行修復(fù)。而作為功能性神經(jīng)外科醫(yī)生，我希望有朝一日能夠修復(fù)大腦內(nèi)受損的神經(jīng)元。我們正在一步步接近這個(gè)目標(biāo)。

事情還要從15年前說起，那時(shí)候我還是一名住院醫(yī)師，夜以繼日地在急診室忙碌。我經(jīng)常要護(hù)理有大腦損傷的病患。你們可以想象一下，帶有嚴(yán)重腦外傷的患者被推進(jìn)來，他的大腦不斷腫脹，顱內(nèi)壓越來越高。要挽救他的生命，就必須要降低顱內(nèi)壓。要做到這一點(diǎn)，有時(shí)候就需要移除一部分腫脹的腦組織。不過我們并沒有把這一部分腫脹的大腦直接丟棄，而是在與生物學(xué)家，我的同事Jean-Fran?ois Brunet博士商量之后，決定收集這部分組織，并對(duì)其進(jìn)行研究。

具體要怎么研究呢？我們想對(duì)上述材料進(jìn)行組織培養(yǎng)。這可不是件容易的事兒，對(duì)上述組織進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，就如同讓小寶寶在脫離家庭溫暖情況下自己生長(zhǎng)。細(xì)胞培養(yǎng)意味著，我們需要找到合適的營(yíng)養(yǎng)成分，合適的溫度和濕度，保證它們能夠在適宜的環(huán)境下存活。在我們嘗試過很多次之后，最終找到培養(yǎng)這些細(xì)胞的環(huán)境參數(shù)。Jean-Fran?ois博士成功了，這就是他在顯微鏡下看到的一幕。

▲該項(xiàng)研究的步驟（圖片來源：TED)

這是個(gè)天大的驚喜！為什么呢？因?yàn)檫@群細(xì)胞的形態(tài)，跟干細(xì)胞群落幾乎一模一樣。如圖所示，尚未成熟的細(xì)胞被一大群綠色、較大的細(xì)胞包圍著。你們可能還記得，干細(xì)胞是未發(fā)育成熟的細(xì)胞，可以演變成人體的任何一種細(xì)胞。成人的大腦也有干細(xì)胞，但是數(shù)量很少，而且分布于大腦深處隱蔽的角落里。所以能夠在實(shí)驗(yàn)室里，從腫脹的大腦表面獲得這種干細(xì)胞群落，真是太讓人意外了。

而我們還觀察到了另外一個(gè)有趣的現(xiàn)象：正常的干細(xì)胞非?；钴S——它們可以不斷地進(jìn)行快速分裂；它們也不會(huì)凋亡，能夠一直存活。但是這些細(xì)胞卻有著不同的行為：它們分裂得很慢，而且僅僅過了幾個(gè)星期，就會(huì)慢慢死掉。這群新的細(xì)胞群落看起來像干細(xì)胞，但其行為卻又跟干細(xì)胞有著天壤之別。

我們花了好長(zhǎng)時(shí)間才搞清楚它們是從哪兒來的。這些藍(lán)色和紅色的細(xì)胞稱為DCX（doublecortin-positive）陽性細(xì)胞。它們存在于我們每個(gè)人的大腦中，組成了我們4%的大腦皮層。在大腦發(fā)育過程中，這些細(xì)胞起著至關(guān)重要的作用。在嬰兒時(shí)期，它們能幫助大腦產(chǎn)生褶皺。

但它們?yōu)槭裁磿?huì)一直留在大腦中呢？這一點(diǎn)我們還不清楚。我們認(rèn)為它們可能參與了大腦修復(fù)，是因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)在大腦損傷的部位附近，這些細(xì)胞比較多。這點(diǎn)還不是非常確定。但有一點(diǎn)已經(jīng)很清楚了，也就是對(duì)于這些細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，我們得到了干細(xì)胞群落——一群有可能修復(fù)大腦的細(xì)胞。

隨后，我們?cè)O(shè)計(jì)一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。我們從大腦中一塊功能尚不明確的區(qū)域進(jìn)行活組織提取，然后用此前所得到的細(xì)胞培養(yǎng)理想環(huán)境，來培養(yǎng)細(xì)胞，然后給它們做標(biāo)記，染色，這樣就可以在大腦中追蹤它們的活動(dòng)。最后一步就是把它們重新移植入相同的個(gè)體中，這叫做自體同源嫁接（autograft）。

我們的第一個(gè)問題就是，“如果我們把這些細(xì)胞重新植入一個(gè)正常的大腦，或者一個(gè)受過損傷的大腦，會(huì)有什么區(qū)別呢？”很幸運(yùn)，在Eric Rouiller教授的幫助下，我們得以在猴子身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

在第一種情況中，我們把這些細(xì)胞移植入了正常大腦中，發(fā)現(xiàn)它們?cè)趦H僅幾周后就完全消失了，就好像從大腦中清除了一樣，它們被驅(qū)趕出了這一區(qū)域，這里沒有多余的空間了，它們發(fā)揮不了任何作用，于是就消失了。

在第二種情況中，我們用了受損的大腦，把一模一樣的細(xì)胞移植了進(jìn)去，而這一次，細(xì)胞留了下來——它們發(fā)育成了成熟的神經(jīng)細(xì)胞。這就是我們?cè)陲@微鏡下看到的圖像。這些小點(diǎn)，表明就是我們剛進(jìn)行移植過的細(xì)胞。

但這肯定還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。我們還想知道這些細(xì)胞是否會(huì)幫助猴子進(jìn)行腦損傷修復(fù)？為了證明這一點(diǎn)，我們訓(xùn)練猴子完成一些有關(guān)肢體敏捷性的任務(wù)。它們需要從盤子里取出食物，它們一向很擅長(zhǎng)這種事兒。當(dāng)它們的表現(xiàn)穩(wěn)定后，我們?cè)诖竽X的運(yùn)動(dòng)皮層，負(fù)責(zé)其手部動(dòng)作的區(qū)域人為制造了一些損傷。于是猴子們失去了手部行動(dòng)能力，手再也不停使喚了。跟人類一樣，它們自動(dòng)恢復(fù)到了某種水平，跟中風(fēng)后的情形相同。眾所周知，中風(fēng)患者完全不具備行動(dòng)能力，他們會(huì)試圖利用大腦的彈性機(jī)制，恢復(fù)到某種程度，猴子也是一樣。

于是當(dāng)我們很確定猴子的自我恢復(fù)能力已經(jīng)到達(dá)極限時(shí)，我們移植了它自身的細(xì)胞。在這張圖上，你們可以看到猴子自行恢復(fù)的狀況。與大腦受到損傷之前的狀況相比，它大概恢復(fù)了40-50%的行動(dòng)能力。雖然它的動(dòng)作不是很精準(zhǔn)，也比較慢，但在我們重新移植了細(xì)胞之后：同樣的個(gè)體，其狀況得到大大改善。

說實(shí)話，這樣的結(jié)果就連我們也感到很意外。從那時(shí)起，我們對(duì)這些細(xì)胞就更加了解了。我們開始對(duì)它們進(jìn)行保存，并希望能將其應(yīng)用到其他神經(jīng)病理學(xué)模型中，比如帕金森病。但我們始終夢(mèng)想，有一天能把它們移植入人體中。我真的希望很快就能讓你們看到，人類大腦為我們提供了對(duì)其進(jìn)行自我修復(fù)的工具。

▲本期講者Jocelyne Bloch博士來自瑞士，專攻神經(jīng)外科學(xué)領(lǐng)域大腦修復(fù)和神經(jīng)再生方面的研究。她致力于開發(fā)干細(xì)胞移植，以治療中風(fēng)等神經(jīng)損傷性疾病。