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神经科学与艺术的碰撞:这些作品能看懂几张?

2019-01-02

科学中国人 2018年19期
关键词:蛔虫神经元神经

《维持复杂生命的复杂节奏》自主神经系统让我们的心脏日夜跳动。荷兰神经科学研究所的研究员伊素尔·维表示,这一系统并没有完美的周期性节律,甚至在我们睡觉时也没有。他记录的图像覆盖了沉睡受试者在15分钟内的心脏活动的等长心电图读数。图片中高峰和低谷的缭乱分布展现了心脏的多变节律。

《精彩的火焰》豹纹壁虎在失去肢体时拥有非凡的再生能力,它们也可能再生大脑受损的部分。为了测试这个可能性,麦克唐纳希望找出在受伤情况下可能用来再生大脑的神经干细胞。麦克唐纳利用两种荧光染料制作了豹纹壁虎大脑中这些潜在干细胞的发光照片:细胞核为紫色,丝状物为亮橙色。

21世纪被世界科学界公认为是生物科学、脑科学的时代。在20世纪末美国“脑的十年”和日本“脑科学时代”计划的推动之下,对人脑语言、记忆、思维、学习和注意等高级认知功能进行多学科、多层次的综合研究已经成为当代科学发展的主流方向之一,而神经科学与艺术的碰撞会让我们更加意识到此类研究的意义所在。

《装甜菜根汁的小瓶》这是艺术家鲁琳的照片集。创作者想表达的是,血液是连接身体、大脑和情感的重要途径。伦敦大学国王学院的卡迈恩·帕瑞恩提的研究显示,压力引起的血液炎症会减缓大脑神经元的形成,进而引发抑郁症状。

《自旋玻璃》这个由玻璃和电线构成的装置中,灯泡的闪烁代表了老鼠环顾实验室时大脑中定向通路产生的刺激。每条神经链和某个音乐和弦结合,从而以一种令人着迷的艺术形式探究着老鼠的大脑。艺术家珍妮·沃尔什与杰里米·基南合作创作了这个作品。

《人类的星形细胞瘤》阿姆斯特丹自由大学医学中心研究员阿尔文·卡莫曼斯使用颜色来代表第三个维度——深度。这张人脑肿瘤细胞图由64张单独照片合成,每张照片都以独特的色调和不同的焦距拍摄。蓝色的结构距离镜头最远,红色最近。两种颜色极值距离镜头的深度之差不足百分之二毫米。

《液态金色》信息像流水一样通过听觉神经从耳朵流入大脑。伦敦大学学院听力学家丹·贾格尔用荧光显微镜拍摄了老鼠的内部结构。通过这种技术,明亮的金色着色剂把神经元细胞微微染色。神经元细胞相当于信息涌入的河床。与此同时,第二种染料与细胞核中的DNA结合,用天蓝色展现了人类生命中最珍贵的分子。

《蛔虫活动排序图》这张图的每个竖栏自上而下记录了一只蛔虫的活动情况。西班牙阿利坎特神经科学研究所的研究员亚历克斯·戈麦斯-马林把蛔虫90种独特的动作姿态映射为特定的色调。颜色的重复代表动作的重复,这通常发生在蛔虫缓慢移动时。

《纹状体和轴突》大脑中纺锤形的细长信号载体——轴突在图中呈现为蓝色和橙色。轴突的周边是大脑中心附近的仿佛褐红色烟雾的纹状体。作为人体最长细胞的延伸部分,轴突在大脑的大片区域中传导着信息。由挪威科技大学神经科学家卡罗利妮·霍夫德拍摄。

《思想的构造》这些图片看起来像黑暗海面中青翠岛屿或者沼泽地中蜿蜒水道的鸟瞰图。但实际上,它们并不是地球的俯瞰图,而是描绘了肾小球内微观的“神经元景观”。第一幅图中,创作者使用发光的绿线来展示细胞结构中的荧光。

《大脑彩虹》大脑彩虹是神经科学家以不同色调显现各个神经元的一项技术。艺术家莎拉·伊齐基尔使用跟踪艺术家眼球运动的软件完成了这幅脑图。每次观察时,这件作品似乎都在混乱与秩序之间摇摆不定。

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