对损伤的反应

学习目标问题 2-13 受损的大脑能自我重组到什么程度？什么是神经发生？

图2.20

一名6岁的孩子接受了手术，结束了可能危及生命的癫痫发作。虽然整个大脑半球的大部分被切除，但她剩下的半球通过让其他区域工作来补偿。约翰斯·霍普金斯大学的一个医疗小组回顾了他们所实施的儿童半球切除术。虽然对侧手臂的使用受到了影响，但该医疗小组报告说，他们对患儿的记忆力、个性和幽默感保持得如此之好感到“震惊”（Vining et al., 1997）。孩子年龄越小，剩余半球接管手术切除半球功能的概率就越大（Choi, 2008; Danelli et al., 2013）。

我们在前文中了解了神经可塑性，即大脑如何适应新情况。我们经历大大小小的不幸时，大脑会发生什么呢？一起来探讨一下大脑在受损后的自行修复能力吧。

大多数脑损伤的影响可以追溯到两个如铁的事实：（1）与被割开的皮肤不同，被切断的大脑和脊髓神经元通常不会再生。如果脊髓被切断，人可能会永久瘫痪。（2）一些大脑功能似乎预先分配给了特定区域。一个新生儿的颞叶面部识别区域如果受到损害，就会永远无法识别他人的面孔（Farah et al., 2000）。但也有好消息：一些神经组织可以在损伤后进行重组。

神经可塑性也可能在严重损伤后发生，尤其是在幼儿身上（Kolb, 1989）（图2.20）。束缚诱导疗法的目的就是实现大脑神经的重新连接，有效改善脑损伤儿童甚至是成年中风患者的灵活性（Taub, 2004）。治疗师限制患者功能齐全的肢体，强迫他们使用“坏掉”的手或腿，逐渐对患者的大脑重新进行编程。有一位50多岁的中风患者，治疗人员限制住他的好胳膊和好手，安排他去擦桌子。慢慢地，他的坏胳膊恢复了行动能力。随着大脑受损部分的功能迁移到其他脑区，他逐渐重新学会了写作，甚至还可以打打网球（Doidge, 2007）。

大脑的可塑性对盲人或聋哑人来说是个好消息。失明或失聪使他们未使用的脑区可作其他用途，如听觉和嗅觉等（Amedi et al.，2005; Bauer et al., 2017）。如果一个盲人能用手指阅读盲文，那么对应该手指的脑区就会扩大，因为触觉信号会侵入通常帮助人看东西的视觉皮质中（Barinaga, 1992; Sadato et al., 1996）。神经可塑性也有助于解释，为何在学习另一种语言之前先学会了手语的聋人，周边视觉和运动检测视觉得到了强化（Bosworth & Dobkins, 1999; Shiell et al., 2014）。以手语为母语的聋人，其颞叶区域（常用于接收听觉信号）无法接收到刺激，最后会选择接收其他信号进行加工，例如视觉系统中那些用于观察和解释手语的信号。

通常用于特定功能的其他脑区在因疾病或损伤而空出来时，也可能发生类似的再分配。如果大脑左半球的语言功能被左半球缓慢生长的肿瘤破坏，右半球可能会对其进行补偿（Thiel et al., 2006）。当天生没有手的人使用脚来执行日常任务时，他们大脑中对应手部的体感皮质会非常活跃，即使他们从来没有过手（Striem-Amit et al., 2018）。那么，腿部以下截肢患者的性交体验是怎样的呢？“我实际上是在幻肢上体验高潮的，”该患者称，“而且那里的感觉范围要比之前大得多得多，因为它不再仅仅局限于我的生殖器上。”请回看图2.17，体感皮质的脚趾区域与生殖器区域相邻（Ramachandran & Blakeslee, 1998, p. 36）。

尽管大脑经常试图通过重组现有组织来进行自我修补，但研究人员正在争论的是，它是否也可以通过神经发生（neurogenesis），即产生新的神经元来进行自我修复（Boldrini et al., 2018; Kempermann et al., 2018; Sorrells et al., 2018）。研究人员已经在成年小鼠、鸟类、猴子和人类的大脑深处发现了婴儿神经元（He & Jin, 2016; Jessbergeret al., 2008），这些神经元以后可能与邻近的神经元形成连接（Gould, 2007; Luna et al.，2019）。神经发生因人而异，为我们为何以自己独特的方式体验某个共同的过程提供了佐证（Kempermann, 2019）。

干细胞可以发展成任何类型的脑细胞，也存在于人类胚胎中。如果在实验室里大量生产神经干细胞并注射到受损的大脑中，它是否能替代缺失的脑细胞呢？在如何生产类似人类神经元功能的干细胞方面，各个大学和生物技术公司的研究人员持续取得新的突破（Lu et al., 2016; Pasca et al., 2015）。该种干细胞研究不仅有助于治疗患病或受损的大脑，还有助于了解大脑发育、记忆和其他基本精神过程（Mariani et al., 2012; Sun et al., 2015; Zhang et al., 2016）。是否有朝一日，外科医生能像我们在破旧的运动场上重新种草一样重建受损的大脑呢？敬请期待吧。运动、睡眠以及其他无压力但有刺激的环境是神经发生的自然促进因素，我们也可以从中获益（Liu & Nusslock, 2018;Monteiro et al., 2014; Nollet et al., 2019）。