人类自古就抱有驾驭距离和速度的畅想,汽车、火车和飞机等交通工具都是将这些想象化作现实的产物。外物的加持固然有效,自身的强大更为迷人,科学家们对人体和动物体自身速度的探索也在持续开展中。单是孔武有力的四肢,显然不足以称之为强大,须得配以足智多谋的大脑。当大脑可以无限修复、任意组配,人类的智慧会不会有飞跃式的提升?
动物奔跑的速度与肌肉密切相关,根据收缩速度的快慢,肌纤维可以分为快肌纤维和慢肌纤维两种。快肌纤维的收缩速度快,能够在短时间内爆发出较大的力量,但其耐疲劳能力弱,慢肌纤维则相反。
想要变身为以上百千米每小时的速度奔跑的猎豹,甚至是比猎豹还快数倍的超级英雄闪电侠,不单单可以依靠白日做梦,还可以凭借收缩速度快且抗疲劳的超快肌肉纤维。超快肌肉纤维存在于蜂鸟的翅膀和响尾蛇的尾巴等处,但在人类和哺乳动物中,目前只被发现存在于眼外肌。
有研究表明,重复运动和反复刺激会转换肌肉纤维的类型,科学家们甚至推测,如果使用正确的技术,他們可能会找到模糊慢肌纤维和快肌纤维界限的中间类型。中国科学院动物研究所和北京干细胞与再生医学研究所的科学家们利用质谱成像和液相色谱成像相结合的方式,观测分析小鼠纵向肌肉冷冻切片,首次在小鼠腿部肌肉中发现了一种类似眼外肌的超快2B肌纤维亚型,它们的基因相似,且抗疲劳的代谢特性一致。这种肌纤维亚型此前从未在哺乳动物的四肢中发现。未来,有望在帕金森患者的肌肉中人工诱导产生超快肌肉纤维,更有望打破人类正常运动的物理速度限制。
( 据《科学·进展》2023.02.03 )
灵光一现:在“超快肌肉改造技术”成熟之前,牙买加短跑运动员博尔特是世界上跑得最快的人。然而,该项技术成熟并广泛运用后呢?该技术或将特供刑警、特警等特殊职业,被禁止用于运动员,更将严格控制其在犯罪分子中流传和使用。
大脑控制和指挥着生命体的各类活动,是最精密的仪器,也是科学家们探索寻觅多年的神秘之境。然而意外总是悄然而至,当天灾人祸降临,当脑部不幸受损,受伤者再也无法正常完整地进行生理活动,苦难也随之而来。
现代医学的发展帮助消除了一部分苦难。医学家们发现,由人类多能干细胞创造的大脑类器官是一种有前途的大脑修复方法,类器官拥有类似大脑的精密复杂结构,并提高了患者匹配修复的可能性。但是,尚不清楚它们在功能上,能否与受伤成年哺乳动物的大脑网络有效整合。
宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究者们将源于人类干细胞的神经元团块培养了八十天左右,随后将其移植到视觉皮层受损的成年大鼠脑中。植入后三个月内,大鼠脑中的类器官开始血管化,血管逐渐长大且数量增多,与大鼠脑中原有的神经元形成突触。研究者们利用基于病毒的跨突触追踪神经路径的方法,揭示了类器官神经元与大鼠视网膜之间形成的多突触通路,以及类器官与视觉系统其他区域之间的相互连接。类器官中的大量神经元对闪光灯等视觉刺激做出的反应,进一步证明了人脑类器官在结构和功能上都实现了与成年大鼠视觉系统的融合。
( 据《细胞·干细胞》2023.02.02 )
灵光一现:当大脑类器官能顺利植入并完全融入动物甚至人类的大脑,帮助受损大脑或发育不完全的大脑重获完整功能,《献给阿尔吉侬的花束》中变聪明的查理·高登或许能够走进现实,温暖的智慧之光闪耀着,照亮人类的每一根神经、每一处突触……
【责任编辑 :竹 子】