“伊隆·马斯克已经意识到,行动与制造汽车是不一样的”

卡洛斯·波特拉-卡里奥 是加州大学洛杉矶分校(美国)的神经生物学和神经病学教授,也是自闭症谱系障碍研究领域的世界顶尖专家之一。他的实验室研究大脑皮层网络连接的发育缺陷如何直接导致自闭症、学习障碍和智力障碍的症状。特别是,他们正在研究脆性 X 综合征模型中的感觉过敏。Portera-Cailliau 参与了 奎尔基金会第五届神经科学与教育会议

—我们多年来一直在谈论大脑的十年。我们对大脑到底了解多少?

我们正处于一个全面加速的境地。我们必须牢记,大脑是宇宙中最复杂的物体,它不是关于了解肾脏或肺如何工作。大脑是一个完全的挑战,但我是一个乐观主义者。由于技术进步,我们直到最近 10 到 15 年才能够记录大脑中神经元的活动。到目前为止,它一直是用 Cajal 模型(Ramón y Cajal)完成的;也就是说,从大脑结构的图像中,我们试图了解连接、连接的电缆,以了解我们的大脑是如何工作的。但直到我们记录下这些连接 我们将无法知道到底发生了什么。而这迄今为止一直非常困难。必须考虑到,在过去的五十年中,例如,对神经元活动的记录几乎完全是在我们称之为“切片”的脑组织上进行的,这些切片可以存活数小时。但在过去的十年中,我们已经开始记录活体活动,记录动物模型的完整组织:小鼠、大鼠、猴子。这是一个巨大的优势,因为我们可以在动物执行行为任务的同时研究网络活动。因此,我们可以将电路的活动与该电路在给定任务期间的功能联系起来。从那里,我们可以开始将神经系统疾病和某些症状与网络活动联系起来,随后进行干预治疗。如果没有技术的发展,所有这些都不可能实现。这是一次彻底的成功。

如果没有这场技术革命,难道就不会迈出这一步吗?

没错,我们不仅没有工具来记录,也没有工具来破坏和修改它们。像拉斐尔·尤斯特 (Rafael Yuste) 那样利用光遗传学进行的研究是不可想象的,这种技术使我们能够通过仅将光照射到大脑表面来刺激或抑制某些神经元的活动,从而操纵视觉皮层回路的神经元。它们不仅使我们能够研究正常大脑,还可以进行干预以了解非典型大脑出了什么问题。

改变动物思维,以及未来改变人类思维的可能性……有点可怕。

这总是取决于技术进步的用途。我们不知道设计刀的人是想用它来做善事,割野牛的肉还是杀人。

你觉得这个项目怎么样? 神经连接 来自伊隆·马斯克?科学界的大多数人都毫无质疑地接受了它,现在正在招募志愿者。

马斯克做事有点牛仔风格。必须考虑到他的公司在汽车工程和太空旅行方面取得了许多进步。马斯克似乎已经意识到大脑与制造汽车或火箭等东西是不一样的。

大多数技术都是用来研究健康大脑的。那么非典型大脑呢?

90% 的神经科学家研究健康大脑。科学家的好奇心在于了解大脑如何运作,为什么我们有想象力,为什么我们会思考未来,为什么我们富有创造力和永不停歇……我们是少数使用这些技术研究非典型大脑和神经疾病的人。

让我们来谈谈自闭症谱系障碍。

这是一系列的症状,每个人的情况都不同。有些人患有自闭症,但症状非常轻微,影响了他们的社交关系:他们不喜欢直视别人的眼睛,他们有怪癖,但他们在某些科目上很聪明或很有天赋。随着他们的成熟,他们学会了管理社交网络,在说话时不犯错误,不说一些可能伤害他人的话,他们获得了这些防御能力,以便更好地融入社会。互联网对这些人有很大帮助,因为他们可以避免这些社交接触,取得成功并找到其他像他们一样的人。

患有这种疾病的人会出现如此多种症状,这意味着什么呢?

这就是多样性的概念。想象一下,在大脑发育过程中,有一片有许多山谷的土地,而你是在这片土地上滚下坡的球。有些人患有遗传疾病,或者在大脑发育所必需的基因中发生了突变,或者在其他基因中积累了遗传变异,这些变异可能不是必需的,但确实有助于发育,由于这种突变的积累,他们面临着更大的风险,在这样的土地上拍摄,他们最终会生活在一个更容易患自闭症的山谷里。这个过程完全是随机的。当我们出生时,基因会给我们一张路线图,基因指令,但它不像宜家的家具,如果你按照说明操作,桌子就会变得完美无缺。即使是基因相同的双胞胎兄弟,性格也会略有不同。因为什么?偶然;这就是掷骰子的地方。最后会发生什么? 如果突变的积累如此严重,这个球最终会导致自闭症、精神分裂症、抑郁症……因此,对我来说,根本的是研究大脑的发育,即轨迹偏离的地方,从而最终导致自闭症谱系的诊断。

— 这一切发生在神经发育的哪个阶段?

这完全是个谜。我们现在拥有的技术还不能让我们记录胚胎发育过程中的活动。我们知道神经元必须分裂并迁移到大脑的相应区域,它们必须与它们的伙伴形成突触。所有这些都是由遗传决定的,但环境也会影响。如果一个人接受了某种类型的教育——阅读书籍、了解其他国家和文化、学习语言等——他的发展将与周围环境污染严重、压力大甚至虐待的人有所不同。即使你有让你变得聪明的基因,大脑的发展轨迹也会有所不同。

—为什么诊断得这么晚?

有些父母知道他们的小儿子和大女儿不一样。有些事情不同,但他们去看神经科医生,医生说:“我不知道,你知道,有些孩子比其他孩子需要更长的时间。”神经科医生没有工具,这就是为什么一般来说,这种疾病是在 2 岁时诊断出来的。但尽早做这件事非常重要,因为我们知道早期干预是有效的。专业教育可以提供帮助。许多病例通过这些干预措施得到了改善,从而摆脱了自闭症的诊断。

—为什么男孩的病例比女孩的多?

我们真的不明白为什么。有几种理论:一种理论认为,这是来自父亲的某种东西,正是这种东西促成了X染色体。但也有猜测认为,这与Y染色体甚至父亲的环境有关。还有另一个方面正在被分析。女性比男性更有同理心。在自闭症中,我们谈论的是心智理论。我举个例子:在这次谈话中,我们进行了交流,我能知道你在想什么。这就是同理心。然而,自闭症患者似乎不知道如何解读这些类型的情绪或感知。人们认为,女性的同理心比男性普遍要好得多,患有这种疾病的女孩可能比自闭症男孩更容易读懂别人的面部表情。我们在动物模型中研究自闭症,特别是感觉过敏症,因为我们想象老鼠和人类的感觉会很相似,但当我们谈论心智理论、同理心或更复杂的大脑功能时,这非常困难。 用小鼠进行研究。

— 治疗进展如何?

目前还没有基于连接或神经回路的干预措施,尽管间接地有过。例如,如果一个患有脑发育疾病且非常具有攻击性的患者,则用药物治疗以平息这些冲动。如果是一个焦虑症儿童,则用抗焦虑药治疗。从这个角度来看,我们正在尝试缓解症状。然而,其他更积极的策略,如用于帕金森病的深部脑刺激,尚未在儿童身上使用,因为它是一种激进的干预措施。在我看来,可能还有其他方法可以奏效;例如,对于那些对噪音过敏的人,调节听觉皮层中感觉回路的活动。但首先你必须了解非典型大脑中的电路是如何工作的。我相信这将是未来的趋势。在未来 10 年或 20 年内,我们将开始在大脑层面看到这种类型的电路调节。

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#伊隆马斯克已经意识到行动与制造汽车是不一样的
2024-05-25 15:18:15

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