想要做事有效率,有一个好的管家很重要。你可以看到蝙蝠侠因为有管家阿福,可以心无旁骛铲奸除恶;同理,小鼠的脑细胞组成里如果把胶质细胞换掉,它的智力也大幅提升。不过稍微有点让人担心的是,换上去的是人类的细胞--“一家之鼠”会成真吗?
换了新“管家”,小鼠更聪明
这是一项发表在“神经科学期刊”(Journal of Neuroscience)的真实研究,而非科幻电影或小说。美国罗彻斯特大学医学中心教授 Steve Goldman,将干细胞中抽取出来的胶质祖细胞(glial progenitor cell)注入幼年小鼠身上,每只小鼠总计注入三十万个人类细胞,最后可以长出一千两百万个星形胶质细胞。研究结果发现,小鼠神经细胞发出的电传导讯号传递得更远,比一般小鼠更快,而接近人类大脑中的传递速度;神经细胞间的“长期增强作用”(long-term potentiation,LTP)也更快更久,这代表诸如学习与记忆等能力都比一般的小鼠要强。
团队具体的测量方法之一,是让小鼠们听到一种音乐时同时轻微电击它们,然后他们发现有人类细胞的小鼠,在将音乐与电击串连起来的记忆能力方面,比其他小鼠提升了四倍。
星形胶质细胞(astrocytes)并不是神经细胞,而是以支持神经细胞作用为主要目的,包括提供营养、做为神经细胞之间的绝缘体,以免神经细胞之间电传导过程传递讯息时出错、如架子一般支撑起神经细胞、引导神经细胞延伸生长等等。人类的星形胶质细胞比小鼠的大上十到二十倍,具有的触须状结构比小鼠多一百倍,这代表他们可以发挥的功能远大于小鼠,Goldman 比喻,这就像是电脑的 CPU 大升级一样。
髓鞘也可以修复
他们的另一项实验,则是特别针对一些无法制造髓鞘的小鼠注入胶质祖细胞,结果发现,有许多胶质祖细胞会分化成“少突胶质细胞”(oligodendrocytes),以便形成髓鞘,这说明这些细胞有办法侦测出环境中的缺陷,然后补救。
“髓鞘”(myelin)是包围在神经细胞轴突外的结构,它的作用也是用来绝缘,以免神经元发出的电传导传递到错误的方向。髓鞘是由少突胶质细胞形成,因此当它缺乏时,髓鞘就无法形成,神经系统的运作会受到很大影响。这部分的实验结果对于一些髓鞘受损的疾病有新的治疗灵感,例如像多发性硬化症(multiple sclerosis),事实上 Goldman 已经在申请用胶质祖细胞治疗多发性硬化症的患者,希望在一年之后展开人体实验。
(图片来源:Wikimedia Commons)
除了一般实验用的小白鼠,Goldman 还计划用其他智能更高的老鼠进行实验。这或多或少制造出一些想像式的恐慌:这会制造出如“猩球崛起”般的动物吗?Goldman 特别强调,这项实验虽然在鼠脑中加入了人类细胞,但运作的神经细胞仍是小鼠自己的;它也没有提供给实验动物额外的能力,特别是人类所拥有的;人类的细胞只是增进了小鼠神经细胞的效能,那仍然是小鼠自己的细胞在运作。虽然如此,研究团队在讨论过后,决定不会将人类细胞放进与人类基因组成较接近的的猿猴体内,“这是基于伦理问题。”
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