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为什么大脑组织没烂掉

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下图中是亚历山德拉·莫顿-海沃德,牛津大学的博士生,她手里拿着的是一瓶福尔马林,里面的样本是200年历史的两片人类小脑半球。海沃德以前在殡葬行业工作,由于在工作中发现大脑在死亡后液化速度快于别的组织 ,对此她产生了浓厚兴趣,进入牛津大学攻读法医人类学博士,



她发现,虽然大脑难以像骨头那样被完整的保留下来,但出乎意料地是,现实世界中大脑保存下来的样本要比人体其它软组织多。在牛津实验室里,她和同事们收集了570个古代大脑。它们被装在有盖子的容器里,然后保存在冰箱里。其中最古老标本是一颗来自瑞典石器时代、已有8000年历史的大脑,当时其被一根尖桩插在湖床里。

莫顿-海沃德翻阅了过去三百年的科学文献,采访了历史学家和考古学家来整理这些大脑资料。但是,并不是所有的实物标本都能找来研究。最古老上世纪20年代在俄罗斯发现的两颗1.2万年前的大脑,据说它们是和长毛象牙一起发现,目前下落不明。她已经整理分析了考古学家发掘出的4405个大脑记录。这些大脑来自北欧的泥炭沼泽、安第斯山顶、船只残骸、沙漠墓地和维多利亚时期的贫民窟。



莫顿-海沃德和她的同事发现,这些变色并收缩的大脑多数因四种条件方式保存下来。干燥、炎热的环境会让大脑脱水,这种情况类似于木乃伊的处理方式。而在酸性泥炭沼泽中,尸体基本上就像皮革制作一样的被鞣制,因此大脑也得到保留。在寒冷的地方,大脑会被冻结。还有一部少数情况,大脑中的脂肪会转化为“尸蜡”,即皂化过程。

在大约1328个案例中,大脑在其他软组织都已消失的情况下仍然保存下来,这引发了大家的兴趣。因此莫顿-海沃德认为,存在第五种机制,可能是一种分子交联形式,由于环境中某些金属存在,大脑中的蛋白质和脂质与铁或铜等元素发生融合,从而使大脑得以保存。因为大家一致认为,骷髅的脑壳不是这些大脑得以保存下来的原因,甚至有些大脑是在已经被破坏受损的骷髅中发现的。

人类的中枢神经系统组织非常脆弱和易受损,而大脑组织能够保存这么多年一定有非同寻常地原因。下图是在比利时伊普尔圣马尔腾教堂墓地(约10世纪)发掘出的已有1000年历史的人脑,褶皱仍然柔软湿润,但被氧化铁染成了褐色。



人脑是人体代谢最活跃的器官。它只占我们体重的2%,却消耗20%的能量。这是一个极其复杂的器官,包含的信息量巨大。古老的DNA在这些大脑中可能保存得非常好,至少在某种不明机制的保存方式下,经过脱水、收缩,形成了一种封闭的结构 ,从理论上来说,从中可以提取高质量、高产量的古人类DNA和其它信息,并揭露这些大脑主人的秘密。同时通过研究古人类大脑而建立的数据库,使科学家能够确定今天已知的疾病是否在许多年前就存在,从而知道当今的一些脑部疾病是否源于现代社会环境和刺激影响以及生活方式。

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