回?fù)苌镧娔芊裰厮艽竽X？

童年是人一生中學(xué)習(xí)能力最強(qiáng)的階段，在這一階段，大腦的可塑性極強(qiáng)。如果大腦發(fā)育回到童年，或可為治療成年神經(jīng)疾病提供新思路。

早在2000多年前，亞里士多德就說(shuō)過(guò)：“我們從小養(yǎng)成的習(xí)慣，造成的不是細(xì)微的差別，而是迥然不同的差異?！?/p>

腦科學(xué)方面的最新發(fā)現(xiàn)為這句諺語(yǔ)注入了新的內(nèi)容，我們可以從一個(gè)全新的角度來(lái)理解這句諺語(yǔ)。過(guò)去15年間，科學(xué)家對(duì)嬰幼兒大腦回路的形成，有了更清楚的認(rèn)識(shí)，并由此開(kāi)始探索，如何利用這些認(rèn)識(shí)，來(lái)“修補(bǔ)”大腦回路，以治療那些最嚴(yán)重的神經(jīng)和精神疾病。

最強(qiáng)大腦與世界親密“共舞”

在大腦發(fā)育過(guò)程中，存在一些特殊的階段——有些持續(xù)數(shù)月，有些持續(xù)數(shù)年——在這些階段，大腦會(huì)迅速構(gòu)建出大量的正確連接，這就是眾所周知的關(guān)鍵期。關(guān)鍵期大多數(shù)發(fā)生在嬰兒時(shí)期，但也有些一直到十幾歲才到來(lái)。神經(jīng)科學(xué)家已經(jīng)確認(rèn)了對(duì)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、語(yǔ)言發(fā)育及對(duì)各種社會(huì)功能的形成至關(guān)重要的關(guān)鍵期。在關(guān)鍵期，孩子的大腦就像與外部世界來(lái)了一場(chǎng)親密的雙人舞，大腦中的分子根據(jù)來(lái)自外部世界的光子和聲波提供的線索，在腦細(xì)胞間構(gòu)建并修整出新的神經(jīng)連接，這些新的連接會(huì)不斷強(qiáng)化，并一直保持，直到成年和老年。

如果關(guān)鍵期發(fā)生得太早或太晚，或是在該開(kāi)始時(shí)沒(méi)開(kāi)始，該結(jié)束時(shí)沒(méi)結(jié)束，后果都將非?？膳隆和赡軙?huì)部分失明，或者容易患上像自閉癥這樣的疾病。比方說(shuō)，如果嬰兒一只眼睛患有先天性白內(nèi)障，看不到周?chē)氖挛?，那么這只眼睛將可能永久失去視力，因?yàn)樵谝曈X(jué)發(fā)育的關(guān)鍵期結(jié)束后，腦細(xì)胞將無(wú)法正確地搭建連接。視覺(jué)關(guān)鍵期從嬰兒期開(kāi)始，到8歲時(shí)結(jié)束，錯(cuò)過(guò)這個(gè)階段，這個(gè)孩子眼睛發(fā)育出正常視覺(jué)的機(jī)會(huì)將極其渺茫。

觸動(dòng)關(guān)鍵期的分子開(kāi)關(guān)

其實(shí)，大腦無(wú)時(shí)無(wú)刻不在變化，而不僅僅是在嬰兒時(shí)期。神經(jīng)科學(xué)家將大腦的這種特性稱為可塑性。當(dāng)你學(xué)習(xí)如何變戲法，或者使用一個(gè)新的手機(jī)應(yīng)用時(shí)，微妙的改變就在突觸部位（神經(jīng)元傳遞神經(jīng)信號(hào)的位置）上發(fā)生了。掌握一項(xiàng)新技能會(huì)引起神經(jīng)元中神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致跨突觸的神經(jīng)連接變強(qiáng)或變?nèi)?。這種簡(jiǎn)單的可塑性貫穿人的一生，使得人們能夠活到老學(xué)到老。

在童年的某些關(guān)鍵時(shí)刻，大腦會(huì)發(fā)生一些特別重大的變化。嬰兒出生時(shí)伴隨著密集生長(zhǎng)的突觸，它們的數(shù)量必須消減才能發(fā)揮正確的作用，而這種突觸的消減就發(fā)生在關(guān)鍵期。

早在50多年前，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了這些對(duì)大腦發(fā)育至關(guān)重要的形成階段。在之后的許多年中，傳統(tǒng)觀念都認(rèn)為，關(guān)鍵期轉(zhuǎn)瞬即逝，并且一旦結(jié)束就不再?gòu)?fù)返。不過(guò)，近來(lái)科學(xué)家利用精確到分子水平的先進(jìn)技術(shù)對(duì)關(guān)鍵期所進(jìn)行的一些研究，已經(jīng)顛覆了很多主流觀點(diǎn)。一些動(dòng)物試驗(yàn)，甚至是對(duì)人體的研究已經(jīng)表明，關(guān)鍵期或許能夠被重新開(kāi)啟，并用于修復(fù)受到損傷的成年大腦。

這些啟示指向了一個(gè)驚人的可能性：也許有一天，我們能調(diào)整大腦中的化學(xué)開(kāi)關(guān)，恢復(fù)關(guān)鍵期，讓大腦重新搭建自己的神經(jīng)連接，以治療從弱視到精神病方面的神經(jīng)和精神疾患。

實(shí)際上，科學(xué)家已經(jīng)找到了一系列分子開(kāi)關(guān)，即觸發(fā)物與阻礙物，能夠標(biāo)記這些關(guān)鍵期的開(kāi)始與結(jié)束?？茖W(xué)家已經(jīng)檢測(cè)到了大腦中控制關(guān)鍵期的一個(gè)重要的信號(hào)分子——GABA（γ-氨基丁酸，一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)）。實(shí)驗(yàn)室初步發(fā)現(xiàn)，GABA和其他分子一道，能在關(guān)鍵期的啟動(dòng)和中止過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。特別是，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種能產(chǎn)生GABA的神經(jīng)元——小清蛋白陽(yáng)性大型籃細(xì)胞，很有可能統(tǒng)籌著這一過(guò)程。

讓大腦回到童年

將那些在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物身上測(cè)試過(guò)的、雄心勃勃的技術(shù)應(yīng)用到病人身上，可能還需要數(shù)年，也許是幾十年的時(shí)間。不過(guò)目前，對(duì)關(guān)鍵期的研究已經(jīng)給神經(jīng)類(lèi)疾病的治療帶來(lái)了一些靈感，比如使用已經(jīng)上市的藥物，來(lái)部分恢復(fù)成人大腦的可塑性。

研究人員希望達(dá)到的長(zhǎng)期目標(biāo)是，能夠讓生物鐘倒流，并且重啟關(guān)鍵期。在加利福尼亞大學(xué)舊金山分校的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，研究人員試圖將胚胎細(xì)胞移植到嚙齒類(lèi)動(dòng)物中，從而令出生后逐漸老化的成年嚙齒類(lèi)動(dòng)物的大腦，重新產(chǎn)生能釋放GABA的小清蛋白神經(jīng)元。移植之后，新的關(guān)鍵期重新開(kāi)啟，但值得注意的是，只有在細(xì)胞移植一個(gè)月后，新關(guān)鍵期才會(huì)開(kāi)始，這表明關(guān)鍵期的設(shè)定是由一組特異的基因控制的。當(dāng)刪除這些定時(shí)基因后，甚至正常的關(guān)鍵期的啟動(dòng)都會(huì)被延遲。

另一個(gè)恢復(fù)可塑性的方法同樣具有挑戰(zhàn)性，那就是去除阻礙關(guān)鍵期重新開(kāi)啟的阻礙物。調(diào)控可塑性的一個(gè)靶點(diǎn)位于圍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)是由一些類(lèi)似軟骨分子的分子構(gòu)成的網(wǎng)格。圍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)繞在成熟的小清蛋白神經(jīng)元周?chē)?，促使關(guān)鍵期結(jié)束，并由此防止突觸發(fā)生進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)性變化。

圍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要由硫酸軟骨素蛋白聚糖—— 一種鑲嵌著糖的蛋白分子復(fù)合物（糖蛋白）組成。當(dāng)硫酸軟骨素酶侵蝕掉這些分子后，可塑性的制動(dòng)器就消失了。一個(gè)由英國(guó)和意大利科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)向弱視的老年大鼠的大腦中注射硫酸軟骨素酶，溶解圍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，幫助這些大鼠重新獲得了“新生”——新的關(guān)鍵期打開(kāi)了。這些大鼠接收到了在它們幼崽時(shí)期缺失的視覺(jué)刺激，恢復(fù)了良好的視力。

出于安全性考慮，把酶注射到大腦深部，需要接受美國(guó)食品及藥品管理局的嚴(yán)格審查，所以不可能很快得到批準(zhǔn)。然而，現(xiàn)有的很多藥物，都有可能在某種程度上提高大腦的可塑性。在相關(guān)實(shí)驗(yàn)室參與的一項(xiàng)合作研究中，通過(guò)小規(guī)模試驗(yàn)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一種抗癲癇和雙相情感障礙的通用藥物，能使成年人變得像孩子一樣，善于學(xué)習(xí)新事物。

大腦重構(gòu)或影響自我意識(shí)

從事大腦關(guān)鍵期研究的科學(xué)家經(jīng)常問(wèn)自己，人為什么會(huì)在自己的生命早期設(shè)置關(guān)鍵期，為自己的學(xué)習(xí)生涯設(shè)定限制。另外，如果我們因?yàn)橄雽W(xué)習(xí)一項(xiàng)新技能，而重新開(kāi)啟關(guān)鍵期，會(huì)不會(huì)有危險(xiǎn)呢？

動(dòng)物進(jìn)化出關(guān)鍵期，并限制大腦可塑性，可能是為了保護(hù)腦細(xì)胞。小清蛋白細(xì)胞在高水平代謝過(guò)程中產(chǎn)生的自由基分子，會(huì)損害大腦組織——這可能也是大腦進(jìn)化出圍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原因。精神分裂癥和其他精神疾病患者的大腦尸檢報(bào)告顯示，圍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和阻礙大腦可塑性的阻礙物，總體上都處于低水平。

大腦可塑性不受限制可能造成的風(fēng)險(xiǎn)，在阿爾茨海默病患者身上可見(jiàn)一斑。負(fù)責(zé)復(fù)雜認(rèn)知的高級(jí)腦區(qū)，如聯(lián)合皮層，已經(jīng)進(jìn)化成可終身保持可塑性。在這些腦區(qū)中，能關(guān)閉關(guān)鍵期的硫酸軟骨蛋白聚糖含量較少，而在神經(jīng)退行性疾病發(fā)生時(shí)，它們也是最早發(fā)生細(xì)胞凋亡的地方。

按需開(kāi)啟和關(guān)閉關(guān)鍵期，或許將有助于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療。不過(guò)，隨著關(guān)鍵期的開(kāi)啟，人的某些基本特性也可能會(huì)發(fā)生改變。未來(lái)，人類(lèi)可能會(huì)開(kāi)發(fā)出更加天才的方法來(lái)改變世界，因此也很可能需要一種新方法，來(lái)增強(qiáng)自己大腦的可塑性，以適應(yīng)高速變化的外部世界。對(duì)此，我們需要高度注意，因?yàn)槌赡昶诘拇竽X重構(gòu)，可能會(huì)威脅到人的自我意識(shí)。

雖然我們都渴望擁有如兒童般的大腦可塑性，成為未來(lái)世界的佼佼者，但魚(yú)和熊掌不可兼得。如果有一天，這種能打通大腦的神奇藥物真的問(wèn)世，如何取舍需要我們?nèi)肌?/p>