奔跑吧，小白鼠！

在藥物治療和電流刺激下，嚴重癱瘓的小白鼠能恢復(fù)部分行走能力，甚至小跑幾步——這就是瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院以庫爾蒂納教授為首的團隊在今年5月31日出版的《科學》期刊上發(fā)表的研究內(nèi)容。

科學家們是如何讓癱瘓的小白鼠重新奔跑的呢？

首先，他們會在確保不切斷脊髓的前提下，在小白鼠的脊髓上開兩個切口，這樣一來，小白鼠的后肢就會因為接收不到大腦傳來的神經(jīng)信號而癱瘓。

接著，他們向小白鼠的脊髓注入一種名為一元胺促效劑的混合藥物，這種藥物的作用是取代大腦發(fā)出的神經(jīng)遞質(zhì)，用以傳遞神經(jīng)信號。幾分鐘后，藥物開始發(fā)揮作用，科學家們就用微小的電流刺激小白鼠的脊椎末端。

現(xiàn)在，訓練開始了。科學家給小白鼠穿上迷你背心，使它呈站立姿態(tài)并保持平衡（見右上圖），然后以巧克力為誘餌，鼓勵它向前走。經(jīng)過兩三周的訓練，參與實驗的100多只小白鼠都勇敢地邁出了第一步。隨著訓練時間的加長，它們不僅能小跑幾步，甚至可以爬樓梯、翻越障礙物。

研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過一段時間的藥物治療和電流刺激，小白鼠脊髓中的神經(jīng)纖維切口開始重新生長，這些新生的神經(jīng)纖維能夠和大腦建立新的聯(lián)系，使肢體重新收到大腦發(fā)出的神經(jīng)信號，恢復(fù)部分運動能力。美中不足的是，小白鼠的整個行走過程仍需要持續(xù)的電流刺激。

這項研究獲得了癱瘓治療領(lǐng)域?qū)＜业母叨确Q贊。一直以來，人們幾乎已經(jīng)認定，一旦脊髓嚴重受損，就無法恢復(fù)運動能力。庫爾蒂納團隊的研究成果卻讓人十分振奮，雖然這些小白鼠目前僅能在藥物和電流的刺激下行走，但這仍給癱瘓患者帶來了希望。“這種方法不能治愈脊髓損傷，”庫爾蒂納教授表示，“但也許有朝一日能幫助病患恢復(fù)行動能力。”

也有專家提出了警告：老鼠的神經(jīng)系統(tǒng)和人類的神經(jīng)系統(tǒng)并不完全相同，參與實驗的小白鼠的脊髓所受的是切割傷，創(chuàng)面整齊，而現(xiàn)實中的癱瘓患者的情況則要復(fù)雜得多。正如英國脊髓研究協(xié)會研究員丹·巴登所說：“這是一項激動人心的成果，不過我們?nèi)匀灰斏鳌！?/p>

【練一練】

研究人員進行了含有不同鈉離子濃度的細胞外液（細胞外液滲透壓相同、鉀離子濃度相同）對離體槍烏賊神經(jīng)纖維電位變化的影響的實驗，結(jié)果如圖１所示。據(jù)圖回答：

（1） 神經(jīng)細胞對鈉離子和鉀離子的吸收 （填“有”或“沒有”）選擇性。

（2） 已知細胞外液中鈉離子濃度的高低關(guān)系是a>b>c，則圖1中受刺激以前三條曲線重合說明____________________________________ 。

（3） 比較圖中三條曲線可知，離體槍烏賊神經(jīng)纖維動作電位的峰值大小受到________________________

的影響。

（4） 若持續(xù)降低細胞外液中鈉離子的濃度，最終對離體槍烏賊神經(jīng)纖維電位變化的影響是________________________________________________。

【參考答案】

（1） 有

（2） 細胞外液鈉離子的濃度對離體槍烏賊神經(jīng)纖維的靜息電位無影響

（3） 細胞外液中鈉離子的濃度

（4） 收到適宜刺激后無法產(chǎn)生動作電位

（提示：神經(jīng)細胞膜內(nèi)鉀離子的濃度明顯高于膜外，而膜外鈉離子的濃度明顯高于膜內(nèi)。鈉離子的濃度主要與動作電位有關(guān)，而鉀離子的濃度主要與靜息電位有關(guān)。當改變兩者的濃度差后，靜息電位與動作電位的值就會發(fā)生改變。在一定范圍內(nèi)，細胞外液中鈉離子的濃度越大，動作電位的峰值就越高。如果持續(xù)降低細胞外液中的鈉離子濃度，受到刺激時，細胞膜對鈉離子的通透性增加，但鈉離子的內(nèi)流量較低甚至為零，所以不能產(chǎn)生動作電位。）