大脑中有个“舒氏边缘区”——记南方医科大学珠江医院舒斯云教授
不久前，2005年度“中华医学科技奖”在京揭晓。由南方医科大学(原第一军医大学)神经科学研究所教授、博士生导师舒斯云等人完成的“一个学习记忆有关脑区的发现及其结构和功能的研究”，荣获一等奖。
荣誉的获得对舒斯云教授来说已非新鲜事——仅上述获奖研究就曾入选由科技部组织评选的2000年度中国基础研究十大新闻；2001年入选由国家六部委组织评选的中国医药科技十大新闻；2001年还荣获军队科技进步一等奖。
相对于荣誉，舒斯云教授认为更值得回味的是获得荣誉前的那段艰难、曲折的研究历程。她说，人们往往只看到成功的辉煌一面，却不了解成功中所包含的艰辛和代价。为了上述研究，她付出了近二十年的心血。
■发现大脑边缘区
人类通过长期的科学研究，现已知道与学习记忆有关的脑区包括大脑皮层、海马、杏仁核以及与老年性痴呆症密切相关的Meynert基底核等。但这些结构之间是如何联系的？脑内是否还有其它与学习记忆有关的区域？
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舒斯云教授正是在这两个充满未知知识的领域获得了重要发现。
早在1986年的春天，时年50岁的舒斯云教授，来到美国田纳西州大学医学院做高级访问学者。在美国，她开始进行脑纹状体研究，但半年后，指导她工作并负责她工资的导师却突然不辞而别。这意味着不但她的研究无法继续进行，甚至连生活都无以为继。在万般无奈的情况下，舒斯云只得去找校长求助。这位校长不久前听过舒斯云作的研究报告，他佩服这位东方女学者的才华。他表示，愿意资助舒斯云的研究，而且研究成果归她所有，并承诺给予她更高的月薪——这在美国大学的留学生中还是罕见的。在校长的支持下，舒斯云继续开展大脑纹状体的研究。不久，她的研究取得了重大突破：一天，她在进行大鼠实验时，忽然在显微镜中发现，在实验鼠大脑纹状体的圆形细胞群中，有一群美丽而陌生的细胞：正面看像一个圆盘，侧面看像一轮弯月，在纹状体的边缘形成一个特殊的、指甲盖大小的区域。
舒斯云发现，这群细胞的形态与纹状体其它课幌赴男翁煌⑶艺馊?br>细胞之间的神经网络联系很奇特，又与Meynert基底核有紧密的突触联系。舒斯云将这群细胞所处的部位，称为边缘区。此后，舒斯云又和同事们一起，对100多只猫、20多只猴子的大脑以及人脑进行了免疫组织化学、神经联系追踪、受体基因原位杂交和计算机三维立体结构重建等研究，进而证明，边缘区是普遍存在于哺乳动物脑内的一个重要结构，越高级的动物，其边缘区就越发达。他们推测，边缘区的功能可能和大脑的学习记忆有关。当以舒斯云为第一作者的报道大脑边缘区这一重大发现的论文发表在《化学神经解剖学杂志》(《J Chemical Neur-oanatomy》)上时，立即引起了该研究领域的强烈反响。1999年，巴西学者Sh-ammah-Lagnado和HeimerL等在提出前连合——纹状体投射纤维终止于边缘区的理论时，把大脑边缘区称为“舒氏边缘区”。
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■证实大脑边缘区与学习记忆有关
如果说发现纹状体边缘区或许带有偶然性，那么，舒斯云以后的探索则充满了艰辛，花费了她更多的心血。
1989年，在海外已声名鹊起的舒斯云，婉言谢绝了美国田纳西州大学医学院的挽留，返回祖国。她要在国内继续探索纹状体边缘区的结构和功能，让所有的科研成果落在中国的大地上。回国后，舒斯云落户珠江医院，并在医院提供的100万元科研经费的资助下，仅用3个月就建立了包括5个实验室的神经生物学研究室。舒斯云带领课题组，又开始了新的攻关。
他们先后对2000多只大鼠脑边缘区的结构和神经网络联系进行了研究。大鼠脑边缘区是一个只有100多微米厚的薄盘状结构，研究中，他们要用立体定位仪向该边缘区内注射微量示踪剂，还要进行灌注、取脑、切片、染色和显微镜观察，常常是对100多只实验鼠完成这些实验步骤后，只有20只左右的实验鼠可用于研究。
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通过日复一日的艰辛研究，他们发现：实验鼠脑边缘区的各种神经肽类递质比纹状体其它区域丰富得多；边缘区内与学习记忆有关的P物质、脑啡肽、神经肽Y、神经降压肽以及微量元素锌的含量也很高；边缘区与脑内海马、杏仁核等有关学习记忆的结构之间，有功能和结构联系，是联系边缘系统和Meynert基底核的中间枢纽。
迷宫实验是检验动物学习记忆功能的重要方法。舒斯云等将大鼠放在有三个通道的“Y”迷宫内，其中有两条黑暗通道是通了电的“危险区”，另一条亮灯的通道是不带电的“安全区”(两个区可随意变换)。他们发现，经过数次电击教训，“聪明”鼠学会了往亮处跑以回避电击，而“笨”鼠总是执迷不悟地由着本性往暗处钻，任凭电击而不知躲避。
舒斯云等从数百只大鼠中挑选出近百只“聪明”鼠，对其进行损毁纹状体不同部位的实验。结果他们发现，只有大鼠脑两侧边缘区受到损伤，才会出现学习记忆减退。舒斯云和一名研究生“背靠背”地对大鼠进行了为期一年的迷宫双盲行为实验，并将实验结果进行综合分析后，确定了边缘区是大脑具有学习记忆功能的结构之一。
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这是第一个由中国人发现的学习记忆脑区，是国际神经科学领域中的一项原创性发现。
■实验结果在人脑中得到证实
舒斯云领导课题组，经过十几年的艰辛努力，对包括人在内的哺乳动物的脑边缘区进行了深入、细致的研究，取得了重大成果。
他们首先发现并证明了边缘区是人脑内学习记忆环路中的一个重要中枢，且对其它学习记忆中枢的功能有调控作用，这为进一步研究和探索人脑的学习记忆相关基因、认知功能约坝泄匚镏剩峁┝诵滤悸泛托孪咚鳎陨钊胙芯坑泄亓?br>床疾病(如老年性痴呆症和帕金森病等)的发病机理和诊治，提供了新的理论基础，同时也为研究和开发益智、抗痴呆等药物，提供了行之有效的动物实验方法。
2001年，舒斯云领导课题组，利用功能性磁共振(fMRI)，对17名志愿者进行了人脑旨且涞牟舛ā＝峁欠⑾郑笔苁哉吲且洳馐允质保浯?br>脑额叶和边缘区的活动明显增强，在fMRI的影像上显示出红色活动区，从而证明人脑的边缘区和额叶共同参与了数字记忆活动。临床中，当脑卒中患者两侧纹状体的出血侵犯边缘区时，患者的计算能力明显减退，连100以内的加减计算都无法完成，而在帕金森病晚期患者中，有1/3的人出现智能障碍。舒斯云推测，这很可能是由于病变范围扩大，侵犯了大脑边缘区所致。这一发现为研究某些学习记忆障碍疾病的发病机理及其诊治，提供了新思路。
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长期加班加点地紧张工作，使舒斯云患上了高血压和冠心病。然而，令她欣慰的是如此辛勤耕耘，毕竟换来了上述丰硕的成果。目前，大脑边缘区这一发现已被国内外神经科学家接受和认可。美国、英国、加拿大和我国香港等国家和地区的11所著名大学，先后邀请舒斯云去作专题报告，对大脑边缘区进行介绍。因主编大鼠脑立体定位图谱而闻名于世的美国神经科学家PaxinosG，在其1995年主编的巨著《鼠神经系统》(《The Rat Nervous System》)第二版中，将大脑边缘区作为腹侧纹状体五个部分的第二部分进行介绍。主编过多部教科书的美国学者Heimer L教授，在其撰写的《基底前脑》(《The Basal Forebrain》)这部专著中，专列章节介绍了大脑边缘区。在国内，我国教育部出版的《面向21世纪教学改革新教材-神经科学基础》和韩济生院士主编的《神经科学原理》这两本专著中，也专门加入了介绍大脑边缘区的章节。
据了解，目前舒斯云等正在与国外专家一起，进一步研究大脑边缘区的学习记忆功能的机理及其物质基础，并探索某些学习记忆障碍疾病的发病机理，以彻底破解人类大脑学习和记忆之谜。 ∪嗣瞧诖攀嫠乖颇茉倩癯晒Α?br> 本报记者 朱国旺, http://www.100md.com
荣誉的获得对舒斯云教授来说已非新鲜事——仅上述获奖研究就曾入选由科技部组织评选的2000年度中国基础研究十大新闻；2001年入选由国家六部委组织评选的中国医药科技十大新闻；2001年还荣获军队科技进步一等奖。
相对于荣誉，舒斯云教授认为更值得回味的是获得荣誉前的那段艰难、曲折的研究历程。她说，人们往往只看到成功的辉煌一面，却不了解成功中所包含的艰辛和代价。为了上述研究，她付出了近二十年的心血。
■发现大脑边缘区
人类通过长期的科学研究，现已知道与学习记忆有关的脑区包括大脑皮层、海马、杏仁核以及与老年性痴呆症密切相关的Meynert基底核等。但这些结构之间是如何联系的？脑内是否还有其它与学习记忆有关的区域？
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舒斯云教授正是在这两个充满未知知识的领域获得了重要发现。
早在1986年的春天，时年50岁的舒斯云教授，来到美国田纳西州大学医学院做高级访问学者。在美国，她开始进行脑纹状体研究，但半年后，指导她工作并负责她工资的导师却突然不辞而别。这意味着不但她的研究无法继续进行，甚至连生活都无以为继。在万般无奈的情况下，舒斯云只得去找校长求助。这位校长不久前听过舒斯云作的研究报告，他佩服这位东方女学者的才华。他表示，愿意资助舒斯云的研究，而且研究成果归她所有，并承诺给予她更高的月薪——这在美国大学的留学生中还是罕见的。在校长的支持下，舒斯云继续开展大脑纹状体的研究。不久，她的研究取得了重大突破：一天，她在进行大鼠实验时，忽然在显微镜中发现，在实验鼠大脑纹状体的圆形细胞群中，有一群美丽而陌生的细胞：正面看像一个圆盘，侧面看像一轮弯月，在纹状体的边缘形成一个特殊的、指甲盖大小的区域。
舒斯云发现，这群细胞的形态与纹状体其它课幌赴男翁煌⑶艺馊?br>细胞之间的神经网络联系很奇特，又与Meynert基底核有紧密的突触联系。舒斯云将这群细胞所处的部位，称为边缘区。此后，舒斯云又和同事们一起，对100多只猫、20多只猴子的大脑以及人脑进行了免疫组织化学、神经联系追踪、受体基因原位杂交和计算机三维立体结构重建等研究，进而证明，边缘区是普遍存在于哺乳动物脑内的一个重要结构，越高级的动物，其边缘区就越发达。他们推测，边缘区的功能可能和大脑的学习记忆有关。当以舒斯云为第一作者的报道大脑边缘区这一重大发现的论文发表在《化学神经解剖学杂志》(《J Chemical Neur-oanatomy》)上时，立即引起了该研究领域的强烈反响。1999年，巴西学者Sh-ammah-Lagnado和HeimerL等在提出前连合——纹状体投射纤维终止于边缘区的理论时，把大脑边缘区称为“舒氏边缘区”。
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■证实大脑边缘区与学习记忆有关
如果说发现纹状体边缘区或许带有偶然性，那么，舒斯云以后的探索则充满了艰辛，花费了她更多的心血。
1989年，在海外已声名鹊起的舒斯云，婉言谢绝了美国田纳西州大学医学院的挽留，返回祖国。她要在国内继续探索纹状体边缘区的结构和功能，让所有的科研成果落在中国的大地上。回国后，舒斯云落户珠江医院，并在医院提供的100万元科研经费的资助下，仅用3个月就建立了包括5个实验室的神经生物学研究室。舒斯云带领课题组，又开始了新的攻关。
他们先后对2000多只大鼠脑边缘区的结构和神经网络联系进行了研究。大鼠脑边缘区是一个只有100多微米厚的薄盘状结构，研究中，他们要用立体定位仪向该边缘区内注射微量示踪剂，还要进行灌注、取脑、切片、染色和显微镜观察，常常是对100多只实验鼠完成这些实验步骤后，只有20只左右的实验鼠可用于研究。
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通过日复一日的艰辛研究，他们发现：实验鼠脑边缘区的各种神经肽类递质比纹状体其它区域丰富得多；边缘区内与学习记忆有关的P物质、脑啡肽、神经肽Y、神经降压肽以及微量元素锌的含量也很高；边缘区与脑内海马、杏仁核等有关学习记忆的结构之间，有功能和结构联系，是联系边缘系统和Meynert基底核的中间枢纽。
迷宫实验是检验动物学习记忆功能的重要方法。舒斯云等将大鼠放在有三个通道的“Y”迷宫内，其中有两条黑暗通道是通了电的“危险区”，另一条亮灯的通道是不带电的“安全区”(两个区可随意变换)。他们发现，经过数次电击教训，“聪明”鼠学会了往亮处跑以回避电击，而“笨”鼠总是执迷不悟地由着本性往暗处钻，任凭电击而不知躲避。
舒斯云等从数百只大鼠中挑选出近百只“聪明”鼠，对其进行损毁纹状体不同部位的实验。结果他们发现，只有大鼠脑两侧边缘区受到损伤，才会出现学习记忆减退。舒斯云和一名研究生“背靠背”地对大鼠进行了为期一年的迷宫双盲行为实验，并将实验结果进行综合分析后，确定了边缘区是大脑具有学习记忆功能的结构之一。
, 百拇医药
这是第一个由中国人发现的学习记忆脑区，是国际神经科学领域中的一项原创性发现。
■实验结果在人脑中得到证实
舒斯云领导课题组，经过十几年的艰辛努力，对包括人在内的哺乳动物的脑边缘区进行了深入、细致的研究，取得了重大成果。
他们首先发现并证明了边缘区是人脑内学习记忆环路中的一个重要中枢，且对其它学习记忆中枢的功能有调控作用，这为进一步研究和探索人脑的学习记忆相关基因、认知功能约坝泄匚镏剩峁┝诵滤悸泛托孪咚鳎陨钊胙芯坑泄亓?br>床疾病(如老年性痴呆症和帕金森病等)的发病机理和诊治，提供了新的理论基础，同时也为研究和开发益智、抗痴呆等药物，提供了行之有效的动物实验方法。
2001年，舒斯云领导课题组，利用功能性磁共振(fMRI)，对17名志愿者进行了人脑旨且涞牟舛ā＝峁欠⑾郑笔苁哉吲且洳馐允质保浯?br>脑额叶和边缘区的活动明显增强，在fMRI的影像上显示出红色活动区，从而证明人脑的边缘区和额叶共同参与了数字记忆活动。临床中，当脑卒中患者两侧纹状体的出血侵犯边缘区时，患者的计算能力明显减退，连100以内的加减计算都无法完成，而在帕金森病晚期患者中，有1/3的人出现智能障碍。舒斯云推测，这很可能是由于病变范围扩大，侵犯了大脑边缘区所致。这一发现为研究某些学习记忆障碍疾病的发病机理及其诊治，提供了新思路。
, http://www.100md.com
长期加班加点地紧张工作，使舒斯云患上了高血压和冠心病。然而，令她欣慰的是如此辛勤耕耘，毕竟换来了上述丰硕的成果。目前，大脑边缘区这一发现已被国内外神经科学家接受和认可。美国、英国、加拿大和我国香港等国家和地区的11所著名大学，先后邀请舒斯云去作专题报告，对大脑边缘区进行介绍。因主编大鼠脑立体定位图谱而闻名于世的美国神经科学家PaxinosG，在其1995年主编的巨著《鼠神经系统》(《The Rat Nervous System》)第二版中，将大脑边缘区作为腹侧纹状体五个部分的第二部分进行介绍。主编过多部教科书的美国学者Heimer L教授，在其撰写的《基底前脑》(《The Basal Forebrain》)这部专著中，专列章节介绍了大脑边缘区。在国内，我国教育部出版的《面向21世纪教学改革新教材-神经科学基础》和韩济生院士主编的《神经科学原理》这两本专著中，也专门加入了介绍大脑边缘区的章节。
据了解，目前舒斯云等正在与国外专家一起，进一步研究大脑边缘区的学习记忆功能的机理及其物质基础，并探索某些学习记忆障碍疾病的发病机理，以彻底破解人类大脑学习和记忆之谜。 ∪嗣瞧诖攀嫠乖颇茉倩癯晒Α?br> 本报记者 朱国旺, http://www.100md.com