[序言]脑移植对于解决哺乳类动物的行为和脑如何生长发育这些疑难问题，是最实用的研究工具。实验表明，胚胎脑组组片移植到受体动物脑内或其它部位时，不仅能够成活，而且生长良好。移植物常常能与靶神经元形成正确的联系，在某些实验动物还能使神经损伤得到恢复。本文讨论使用组织移植来研究有关脑生长状态的基本问题。

脑移植实验有助于确定控制脑组织生长的各种因素。

多年来，神经生物学家已经利用移植技术来研究两栖类动物、鱼和鸟的脑生长情况#然而哺乳动物的研究脑移植还是近几年的事。

成功地将组织移植入脑，使有可能选择各种办法来影响脑组织的生长，从而整理出各种影响因素与脑组织生长的关系。

哺乳类脑组织的神经元到底是如何生长的还不清楚，但已发现了一些线索。在一定程度上，神经元可能由内部结构控制其生长。例如，神经元能分泌的神经传递介质的类型可以影响形成神经联系的种类。神经纤维之间的竞争也很重要，似乎某些神经纤维能够排斥其它能与其靶组织形成神经联系的纤维。生长的脑组织原始部位和用神经束变性引导神经纤维的生长似乎不太重要。

上述所有这些，都必须建立在哺乳类动物的脑组织，不仅在新的部位能成活，而且要正常生长。大约10年前就有人对此进行研究，他们的研究表明，胚胎脑组织被移植到新的地方时，能发出神经纤维至其它脑区，同时还能接受传入的纤维。移植的组织常常能与对应的靶组织形成适当的神经联系a并且在显微镜下观察到再生的神经纤维分布是正常的。

移植物的年龄是很重要的，早期的胚胎组织移植效果更好。这可能与神经细胞的分裂功能有关，随着年龄增长，这种功能就丧失了，在细胞生长期，似乎更能有效地形成神经联系。通常将胚胎脑组织移植到幼鼠脑内，也有移植到成年鼠脑内的，但效果不如幼鼠好。

被移植胚胎组织的生长，很大程度上是由细胞内部因素决定的。例如不同部位的胚胎脑组织移植到小脑后，即使是离开了其原始部位，也能像其原来那样生长。胚胎视网膜移植到脑组织后，也会形成其正常结构。霍弗（Barry Hoffer）等研究了孤立脑组织移植到眼前房（角膜与晶状体之间）后的生长情况。在前房，移植物既不与其它脑组织神经元发生联系，也不受其它脑组织的影响。然而、各种不同类型的胚胎组织获得了正常的成熟脑细胞结构并且个别细胞具有对通常的刺激所应有的反应。

最近他们已将两种类型的胚胎组织移植到同一眼内。他们要解决的问题是，“如果将其放到多个区域，将会发生什么？尤其是相互之间能否传导？能否形成正常的联系？”事实证明能。例如，在一个实验中，是将蓝斑和海马组织移植在一起。

在眼内，神经纤维从蓝斑长入海马并发挥其作用，降低了海马细胞的活动性。同在脑中相似，从蓝斑发出的神经纤维可以抑制海马细胞的激动。

通过神经元分泌的神经传递介质的类型是影响其生长结局的内部特性之一。伯克隆（Bjōrkluud）和斯坦纳维（Stenevil）检查了移植到成年鼠海马内的四种胚胎脑神经束的神经分布。每一种都产生不同的神经传递介质。存三种移植的神经束和海马形成了正常的联系。他们或者分泌乙酰胆硷，或者去甲肾上腺素或者5－羟色胺，并且都形成了各自典型的纤维类型，重新建立起其移植前被完全切断的内源性通路。斯坦纳维说：“一个简单的规律是当去甲肾上腺素能神经纤维长入海马后，其神经分布酷似正常的去甲肾上腺素能神经、胆硷能和5－羟色胺能神经纤维也是如此。”产生多巴胺的第四种神经纤维束，在海马内的分布是不正常的，形成了类似5－羟色胺型的神经纤维。

考特曼（Cotman）等进一步提出了神经传递介质类型影响神经元生长的重要性。在切断通向海马的内部胆硷能通路后，他们将透明隔或纹状体组织移植到大脑。这两种组织通常都含有胆硷能神经纤维，但只是纹状体神经纤维在海马中有分布。然而被移植后，在海马中都形成了类似的——并且是正常类型的——胆硷能神经分布。

坚持认为神经元之间对靶细胞的竞争可能是指导脑组织生长因素之一的意见，得到了移植实验的支持。例如，隆德（Lund）发现如果将脑移植部位对侧的眼球摘除，那么从移植到脑内的视网膜长出的纤维在其靶组织上丘中就占有较大的区域。对侧眼球的摘除可能起到切断其传向上丘的纤维，以使上丘为移植的视网膜纤维提供更多的空间。

此外，在伯克隆和斯坦纳维的实验中发现当内源性神经束完整的情况下，各种移植物在靶组织中形成的神经分布极不正常，甚至不形成联系。

将某种移植物放到脑内不适当的部位，并不影响其和靶组织形成正常联系的能力：隆德发现，视网膜移植到脑内其靶组织上视丘后面，仍然能同上视丘形成适当的联系。他说：“神经纤维在不适当的位置向前投射生长，形成正常的神经联系。”

胚胎移植物，即使将其放到不太常见的部位，也能和其靶组织形成适当的神经联系这种能力提示：可能是化学因素在引导神经纤维的生长。人们猜想这种营养因子在神经系统生长中起重要作用。移植实验也可能有助于这一探讨。

考特曼和路易斯（Lewis）注意到，某种移植物，当取出后立即放入脑中，生长得非常糟。但如等3 ~ 6天再将其放入，却长得非常好。开始他们对这一现象感到迷惑不解。“我们花了好长时间来寻找究竟是什么引起的，当渐渐认识清楚时，原因简单得使人感到吃惊。”考特曼说。损伤的组织产生的生长因子几天后就可以积聚起来。

考特曼等通过将明胶海绵片植入洞中以代替组织、在明胶海绵上收集到一些物质，随后他们将这种物质抽出，他们在抽出的物质中发现了一种因子（或几种因子），这种植入3 ~ 6天后可达到最高浓度的因子能刺激周围神经纤维的生长，同时他们观察到被移植的组织生长得非常好。这种因子看来好像是一种蛋白质，但不能确定它就是一种神经生长因子。从明胶海绵取出的物质中还包含一些抑制某些神经细胞生长的因子，然而这些还没有被最后确定。

霍弗研究组在他们的眼内移植研究中获得了营养因素作用的证据、如果大脑皮质继蓝斑，被盖之后移植，皮质的生长会得到增强。这种增强包括神经元数量的增多和细胞的增大。霍弗说：“有营养因素影响的存在，一个部位的脑组织可以增强另一部位脑组织的生长。他们相互之间的影响是件有趣的事。不依赖于其神经分布，在出神经纤维之前其生长就已增快。而且物理性接触也是必要的。我认为可能是一些聚集在一起的化学因子的影响。”

神经生物学家们希望能验明这种营养因子和搞清楚脑组织生长的一般规律，这将能更有效地治疗脊柱或脑受损而造成的永久性损伤。受损的脑神经元不能再生，或者说至少不会形成很正常的能恢复其已丧失了功能的新的联系。

然而，研究人员们假设，如果他们能首先搞清楚正常的神经联系是怎样形成的，他们就能够使已经受损害的神经组织得到恢复。可能会有那么一天，年老的脑组织也会像胚胎脑组织一样能形成适当的新的神经联系。

[Science，1982年217卷，4557]