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    修復大腦損傷靠休息?更早回歸工作效果更好

    2018-9-22 9:07:23來源:新浪科技作者:任天責編:遠洋評論:

    北京時間9月22日消息,據國外媒體報道,一項新研究指出,休息可能不是修復大腦損傷的最佳途徑。事實上,美國哥倫比亞大學的神經學家指出,回歸工作和日常生活更有助于大腦功能的恢復。

    ▲桶狀皮層是大腦損傷中常見的受損區域,對于感覺反應至關重要。

    通過對小鼠的研究,神經學家發現,回歸正常活動的人要比休假的人恢復得更快、更充分,因為他們是“立即重新參與”工作任務。研究的主要作者表示,盡管這一結果與我們原先對大腦恢復的認知相矛盾,但或許將為開發新的大腦損傷治療方法——通過刺激而非休息——鋪平道路。

    “長時間的休息被認為是大腦健康修復的關鍵,但是我們在小鼠身上的研究顯示,在損傷后立即恢復大腦的工作其實比休息更有幫助。這一觀察結果安全出乎我們的意料,”研究作者、哥倫比亞大學扎克曼研究所的神經科學教授蘭迪·布魯諾(Randy Bruno)說,“這些發現強調了大腦的復雜性,而我們對這些性質的梳理才剛剛開始,它們也為更有效地修復嚴重大腦損傷提供了新的研究途徑。”

    布魯諾教授還指出,在小鼠身上進行的研究并不能直接應用在人類身上,但他希望有更多的神經學家對這些發現進行深入探索,從而縮短大腦損傷患者的康復時間。

    “我們往往會在人們中風后使他們保持靜止不動;一些看似簡單的任務,比如行走、抓握等的康復過程可能十分漫長,”布魯諾教授補充道,“我們的研究發現,某些情況下,患者或許可以更早地參與這些活動,從而加快康復過程。”

    這項研究是該團隊多年努力的重要一步,他們一直致力于闡明大腦皮層的工作機制。大腦皮層是哺乳動物大腦中面積最大的結構,在視覺、嗅覺、運動和記憶等重要功能中發揮著關鍵作用。

    在這項研究中,研究人員關注的是大腦皮層中被稱為“桶狀皮層”(barrel cortex)的部分,該區域在動物用胡須感知和分析環境信號時有至關重要的作用。研究第一作者Y。Kate Hong博士解釋道:“小鼠利用胡須來感知周圍環境的方式,與我們對手指的使用差不多。”

    研究人員將小鼠放在一個暗盒中,訓練它們利用胡須來搜尋身邊的物體。當小鼠探測到物體時,它們會用爪子拉動一個杠桿,以獲取飲水的獎勵。傳統觀點認為,這種探索任務幾乎完全取決于一個功能性的感覺皮層,在這里即是桶狀皮層。

    為了驗證這一觀點,研究人員用激光暫時抑制了桶狀皮層細胞的功能,這是一種常見的光遺傳學技術。通過光學和遺傳學的融合,光遺傳學技術可以控制活體細胞的功能,通常是神經細胞。這種操作與中風患者大腦中發生的情形沒什么不同。

    正如研究人員所預計的,這些小鼠在神經細胞被抑制后便很難用胡須進行探索。當研究人員永久性移除桶狀皮層時,第二天小鼠就無法再完成這一任務。然而,過了一天之后,這些小鼠的表現突然恢復到了原先的水平。

    “我們感到很驚訝,因為這表明觸覺,比如用胡須進行觸探,可能并不完全依賴于桶狀皮層,”Y。Kate Hong博士解釋道,“這些發現挑戰了通常的看法,即大腦在驅動觸覺感知時以皮層中心。”

    研究人員推測,其他更原始的大腦區域在感知活動中的參與程度可能要比原先預計的高很多,他們正在對此進行更深入的研究。“與局限于某一特定大腦區域不同,感覺信息的分布跨越了許多區域,”Y。Kate Hong博士說,“這種冗余使大腦能以更多方式解決問題,并且可以在受傷的情況下保護大腦。”

    為了了解是休息還是活動能促進大腦修復,研究人員先讓小鼠休息了三天,再讓它們重新參與實驗。這一次,小鼠并沒有表現出完全康復的效果。盡管它們最終恢復了一定程度的感知能力,但要比第一組小鼠的康復速度慢很多。

    迅速康復的關鍵似乎在于盡快地重新參與任務,而不是花時間在休息上。研究作者認為,小鼠在一開始24小時表現糟糕的原因可能是大腦受到的干擾。

    “皮層連接著大腦中幾乎所有其他結構,因此操縱皮層可能會暫時破壞連接結構——本質上震動了那些通常會使行為正常的區域,”布魯諾教授說,“或許這種突然而短暫的感知缺失正是對動物能力的最初破壞引起的,而不是由于桶狀皮層自身保存的信息丟失。”

    這項研究的結果發表在近期的《自然》(Nature)雜志上。

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    關鍵詞:大腦

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