分子技术揭开人脑保存2600年之谜
- 2020/1/10 17:13:43 16375
- 来源：仪器网
【仪表网 仪表产业】被保护在颅骨之内的大脑是人体内重要也脆弱的器官。即便是死亡之后，主要由水和蛋白质组成的大脑也是发生自溶的器官之一。由于自身蛋白水解还有腐烂的作用，大脑会在死后迅速溶解，这也是考古学中古人类大脑化石数量极其有限的原因。因此古人类的大脑演化主要还是通过研究颅骨的形态以及颅内膜来寻找人类脑髓及神经进化方面的直接证据。
然而这个世界总是不缺乏“意外”与“奇迹”。2008年，考古学家在英国赫斯灵顿的一个水坑中意外发现了一块保存完好的人类大脑。被发掘时，包裹大脑的头骨面朝下被埋在泥土坑中，周围没有找到身体其他部位的痕迹，令人震惊的是颅骨中依然保留了完整的大脑软组织。
根据碳年代测定法，这颗大脑属于公元前7世纪到公元前5世纪之间的一个中年人。进一步检查后科学家发现大脑没有经过任何风干或者烟熏之类的防腐措施。这颗头颅在被砍下后既没有埋葬在类似冰川或者沙漠这种可以保存尸体的特殊环境，也没有做任何防腐措施，它是怎样在其他软组织全都腐烂得不见踪迹的时候依然保留下大脑呢？
近，这个问题得到了解答。《皇家学会界面杂志》近日发表一篇研究报告，研究人员利用分子技术检测了保留下来的大脑组织，并进行了一系列实验，发现大脑中的蛋白质折叠成了一个稳定的“聚集体”，这种蛋白质团块可以防止蛋白质降解，有助于长时间保存软体组织的结构。虽然研究人员仍然不清楚是什么原因使蛋白质聚集在一起，但现有的发现已经为蛋白质组学与考古学提供了新的方向。
在生物学与医学领域，对大脑的研究主要依赖无损伤的脑成像技术，包括脑电图、功能性核磁共振成像、正电子发射断层成像等，这是为了不对研究对象造成损害。而古人类研究则完全没有这种顾虑。研究已经死亡的大脑有更多的仪器可以使用。
研究团队使用的主要是免疫电子显微镜、凝胶电泳以及液质联用仪。免疫电镜技术是免疫化学技术与电子显微镜技术的结合，利用电子显微镜在亚细胞和超微结构下对抗原进行定位分析。通过免疫电子显微镜，研究人员确定了古大脑类似于脑组织轴突的微结构由紧密堆积的Nf蛋白组成。对古大脑蛋白质的进一步分析则需要免疫组织化学以及质谱技术。高度灵敏的免疫分析方法可用于定量蛋白质，而液质联用技术则用于蛋白质组学分析。研究人员利用液质联用仪鉴定出800多种蛋白质，证实了成像和免疫学数据。
从这颗2600年前的大脑被发掘出来到发现大脑没有腐烂的原因，科学家们花了十年。这需要感谢十年间技术的突破与仪器的进步。对于古生物研究，化石与仪器永远是重要的两个支点。没有化石就没有研究的材料与证据；没有先进的仪器，就无法从化石中获取足够多的信息。“生存”了2600年的大脑的谜团还没有彻底揭开，新的研究成果要等多久？也许是在新的研究方法出现的时候吧。
资料来源：中国科学报
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