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有研究发现人脑有接近850亿个神经元

考古学家使用扫描电子显微镜(SEM),在一位古代遇难者的遗体中发现了存在神经元的证据公元79年,维苏威火山发生了一场灾难性喷发,摧毁了附近几个城镇,造成数千人死亡。如今,意大利科学家从其中一个遇难者“玻璃化”的大脑中发现了保存完好的神经元。…

有研究发现人脑有接近850亿个神经元

考古学家使用扫描电子显微镜(SEM),在一位古代遇难者的遗体中发现了存在神经元的证据考古学家使用扫描电子显微镜(SEM)在一名古代受害者的遗骸中发现了神经元的证据。

公元79年,维苏威火山发生了灾难性的喷发,摧毁了附近的几个城镇,导致数千人死亡。现在,意大利科学家在一名受害者的玻璃化大脑中发现了保存完好的神经元。相关研究发表在《PLOS一号》上。

在古代人类遗骸中发现脑组织是一个不寻常的事件。论文合著者皮埃尔·保罗·彼得龙(Pierre Paul Petron)认为,2000年前的中枢神经系统的神经结构被完整地保存了下来,“我们的案例是前所未有的”。

人死后,大脑一般不会停留很长时间。一般来说,大脑是自然环境中最先分解的东西之一。但这并非没有先例。

“脑组织确实可以保存,而且比人们想象的要普遍得多。”哥本哈根大学古代蛋白质组学专业的研究生亚历山德拉·海沃德(Alexandra Hayward)告诉科技媒体Ars。到目前为止,海沃德已经找到了大约1300个保存下来的大脑。

然而,彼得·罗恩等人在维苏威火山发现的保存下来的大脑非常古老,人们对其保存机制提出了一个不寻常的假说。玻璃化的大脑?

2001年由彼得罗恩等人发表的一项研究估计,摧毁庞贝的火山碎屑流的温度为500摄氏度,足以在短时间内杀死当地居民。彼得罗恩认为,赫库兰尼姆的居民可能就遭遇了类似的命运。该地比庞贝城离维苏威火山更近一些。

发掘标本时绘制的草图勾勒出人体的特征。头骨的后部(枕骨和顶骨的一部分)已爆开。A.从颅骨内部收集的玻璃化的脑碎片;B.脊柱玻璃化的脊髓碎片(SEM,比例尺以毫米为单位)Petron等人在2001年发表的一项研究估计,摧毁庞贝的火山碎屑流的温度为500摄氏度,足以在短时间内杀死当地居民。彼得认为赫库兰尼姆的居民可能遭受了类似的命运。这片土地比庞贝更靠近维苏威火山。标本挖掘过程中绘制的草图勾勒出了人体的特征。颅骨后部(枕骨和顶骨的一部分)已经爆炸。a .从颅骨内部收集的玻璃化脑碎片;b .玻璃化的脊髓碎片(扫描电镜,单位为毫米)

彼得等人在后续研究中证明了这一点,即极热导致了许多人死亡。他和几个同事分析了一名受害者的头骨。根据Petron等人的研究,大脑物质通常在高温下被“皂化”,变成甘油和脂肪酸。但是受害者的大脑已经被特别玻璃化,也就是融化成玻璃。参考当时环境中烧焦的木头,估计温度可高达520摄氏度。

“这表明极高的辐射热可以点燃身体脂肪,蒸发软组织,”Petron总结道。“从受害者头部检测到的玻璃状物质,残留在人脑中的蛋白质,以及头发中发现的脂肪酸表明,玻璃化的人脑组织在热诱导下仍然存在。”

在最新的论文中,Petron等人研究了先前鉴定的蛋白质的基因表达,包括使用扫描电镜获得玻璃化的大脑和脊髓残留物的成像结果。他们发现,这些图像揭示了人类中枢神经系统的典型特征,包括白质中的神经元和轴突。这证明了大脑组织被转化为玻璃后,人们发现了保存完好的古代神经元结构。

“这一非凡的发现表明,撞击赫库兰尼姆的炽热火山灰云在火山爆发开始时迅速冷却。”合著者Guido Giordano说。研究小组得出结论,这种独特的玻璃化过程“冻结”了特定受害者的神经元结构,从而使它们完好无损。

此外,伦敦大学学院的Axel P和几位同事证实,在约克郡赫灵顿出土的2600年前的人类头骨中,有神经细胞结构保存下来。但其机制与Petron等人声称的玻璃化不同,最近至少有四篇论文表明,在保存完好的古脑中发现了神经元存在的证据。所以可能不止一种机制在起作用。理论争议

英国提赛德大学的法医人类学家蒂姆·汤普森(Tim Thompson)表示,他认为蒸发理论并不合理。他更倾向于自己基于骨骼和胶原蛋白证据的替代理论——即赫库兰尼姆的受害者可能在本质上受到了低强度热量的烘烤,就像在烤箱里烤肉一样。

根据海沃德的说法,即使皂化也不是典型的。她查阅了大约187份资料,其中只有9%描述了类似皂化的现象,其中只有一份得到了化学确认。

汤普森认为这篇最新论文很有趣,但也“令人沮丧”,尤其是因为作者没有包含原始数据,而只是列出了蛋白质和相关基因表达。“需要更多关于该团队恢复的数据的信息,以及更多对以前发表的研究的参考。”他想知道为什么大脑材料在这种特殊情况下能保存得如此完好,而赫库兰尼姆其他受害者的大脑却完全蒸发了。“这是一个如此有趣而复杂的保存背景,值得进一步探索。”

根据Hayward的说法,最近的两项古代蛋白质组学研究报告了数百种蛋白质,而Petron和其他人只发现了9种。“为什么会发现这九种蛋白质?这和这个大脑的保存方式有关吗?”海沃德说,“没有原始数据,很难进行调查。”

海沃德的同事马修·柯林斯(Matthew Collins)表示,在分析古代蛋白质组时,仪器检测到的数据通常只能识别出3%。所以研究者发表论文的时候,基本上所有的原始数据都会被发布。“一般来说,原始数据是可以访问和下载的,新的软件策略和新的分析方法也会带来新的结果。”

不可否认,法医学和人类学的结合以及先进的工具给这类研究带来了好消息。柯林斯指出,个性化医疗的激增促进了高通量基因测序和蛋白质组学的混合。再加上适合分析古代样本的高共振成像技术,这类研究和论文明显增多。正如柯林斯所说,“我们都提出了不同的方法和想法,因为我们意识到,只有共同努力,我们才能真正了解这些研究的进展。”(摘自深科技)(编辑/多罗米)

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