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實驗室中的大腦皮質和海馬體。
如果把人類的大腦比作深不可測的海洋，那麼“海馬就是這片海洋深處最神秘的“海溝了。在中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所的實驗室裏，小鼠的“海馬被表達成寶藍色澤的影像，顯示在黑底圖片上。中國科學家們的最新研究發現，通過對深腦進行定期定量的磁刺激，可以使小鼠腦內海馬區域新生神經元數量大幅增加，更重要的是小鼠的抑鬱症狀得到了緩解。
發表《深腦磁刺激可促進海馬神經再生及減輕抑鬱、精神疾病症狀》等最新成果的中科院研究員、博士生導師仇子龍告訴記者，基於基因研究的腦疾病及其干預研究已成為中國科學家探索人類腦部機理的一大方向，未來將大有可為。
“海馬上的那些小亮點令人興奮
在仇子龍的工作室裏，他向記者展示了對抑郁小鼠模型開展深腦磁刺激的科研成果。“那些藍色的溝回，是小鼠大腦中的海馬，海馬上的那些小亮點真是令人興奮！仇子龍指著一幅圖告訴記者，那些亮點是接受深腦磁刺激後對小鼠海馬神經元的跟蹤分析，亮點在圖上明顯增多，證明通過磁刺激，新生神經元增多，而從小鼠的行為觀察，抑鬱症狀也減輕了。
人類通過解剖學發現腦內海馬體的存在不到５００年，在最近１００年的研究中，科學家逐步了解了腦內不同組件的功能，其中海馬部分與人類情景記憶的形成和空間記憶和方向定位等都有著密切關聯。
在定時定量磁刺激的基礎上，那些新生神經元被仇子龍的團隊進行了顯影標記。實驗過程中，科學家發現，深腦磁刺激可以促進成年及老年小鼠神經幹細胞增殖並且促進成年海馬新生神經元樹突發育。“我們可以看到被標記的神經元變得枝葉繁茂起來，這些令人震驚的神經元形態改變伴隨著電活動誘導基因表達的上調，包括與神經幹細胞生長有關的的成纖維生長因子ｆｇｆ１ｂ基因等。
令人吃驚的是，深腦磁刺激可以改善發育類神經系統疾病如瑞特綜合徵小鼠模型的疾病症狀，不僅可以緩解其焦慮表型，持續進行深腦磁刺激可顯著延長疾病模型小鼠壽命。相比不經過磁刺激的對照組小鼠擁有１００天左右壽命，接受深腦磁刺激治療的小鼠壽命普遍延長至２００－３００天，有幾隻甚至壽命超過了１年。
“就好比是電影《猩球崛起》中的一些科幻情節。原本被認為無法大量再生的神經元，通過磁刺激在成年動物大腦中短時間內大量產生。仇子龍說。
神秘的磁場真的能治病嗎？
“深腦磁刺激這個詞彙讓人“不明覺厲的地方，不僅在於人類大腦的神奇，也在於磁刺激本身的神秘。
儘管人類運用指南針的磁學原理已有幾千年曆史，但真正解析出磁、電、光等的科學原理，還是到了１９世紀。大到宇宙空間，小到人們日常使用的手機、ＩＰＡＤ，都有磁場。神秘的磁場真的能治療某些腦部疾病嗎？
仇子龍介紹說，在醫學史上，有運用電擊療法治療神經系統疾病的案例，就好比“電腦重啟，外部的電擊或許可以使“人腦重啟。而近年來，經顱磁刺激（ＴＭＳ）被認為可以影響大腦神經電活動，而且在部分國家被用來治療抑鬱症。２００８年，ＴＭＳ治療方法獲得美國食品藥品監督管理局的批准。穿透力更強的深顱腦刺激被嘗試應用於治療更嚴重的神經系統疾病比如帕金森病。不過對於這種電磁刺激治療方法的生物學機制，學術界依然知之甚少。
今天，很多中國人在醫院接受的一個檢查項目——核磁共振，也與磁有關。大約１０－１５年前，科學家注意到一個有趣的現象，某些腦類疾病（如重症抑鬱症）患者在完成核磁共振檢查後，症狀有所緩解。受其啟發，國際醫學界運用磁刺激原理針對抑鬱症、自閉症乃至老年癡呆症的臨床研究也一直在持續。
“在不能武斷推論核磁共振與緩解症狀之間的關係時，我們對磁刺激本身的生物學效能產生了強大的興趣。仇子龍說，事實上在中國國內也有眾多科學家、臨床醫生已經將磁刺激運用於治療一些腦疾病，特別是用於緩解抑鬱症及老年癡呆症病人的症狀。
仇子龍的工作室採用了北京某生物科技公司、中科院昆明動物所、天津大學多位科研人員早前的研究成果，在實驗室建立起一套適宜於小鼠、猴子等動物模型的磁場環境。磁場的再造主要是通過兩個大型線圈的相互作用，小鼠、大鼠乃至食蟹猴等抑鬱症、瑞特綜合徵模型也隨之逐步建立起來。
疾病研究：中國未來“腦計劃的現實關照
仇子龍坦言，探秘深腦磁刺激本身並不是自己的“本業，而這些“副業卻進一步推動了自己的主業研究——有關自閉症相關蛋白ＭｅＣＰ２工作機理的研究。仇子龍歸國後歷經數年的研究成果，日前發表於國際生物學專業期刊《發育細胞》上。
ＭｅＣＰ２是一種甲基化ＤＮＡ結合蛋白，負責招募轉錄抑制複合物且關閉基因表達。人類ＭｅＣＰ２基因的突變或拷貝數增多，均會導致瑞特綜合徵、自閉症等多種發育性神經系統疾病。該研究組在最新研究中，ＭｅＣＰ２是通過直接調控ＤＧＣＲ８／Ｄｒｏｓｈａ複合物影響ｍｉｃｒｏＲＮＡ（一種迷你的不可複製的ＤＮＡ）加工及靶基因表達，進而影響大腦發育。這項工作提出了致病基因影響大腦發育的新工作機理，也有望為未來的藥物設計提出新的潛在靶標。
而現實中，希望通過科學家和醫療機構探求遺傳基因和基因突變等，破解抑鬱症、自閉症、瑞特綜合徵等的成因，也是眾多患者家屬的呼聲。
“我們認為，中國現階段的基礎科學研究，應當有其現實觀照，特別是考慮到腦疾病發病率升高、患者為家屬帶來的負擔激增等因素，都促使科學家在探究深腦秘密的同時，更關注疾病的病理分析。仇子龍推測，如果未來中國要開展專屬本國的“腦計劃，腦疾病研究將會是一大方向。