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中国人论脑及脑机能
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第十章 试说人脑神经系统发育的渐进性

发布日期:2014-06-20 21:47:42 作者:刘玲 来源:秦汉医学文化网 点击率:4249次

    7年以前,当我从健康报、中国医学论坛报分别读到2000年诺贝尔医学奖3位获奖者努力阐释脑神经的“慢速突触传递”等新观念时,我的思想被打动了。那一阵子,吃饭、睡觉都在想人脑记忆问题。这是因为我在研读远古中国医学史、探讨原始中医学理论体系时,常从《黄帝内经》、秦汉6个原始“脑”字中及先秦以远的医学史料中学习、领悟古人对人脑的认识,特别是两汉医家从流产物的观察中认识到胚胎发育“3月始脂”(脂、头脂,即胚胎头端的优先发育),证明2000多年前的先民们对脑机能是重视的。结合我自已生活经验的感受,认识到人脑的思维活动是十分敏锐的。卡尔松、格林加德、坎德尔3位科学家分别从不同角度探讨了几乎一致的大脑机能问题——卡尔松用脑基底交感神经节内多巴胺(慢速突触递质)代谢障碍导致帕金森病症(许多运动肌群的震颤和麻痹)进行研究,认为“慢速突触传递对维护脑的基本功能如苏醒、睡眠、感情、情绪、思维、意识有重要作用,还能调控快速突触递质传递”。卡尔松的研究成果从另一个侧面为我们揭示了人类脑机能。格林加德“根据脑慢速突触传递具有调控快速突触传递功能”机理,发现了一种由慢速突触传递产生的调控蛋白质,可以指挥离子道改变特定的快速突触传递,为医治帕金森病开创了新路。坎德尔则用海参做实验,目的在于利用较强和较长时间的刺激,引起第二信使(环磷酸腺苷)增加,导致蛋白激酶A升高,被磷酸化的核蛋白可引起基因转录改变,此即神经元突触的可塑性。由此解释海参的“突触的可塑性和学习记忆机制”。还说“从海参看到的长期记忆功能适用于人类”。我则认为:多巴胺虽然参与了基底交感神经节的传递,又可调节快速突触传递增强脑机能。但在人脑学习、记忆、思维的研究中,不适简单的采用多巴胺解释,因脑内的神经递质是十分复杂的。海参的“记忆”与人类的记忆、思维过程应该是无与伦比的。

    我们应该怎样认识人脑的学习、记忆、思维过程呢?简要读到3位学者的成果,迫使我捡起过去写过的心得、积累的资料,翻阅相关学者的研究文章。在此基础上竟来了一些灵感、顿悟,且一一记下后,思维有些飞跃,便于200012月上旬决心撰写《人脑机能——记忆、思维、运动试说》了。这次的习作是艰辛的,光就开篇大约就在6次以上、全文布局有4次大的变动,压下其他一切事务,在不断思考学习中花100余天完成此文。在文中我提出了“音素、脑神经元生物电脉冲谐振传递”、“记忆核蛋白”编码在神经元核的DNA双螺旋链上等四则假说,到2006年收入《论脑及脑机能》自印成册,送学友、学者评议指导。当书稿送印刷厂后,于6月下旬,一天突然想起杨凯凡、武博凡、严雨晨3个不同年龄段的孩子提问的内容不同,想起我思考过的“对幼儿的提前教育、零岁教育的目的在于有目的促进孩子大脑皮层新型突触的广泛建立,为以后的学习打下良好基础”。现在思之,总觉这些概念有些朦胧。稍加思索,便悟出3个孩子年龄段不同、人脑各脑区神经元内与神经元之树突、轴突生长情况不同,突触的组建数量不同,他们已经学习、掌握的知识水平不同,所以他们提问题的内容不同。由此我在另一个层面上体悟到孩子学习知识的循序渐进问题。这是2006年的体悟。

    2007215日《健康报》报道:“神经元轴突生长的导向新机制。”毫无疑问,对这一报道我是关注的。尤其读到:“新生神经元的轴突要经历漫长的历程才能到达预定的脑区、然后与靶区神经元建立突触联系,进而形成神经系统复杂的网络系统”。这段文词对我的启迪作用是很大的,因而再拟一题:《试说人脑神经系统发育的渐进性》。我的体悟是:新生神经元应指新生儿至3岁左右人脑神经元继续从前体(即左右侧脑室的增殖带)产生新的神经元,但3岁左右就停止了。也就是说:“从胚胎3个月新皮层形成浅层灰质,以后由于新生神经元的迁入增多、大脑皮层逐渐加厚,胚胎68个月时,已可分辨出6层,强调人降生以后至3岁左右脑神经元已完成140亿的分化任务。虽说3岁左右人脑已有神经元140亿,但神经元内部的核结构还不成熟,树突、轴突都不健全,更未与其他神经元建立起广泛的网络联系。因此3岁左右的孩子不具备接受更多知识的能力。我分析:新生儿降生后神经系统有一个连续不断的渐进性发育过程。

    新生儿降生后,许多行为都有本能性质,如吸吮、吞咽行为。新生儿头几天对光线的感知是很强的,光线刺激视觉,视网膜上的神经元感受光线后已可将信号传至脑内视觉中枢,视觉中枢内的某些神经元起步发育,它的轴突,轴突分支向相关脑区靶点延伸,并与之建立突触联系,构成较为复杂的网络。所以新生儿第一个月末就往往注意母亲的面目。当婴儿见到光线,可以追随光线作扭头运动的时候、视觉神经元的轴突、轴突分支又有了新的发展,可以与中央后回支配颈部等一系列运动的许多神经元建立了突触联系。这种联系的建立在13个月。传统观念认为:中央后回属运动区、主管全身各部位肌群的运动。现在,我们分析:中央后回分管各肌群运动的神经元其发育过程也是渐进性的。如上肢运动较下肢运动发育早些,手有目的取物较学步为先,而手的运动又是十分精细的,它需要许多肌群的配合。因此,当3个月的婴儿看到他的前方有一朵色泽鲜艳的花想用手去抓,而且通过数次抓捕时,终于可抓到鲜花了,这一有目的运动需要多少神经系统参与呢?它要求视觉中枢的神经元与图像识别中枢、方位识别中枢、色泽中枢、思维中枢的许多神经元、运动中枢的许多神经元建立数以千万计的突触联系,方可完成这一有目的的动作。由此,我推断出:人脑内各部位神经元的生理机能不同,它们起步发育的时限不同。《健康报》2007226日转载《人脑发育按部就班》的短文,该文报道:美国科学家对74个新生儿脑发育采用磁共振成像扫描进行研究,得出一系列结论,与我的体悟不仅是“不谋而合”,而且完全可作为我撰《人脑神经系统发育的渐进性》的依据。74个新生儿脑发育磁共振成像研究证明:“新生儿出生后几个月内人脑后部控制视觉和其他感官信息区域处于‘疯狂发育期’,新生儿大脑灰质(皮层)的发育比白质发育要快得多,在头几个月内灰质会增长40%,而白质增加极少。”上述研究证明:胚胎、胎儿降生后头几个月内脑神经元,脑胶质细胞等的迅速发育情况,且脑区功能不同,起步发育的时限不同。上世纪中后叶的研究证明:胚胎68个月时,大脑皮层神经元已基本完成6层结构。关于神经元6层结构之先后的看法,有学者经研究后指出:“皮层浅层神经元是穿过深层迁移至表层位置上的。”此说神经元在迁移中“推开它们的前一批神经元而停留在后者的外侧形成新皮层”意见一致。但是不论胚胎时和降生后的3岁左右,神经元在“迁移”过程中对于各种物理、化学、精神因素、生物因素的干扰都十分敏感,当“迁移”的神经元未能到达它们各自应该到达的皮层靶点而分散在自质内时,它们便失去了发育的机会而消失,可导致脑的各种畸形,如脑体积缩小,部分脑回平坦,从而影响孩子的智力。因此孕产保健,婴幼儿保健就显得十分重要了。

    追述不同年龄段的孩子所提问题不同的原因,重要问题应在于大脑皮层各区发育阶段不同,他们能接受、记忆的知识层面不同、他们积累知识的深度和广度不同、已获经验的多少不同,因而他们提问题的内容不同。

    2006年严雨晨3岁,一天她见到地球仪问:“地球是圆的吗?”这是她对感观的探讨。从脑神经元发育特征讲,25岁的孩子,虽然脑神经元总数已完成140亿,但许多神经元内核结构不完善,树突、树突芽、轴突、轴突分支尚待发育,25岁是脑神经元突触网络及内核发育的第一个高峰期,从总体讲,这一时期所有神经元核内结构都有待进一步发育完善,而运动中枢的神经元处于优先发展地位,运动神经元在视、听、触、嗅、味觉、热、冷及警言(!小心!危险!)的不断刺激下,组建与发展它们的神经元网络。因此它们都接受视、听等传来的各种信息,并能根据信息向全身各肌群下达命令,调整自己的行为。如孩子跟着父母散步.当他看见一条狗时便退缩至父母背后。毫无疑问,孩子的退缩行为是视觉中枢神经元将相关信息传递至运动中枢后运动中枢神经元群体调动全身各肌群运动的结果,反映了运动中枢各神经元发育的成熟程度。但是,作为思维中枢及与思维有关的许多神经元的发育起步就晚多了,他们还没有能力理解植物的根、茎、叶、花、果实的不同属性,他们掌握的知识不仅受到脑神经系统发育的影响,而且受到严格的学习知识的循序渐进影响。

    9岁的武博凡问“蚕怎么吐丝?”他在养蚕,他想知道蚕吐丝作茧的道理。这一问,将我问倒了。我一时答不上来,只好说蚕吃桑叶吐丝是它的本能,或者说是它的天眭。武博凡用双眼瞪着我,说明他对我的解答是不满意的。从神经生理学讲,612岁的孩子是脑神经元内核、突触网络结构建设的另一个高峰期。这一期内,孩子在老师传授知识的前提下,从各书本上广泛接受各种知识,这些知识反作用于各神经细胞的内核结构,促进它们的发育日趋完善。我们知道脑神经元学习记忆知识的特性是记忆语言知识的神经元难于记忆数理知识,记忆数理知识的神经元难于接受植物学知识,记忆矿物学知识,音乐知识,美术知识的神经元电是不相同的。不论哪一种知识,只要被某些神经元记忆后,当再表述出来时,都要通过语言或手部的运动,或写、或画、或演奏雕刻等,它们都要通过运动中枢调动相关运动肌群完成。这中间的最高指挥部应是思维中枢。只有将相关知识集中起来进行综合分析以后,当决定“执行”时才将相关信息传至运动中枢,由运动中枢付诸实施。武博凡问“蚕怎么吐丝?”涉及内容较多.反映了9岁孩子在养蚕过程中促进了思维的深度和广度的发展。可见912岁的孩子知识面较宽,分析综合能力在发展,逐步获得了一定范围内的形象思维与推理判断能力。

    1322岁是青少年智能发展的迅猛时期。这一时期不仅因为绝大多数脑神经元内核结构在学习的不断刺激下已经完善了自己的内部结构,还因积累的知识面日趋丰富。换句话说,各类知识的不断刺激,促进与各类知识相关的神经元内核结构及神经突触的迅猛发展。神经元内桉结构与突触网络的发展,为青少年强化记忆,深入理解创造了极好条件,为在积累知识的基础上展开形象思维、推理判断、发展创新奠定了基础。青少年在这一关键时期吸取的各类知识,为将来抓住工作机遇创造了条件。所以我非常赞同一句名言:机遇特别青睐于那些准备好了的人们。

    大学毕业以后的青年们还有一段遥远的学习新知、创造新知、推动社会继续向前发展的过程。此过程中脑神经元的任务主要是在新知的促进下根据新知的需要,进一步完善相关脑神经元内核结构,促进内核中“记忆核蛋白”编码、记忆新知、发展新知;在新知的促进下与各级脑区神经元建立更为广泛的突触联系。人到老年,如94岁的任继愈老先生仍在编撰《中华大典》,由于编撰《中华大典》的需要,在他的脑内,许多种经元内核内的“记忆核蛋白”都在不断编码、储存新知(新概念等),许多神经元之间都在不断组建新的突触网络为传递信息服务。

人类人脑神经元的学习、记忆、知识的再现、修改、再学习、补充、再记忆”过程,请详读本书。

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