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2000年前古尸大脑中发现保存完好神经元!研究者:这史无前例

公元 79 年,维苏威火山发生了一场灾难性喷射,炸毁了邻近几个乡镇,形成数千人逝世。现在,意大利科学家从其间一个遇难者 “玻璃化” 的大脑中发现了保存无缺的神经元。相关研讨于 10 月 6 日在《公共科学图书馆 ? 归纳》上宣布。

在古代人类遗骸中发现脑安排是一件不寻常的事情。该论文的合著者皮尔 · 保罗 · 彼得罗恩以为,2000 年前的中枢神经系统的神经结构被无缺地保存下来,“咱们的事例是史无前例的”。

图 | 考古学家运用扫描电子显微镜,在一位古代遇难者的遗体中发现了存在神经元的依据。

人身后,大脑一般不会留存很长时刻。一般情况下,大脑是在自然环境下最早分化的东西之一。但这也并非没有先例。

“脑安排的确能保存下来,并且比人们幻想的要常见得多。”哥本哈根大学古蛋白质组学专业的研讨生亚历山德拉 · 海沃德独爱科技媒体 Ars。至目前为止,海沃德已找到了大约 1300 个保存下来的大脑。

不过,彼得罗恩等人在维苏威发现的保存大脑十分陈旧,并且就其保存机制提出了不寻常的假说。

玻璃化的大脑?

2001 年由彼得罗恩等人宣布的一项研讨估量,炸毁庞贝的火山碎屑流的温度为 500 摄氏度,足以在短时刻内杀死当地居民。彼得罗恩以为,赫库兰尼姆的居民或许就遭受了相似的命运。该地比庞贝城离维苏威火山更近一些。

彼得罗恩等人在后续研讨中证明晰这一点,即极点高温导致了许多人逝世。他与几位搭档对一名遇难者的头骨进行了剖析。依据彼得罗恩等人的说法,大脑物质一般会在高温下“皂化”,变成甘油和脂肪酸。可是这名遇难者的大脑现已被特别地玻璃化了,也便是熔成了玻璃。参阅其时环境中被烧焦的木头,估量温度可高达 520 摄氏度。

“这标明极高的辐射热能够点着体内脂肪并蒸腾软安排,”彼得罗恩总结道。“从受害者头部检测出的玻璃状物质、人脑中留存的蛋白质,以及在头发中发现的脂肪酸,标明晰热诱导下,存留的是玻璃化的人类脑安排。”

图 | 开掘标本时领会的草图勾勒出人体的特征。头骨的后部已爆开。A. 从颅骨内部搜集的玻璃化的脑碎片;B. 脊柱玻璃化的脊髓碎片。

在最新的论文中,彼得罗恩等人研讨了从前判定的蛋白质的基因表达,包括运用扫描电子显微镜,得到玻璃化的大脑和脊髓残骸的成像效果。他们发现,这些图画提醒了人类中枢神经系统的典型特征,包括神经元和脑白质中的轴突。这证明晰脑安排转化为玻璃后,人们发现了保存无缺的古代神经元结构。

“这一特殊的发现标明,火山喷射开始时,突击赫库兰尼姆的热火山灰云敏捷冷却。”论文合著者圭多 · 佐丹奴说道。研讨小组得出结论,一起的玻璃化进程 “冻住” 了该特定遇难者的神经元结构,从而使它们无缺无损。

此外,伦敦大学学院的阿克塞尔 · 佩佐尔德和几位搭档证明,在约克郡的赫灵顿出土的 2600 年前的人类头骨中,有神经细胞结构被保存了下来。不过,其机制与彼得罗恩等人宣称的玻璃化不同。而近期至少有四篇论文标明,在保存无缺的古代大脑中发现了神经元存在的依据。所以或许有不止一种机制在起效果。

理论争议

英国蒂赛德大学的法医人类学家蒂姆 · 汤普森表明,他以为汽化理论并不合理,他更倾向于自己的依据骨骼和胶原蛋白依据的代替理论——即赫库兰尼姆的遇难者或许本质上是被较低强度的热量炙烤过,就像在烤箱里烤肉相同。

而依据海沃德的说法,乃至皂化效果也不是典型的。她查阅了约 187 个资料来历,只要 9% 的资料描绘了相似皂化的现象,其间只要一种被化学证明。

汤普森以为这篇最新的论文很风趣,但也 “令人懊丧”,特别是由于作者没有包括原始数据,仅仅一个蛋白质和相关基因表达的列表。“需求有更多关于团队康复的数据的信息,并更多地参阅曾经宣布的研讨。” 他更想知道为什么在这种特定的情况下大脑资料能够保存得如此无缺,而其他赫库兰尼姆遇难者的大脑现已彻底蒸腾了。“这是如此风趣和杂乱的保存布景,值得进一步探究。”

依据海沃德的观念,最近的两项古蛋白质组学研讨报告了数百种蛋白质,而彼得罗恩等人只发现了 9 种。“为什么这 9 种蛋白质被发现了,这是否与这个大脑的保存办法有关。”海沃德表明,“在没有原始数据的情况下,很难进行调查。”

海沃德的搭档马修 · 柯林斯谈及在剖析陈旧的蛋白质组时,一般只能识别出仪器所检测数据的 3%。因而,当研讨者宣布一篇论文时,根本会发布一切的原始数据。“一般来说,原始数据是能够拜访和下载的,而新的软件战略和新的剖析办法也会带来新的效果。”

不可否认,法医学和人类学的交融以及先进的东西,正在为此类研讨带来福音。柯林斯指出,个性化医疗的激增,促发了高通量基因测序和蛋白质组学的混合。再加上合适剖析古代样品的高共振成像技能,使此类研讨及论文明显添加。正如柯林斯所说:“咱们都提出了不同的办法和主意,由于咱们意识到只要一起协作,才干真实了解这些研讨的发展。”

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