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人脑细胞数量如何估计得?

本帖由 漂亮的石头2020-08-21 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

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    [​IMG] 小虎纸,万物并育而不相害,道并行而不相悖 阅读原文

    哈哈哈,这是个好问题。

    苏珊娜(Suzana Herculano-Houzel)在 TED 演讲中说过一种方法[1]。

    苏珊娜的动机也很简单。她发现很多资料都说人类大脑中神经元有 1000 亿个。她问同事们是否知道这个数字是从哪里来的, 但没人知道。于是,苏珊娜想通过查找文献的方法找到数据来源,也没找到。这个时候,苏珊娜突然意识到,这似乎可以说明其实没有人去真正数过人类大脑里面的神经元数量。于是,苏珊娜决定亲自数一数。

    神经元计数并不容易,首先要面对的一个难题就是神经元的形状。典型的神经元由胞体和突起两部分组成[2]。

    [​IMG]
    图 1:神经元示意图,图片来源[1]

    不过,再怎么复杂的神经元都含有一个细胞核,因此可以转变思路,改数神经元数目为数细胞核数目。

    苏珊娜的做法是,取大脑, 让它溶化在洗涤剂里, 洗涤剂会破坏细胞膜,但保持细胞核数目不变。 这一步相当于得到了大脑神经元的细胞核悬浮液。

    [​IMG]
    图 2:脑细胞核悬液,图片来源[1]

    接下来就需要对这些液体中的细胞核进行计数了。

    有了这个思路转变,接下来的事情就简单了,剩下的,高中生知识足够。

    将得到的细胞核悬液摇匀,取部分溶液,计数,计算得到数值。如果细胞核密度太大,可以采取梯度稀释的方法,就和高中生物中微生物计数方法里提到的差不多[3]。

    [​IMG]
    图 3:梯度稀释示意图,图片来源[3]

    得到了适当浓度的细胞核悬浮液后,只需要四个或五个这种细胞核均匀分布的样本,通过在显微镜下观察计数就可以了,用简单的血细胞计数板就行。

    苏珊娜最终得到的答案是,约 1.2 公斤的人类大脑中平均有 860 亿个神经元,其中有 160 亿个存在于大脑皮质里。

    [​IMG]
    图 4:人脑中约 860 亿个神经元,图片来源[1]

    如此说来,高端的实验思路往往并不需要复杂的实验仪器。

    以上,供参考。

    PS:视频很精彩,可以通过参考[1]的链接观看。

    参考
    1. ^苏珊娜·郝库蓝诺 - 赫佐尔: 人类大脑最特别的地方在哪里? http://open.163.com/newview/movie/courseintro?newurl=M9HKSI13F
    2. ^Human Physiology.McGraw-Hill.14th.2016
    3. ^高中生物教材,选修Ⅰ,人民教育出版社,2004 年初审通过
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