包愛民:致敬“無語良師”,建設人腦組織庫,存下未來的希望_風聞
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大腦是如何運轉的?意識是如何產生的?嚴重危害人類健康的抑鬱症、精神分裂症、阿爾茨海默病、帕金森等疾病的發病機制,難以全部破解和治療的原因是什麼?
包愛民
浙江大學腦科學與腦醫學學院教授
國家健康和疾病人腦組織資源庫常務副主任
中國神經科學學會應激神經生物學分會委員
浙江省神經科學學會理事
大家好我是包愛民,我來自浙江大學腦科學與腦醫學學院m我同時也是國家健康和疾病人腦組織資源庫的一位建設者。
我們人腦是如何運作的?我們的意識是如何產生的?我們是不是隻用了10%的大腦?還有人和人之間為什麼如此不同?
這些顯然都需要通過針對人腦的研究才能夠揭秘。還有我們更關注的就是大腦的疾病,大家知道目前像抑鬱症,精神分裂症,阿爾茨海默病,帕金森病,漸凍症等等,還缺乏有效的治療方法或者説是藥物,而究其原因是我們現在對這些疾病,病因還沒有完全闡明。

而研究這些疾病,顯然需要研究人腦本身,這是為什麼?大家看左邊這幅圖,這只是一個大腦裏面的示意圖,我們大腦中大約有800億或者是1,000億數量不等的神經元,更不要説神經元之間還有其他的一些細胞,我們稱之為膠質細胞,這個數量可以是等倍的,甚至數倍於神經元,所以這是一個浩瀚的數量,而大家看神經元和神經元之間,有這種長長的纖維,我們也稱之為神經突起相連,所以它形成了一個非常複雜的網絡結構,這樣的纖維長度,在成人大腦裏大約有10萬公里。

由於每一個大腦都不一樣,但是我們大家得了同樣的疾病的話,當然有我們的共性,但是也要找出其中的個性。今天科學家們更多的是在用實驗動物,比如説大鼠、小鼠,甚至用到猴子,在研究人腦,我們必須感謝這些動物,向我們研究人腦疾病提供了很有益的啓示。但是它們是完全不同的,用右下方這個漫畫向大家顯示,小鼠不管是在顯示它失望、高興、狂喜、害怕等等,它是沒有表情的,而我們人類是有着豐富的表情,豐富的感受。上面的圖也顯示了人腦和鼠腦的巨大差異。

還有比如説我們的帕金森病,小鼠或者大鼠我們還沒有天然的看到它們得這個病,這一些動物都是我們科學家在盡力去讓它們模仿1~2個症狀,或者若干個人腦疾病的症狀。但是它無法模擬這個疾病,從遺傳開始到人類發育,包括我們在媽媽子宮裏,以及出生後童年期,種種經歷影響我們大腦發育,導致我們成為現在的我,包括我們是對疾病容易易感,還是對疾病有抵抗性有韌性。
大家還會説影像學越來越先進了,看得越來越清楚了。是的,大家看左邊這個,現在的功能性的核磁共振,可以看清楚剛才我提到的這些環路,不同的環路,負責不同的功能,它們是哪些地方活性高了,或者活性低了,但是這樣的影像無法看清楚分子的改變。

另外雖然軀體很重要,給我們供氧供能,但是我們也注意到,比如説缺胳膊少腿,我可以是一個強者,只要我大腦還很堅強。
例如雙腦的連體雙胞胎,她的基因都完全一樣,她們共用一副軀體,她們從小看到的、聽到的、學到的也都一樣,但她們説,我們是完全不同的兩個人,因為大腦就是我們,叫我即我腦。既然即我腦,那麼當我們現在這樣活着的時候,你很難請腦外科醫生或者科學家,把你大腦拿出來研究,一般如果能夠拿出來,都是一些病變的組織,比如癲癇的組織,比如腫瘤組織,你很難知道,我們全腦發生什麼變化。

在過去的歷史中,我們針對人腦的研究,已經讓我們洞悉我們自己的很多特徵。比如説在功能方面,這是1861年法國醫生Broca,他發現了一位病人中風了以後,不會説話了,他心裏很清楚,但是他不會説話了,所以這個叫失語症。他就在這位患者去世後,研究了他的大腦。大家看一下左側的標紅的區域,這是額葉,額葉的後方外側裂上方有一個病損。當然不能根據一個病人的大腦,有這麼一個病損,就説這個就是失語症的原因,他陸續又研究了7~8例,這樣的失語症患者,都發現是這個地方,所以他發表了論文叫做《我們用左腦説話》。現在我們已經知道這是語言區,我們為了紀念他,我們稱之為Broca區。

大家知道在愛因斯坦去世以後,美國的病理學家哈維博士,就自己把愛因斯坦的大腦留了下來。他做了很多愛因斯坦大腦的診斷切片,發送給世界上最優秀的神經科學家去研究。已經發現愛因斯坦大腦裏,有着比常人更多的處理數字,處理空間的腦區,以及多於常人的膠質細胞。不能因一個大腦,就斷定這些就是天才的標誌,如果我們好奇,我們需要更多的大腦。因此大家也明白了,我們不能像過去這位哈維教授這樣,悄悄摸摸的把大腦留下來,大家知道這個不符合倫理學。

那麼我們就要建設腦庫,大家注意我們中國的翻譯叫腦庫,好像是一個庫存的地方,但事實上它的英文就是國際通用的是Brain Bank,這是因為它的運作模式非常像一個銀行。在這個概念裏,就是我們的大腦,去世後的大腦存進腦銀行,然後科學家就有點像向銀行貸款的方式,來向腦庫申請人腦研究樣本。
比如我要研究老年痴呆阿爾茨海默病,我需要多少例的,阿爾海默病患者的腦樣本,我還需要多少例的健康對照。注意所有這樣的研究都是疾病對照研究,因為要不然你不清楚這個是疾病造成的,還是它的個體特徵。所以你一定要用同年齡,同性別,最好是同文化環境,同樣的死亡時間,死亡季節越像越好,除了疾病之外,其他的因素匹配的越嚴越好。所以正常的沒有腦部疾病的大腦,腦庫也要收,而且一個成功的腦庫,這種正常對照的數量,需要是疾病數量至少四倍以上。那麼最後產生的利息是什麼呢?是對疾病的瞭解理解,以及製作出來的藥物,或者是治療的方法。

這就是我們的腦庫,給大家簡單的看一下,我們要做的工作,就用這五個方框顯示。首先我們要收集去世後的大腦,這些大腦都有《捐獻知情同意書》,他們都是我們稱之為無語良師的大愛捐獻者,在去世後留下大腦,然後再去火化的。還要有一個生前病史,因為請注意如果生前得過疾病,用過一些藥,這很可能會影響大腦的一些特徵,那麼這個也需要發送給科學家,去充分考慮的。
接下來我們腦庫的工作人員,就要把大腦取出,把遺體遺容遺貌修復好,要按家屬的願望是送回家,還是送到殯儀館,繼續的遺體告別乃至火化。但我們掉過頭來就要處理好它,根據研究目標的不同,我們的大腦通常分兩半保存,而且分腦區,因為通常不會有一個科學家説,我要整個大腦,他一般都是説我想研究額葉,我想研究海馬,所以我們有凍存的 有固定的。另外我們要做好一個叫最後診斷,這個非常重要,這是最後的神經病理診斷。請注意生前的臨牀診斷,由於醫生都是憑藉自己的經驗,憑藉你的症狀主訴,這個是有一定的誤診率,所以最後的右下方的實驗室,就是一個腦庫的必配實驗室,它將為病理醫師做好診斷切片,由病理醫師打下最後診斷,以最後診斷髮送科研,做到準確科研。

那麼建成腦庫對我們有什麼用嗎?我舉兩個簡單的例子,第一是國際上的一個發現,我們的腦庫的老師是荷蘭人腦庫,他們建於1985年,他們所建立的整套國際倫理,以及整套工作的標準化流程,都是我們今天在學習的,因為我們將來希望國際化,大家一起做跨文化研究。
他們建成十年之後發現了這樣一個現象,有一些比如説她生下來,她是女性,她的性染色體是xx,她的整個性器官都是女性,但是她認為裝錯了,我一定是個男性,我一定要把自己變為男性。當然也有男變女,這個男變女,女變男,曾經我們以為都是精神分裂症。
但是事實上大家看我舉的這位例子,我們的Barres教授是我們的同行,是神經科學家,他以前是Barbara Barres,然後中間這幅圖是他變性,女變男變性以後,後面是他中老年期的一幅照片。
大家看圖的右方,雖然是用荷蘭人腦庫,提供的腦樣本做的科研,但它其實是一位中國當時的博士生,後面他是中國科技大學的教授,周江寧教授發現的。這個a圖是異性戀男性的一個核團,大家注意上方左畫了一個框,然後它的一半顯示在中間這一列,紅色的區域叫終紋牀核,你可以不要記住它,但是你注意這個神經核團,它確定我們的性別,你認為你是男或女,不是由你的性染色體決定的,也不是你外面的性器官決定的,而是大腦決定的,這就是他們為什麼一定要把它改掉。
大家看異性戀男是A,異性戀女是B,這就看出了男女是有明顯差異的,大家看最下面D,男變女的,這些性別認同障礙,障礙是什麼,他長了一個女性的核團,這就是他想變性的原因,這被稱為1995年的世界100大發現。根據這樣的發現,荷蘭立刻就改變了它的法律,我們中國還有歐洲,英國等等都改變了,對這樣的一個羣體,我們會把他們的出生證,改為性別認同的身份。

這是我們組自己的研究,是近期的一個研究,我們注意到大家都是在老年的過程中,有一羣人就得了阿爾茨海默病,但還有一羣人到了80歲90歲沒有痴呆,頭腦好使的很,什麼原因呢?所以我們就建立了,死亡後的認知功能正常的這些人的隊列,有男性,有女性。然後我們發現大腦一個叫內嗅皮層,這個皮層和海馬很近,海馬就是管我們近期記憶,並且把近期記憶,傳到長期記憶去的一個腦區,內嗅皮層就在它的旁邊,而且和海馬一起,都是大腦中最早發生,可以導致認知功能下降的,阿爾茨海默病病理蛋白的區域。
所以我們就要看為什麼是這個腦區?我們的初步發現很有意思,有性別差異。老太太們,如果你想在整個的衰老過程中,保持認知功能完好,你的腦區是激活的,這些人不是故意去激活的,但是它有這個特徵,它的活性在不斷地隨着年齡的增加而增加,它的一個性甾體,實際上這是一個腦中對神經元活性,非常重要的系統,也是在激活。那麼老爺爺們就保持穩定,注意也不能往下降,至少要保持穩定,但是好像沒有特別的用力,所以這是一個性別差異。因為當女性有這麼一個特徵的時候,事實上病理蛋白也在悄悄的累積,但是它就越不過關,向別的地方廣泛傳播,然後導致你認知功能下降。
我們接下來的研究是,我們要看,怎麼樣讓一個人認知功能從好降下來的,這就是我們正在做的科研。所以有這樣的死亡後的人腦組織的隊列,就非常方便我們去探究這個問題,所以我們非常感謝這些捐腦者。

為了解決人腦疾病,就需要科學家們去研究,疾病的人腦和對照者的大腦,因此就需要建設中國人腦庫。我們應該有自己的腦庫,因為我們的大腦,很可能有我們自己的遺傳背景,和生活環境的特徵。迄今為止我們浙江大學的,國家健康和疾病人腦組織庫,已經收到了596例的全腦捐贈,已經為國內的80個課題組,提供了8,000餘份研究樣本,有很好的發現發表。

您可能會説我們將近600例,很好,夠了嗎?我想告訴大家並不夠,我剛才提到的荷蘭,這麼小的一個國家,現在已經接近8,000例。我們的建設過程中如果説遇到一些困難,其實是民眾觀念的一些阻礙,因為很多的老規矩就是死要完屍,即使是去火化,我也希望什麼都不少。然而陳舊的觀念正在改變,大家知道現在器官移植,遺體捐獻,器官捐獻在我們國家已經立法,它已經是合法的合規的,已經管理起來。我們的主張就是活就好好的活,快快樂樂的活。但是去世以後,如果説是火葬或者土葬,大腦就沒了。如果您把大腦能夠在去世後捐獻出來,它應該被視為一個,對未來子孫,乃至全人類的一個貢獻,用我們老百姓的話説,這就是更長久。

這是我們腦庫的宣傳冊,這裏面介紹了一下聯繫的方式。大家看我們另外圈出來的一個注意事項,大腦是全身所有組織器官中,在去世後自融的最快的組織,用老百姓的話説就是慢慢就化掉了。由於我們的腦庫僅僅是為了科研,因此我們把這個時間定在12小時以內。我們腦庫只負責全年365天,每天24小時待命,也就是説如果發生了有人去世,他又填寫過知情同意書,那麼就會由他的至親親屬,或者是他的監護人,給我們腦庫打電話,我們就會立即派車去接遺體過來,到腦庫取腦。最後我們會根據家屬的同意,將其姓名鐫刻在無語良師碑上。

我們學校的校園裏就有一塊無語良師碑,為的是醫學生,老師們,民眾們和家屬們能夠去緬懷。所以我想用鐫刻在無語良師碑上的,這樣的一些話,來向大愛捐獻者致敬:他們無論性別與年齡,無論平凡或卓越,他們都是傳道授業的無語良師。他們雖然不言不語,卻教於莘莘學子洞開生命之謎的密鑰;他們雖然不言不語,卻給予無數患者擺脱病魔的康復之音。
我還想致敬那些全年無休的,在等着工作的call的,中國腦庫的建設者們,請注意每一個省份都有,甚至逐漸的到了每一個城市了,所以全國腦庫的建設者也在齊心協力,遵循統一的工作標準,統一的診斷標準,試圖儘快的解決這些人腦疾病。
謝謝大家