细胞培养、遗传操作和显像等新方法，提供了洞察大脑的手段，这甚至两三年前也做不到。

面对如此复杂的器官大脑，甚至技艺最精湛的神经科学家有时会感到如同瞎子摸象。一项技术的诞生会提供整个学科的有趣信息，弥补了不完全性。然而，神经科学家在发展解决问题的新方法上有着层出不穷的智慧。今年在圣路易斯召开的神经科学学会会议上，很清楚，通过这样的谋略总是能够不断地获得新技术，“瞎子”需要更敏锐的触觉，使他们更靠近理解目标大象。

会议讨论的新进展中有遗传技巧，它可帮助研究神经发育和创造神经细胞株，能观察到很多神经元瞬时活动，显像技术能侦查人类大脑思维。由于最近一、二年的研究结果，这些方法提供了许许多多的新认识。

探求从特殊类型神经细胞里创造出不灭细胞株，研究人员在这个领域里，最近大大向前跨进了。加里福尼亚理工学院戴维 · 安德森（David Anderson）讲：“该细胞株具有随时可取用性质”。它可以毫无止尽地供应这种细胞，这就打开了生化和生理实验大门，这在动物中取出少量神经细胞是不可能做到这点的。但是除了研究外，几年里要达到这个目标还是毫无希望，因为成熟神经元不再分裂，也不能诱骗它回到不断分裂状态，这是创造细胞株所必需的。几个实验室已取得了解决办法，在神经元成年前，处在发育脆弱阶段，证明可以得到。

加里福尼亚理工学院安德森同博士后苏珊 · 比兰恩（Susan Birran）用神经细胞株致力解决神经发育这个基本问题：化学因子怎样影响神经元命运，他们挑选用于研究的细胞，采取了两种发育途径中的一种，变成要么是交感神经系统神经元，要么是肾上腺分泌细胞。研究人员猜测其选择是受细胞周围分子影响。朝向神经生长因子（NGF），理论上，能产生神经元年轻细胞，如果游走于肾上腺，它们就处在皮质[甾]醇（肾上腺激素）影响下，变成分泌细胞。

安德森拟订了一个提纯细胞规划，用特殊的逆转录病毒使细胞不灭，该方法是哈佛大学康尼 · 塞普科（Connie Cepko）和麻省理工学院罗纳德 · 麦凯（Ronald Mckay）设计的，然后，安德森迅速地知道了难题的关键所在，这是被其他人所忽略的：细胞不能同NGF反应，除非它们首先注入成纤维细胞生长因子（FGF），诱发产生NGF受体。仅这样细胞才能在NGF影响下，彻底转化成交感神经元。婴儿神经元能明显地逃脱这种结果，移向背上腺，皮质[甾]醇使其变成分泌细胞。组织培养结果引起在胚胎适当部分寻找FGF。

旧金山加里福尼亚大学理查德 · 韦纳（Richard Weiner）、索尔克研究所帕梅拉 · 梅隆（Pamela Mellon）及其同事们也产生了神经细胞株，在大脑难以捉摸的神经元群体中，有着控制生殖激素，释放促性腺激素（GnRH）脉冲。韦纳说：在大脑亿万个神经细胞中“仅只有1500个释放这种激素。”研究它们是个艰巨任务。生理学家渴望发现是什么使神经元在节律性脉冲中释放促性腺激素。

为了找出结果，韦纳和梅隆首先在小鼠胚胎中注射肿瘤诱导基因，用遗传工程方法在促性腺激素细胞中表达。胚胎小鼠中一部分长出促性腺激素细胞肿瘤，研究人员就进行收获，从中去发现细胞株。

韦纳讲，这些细胞同促性腺激素神经元非常相似，它们对解决长期存在脉冲释放难题上，已露出一线曙光。组织培养中，不灭细胞相互连接，有节律性地释放促性腺激素。这表明：节律性是细胞所固有的，不需要从大脑其它部位输入。韦纳打算用这种细胞株去试验破坏脉冲的药物——因而能成为控制生育的形式，

新技术帮助科研人员对动物和组织培养中的神经细胞发育进行研究。过去，科研人员用染料标记年轻细胞，然后在发育机体中追踪它们的子代。但染料在几轮细胞分裂后，稀释成看不见，科研人员只能想象某些更持久的标记物。几个实验室，包括华盛顿大学乔舒亚 · 桑内斯（Joshua Sanes）提出了永久墨水的分子译本：病毒进入细胞DNA、标记细胞及所有后代，病毒很容易被注意，因为它们携带着β - 半乳糖苷酶基因——在合成底物存在下，它能催化细胞变蓝反应。

桑内斯用这种“蓝基因”勾画出小鸡神经元前体系统树。另外，他研究出：某些先祖细胞选择数种迁移到大脑路线中的一种，然后不是进入若干神经元中的一种，就是进入称作神经胶质的支持细胞。这有赖于它们采取的路线。桑内斯讲：“这种信息用其他任何方法是得不到的”。

每位神经科学家都知道调节基因在大脑发育中发挥着关键作用。但是，是哪种基因？它们在何处活动？为了试图回答这些问题，由于不能解开特殊基因功能和突变怎样改变发育的问题，使脊椎动物研究科研人员感到有点灰心丧气。犹太大学马里奥 · 卡普齐（Mario Capecchi）讲：“这是你能实际确定基因功能的唯一道路”。

直到最近，在脊椎动物中这种实验还不可能进行，对选择基因进行突变所必须的特殊位点重组，是个罕见事情。在过去几年里，卡普齐及其他人制定计划去筛选这种几率，于神经科学会议上，卡普齐显示了某些初步结果，说明神经系统上定向突变有着戏剧性结果。

卡普齐选择突变基因是int-1，它为分子样生长因子编码，被认为是关键的发育信号。他的这种想法证明是正确的，小鼠缺乏该基因长到成年，会缺损全部或部分小脑，这是帮助协调运动的大脑机构。

对这种由于突变而产生缺损的特殊性发生了惊奇，因为int-1在发育种经系统很多地方表达，这事情在明显生长身体上是为发育重要分子起交迭作用种遗传安全网，卡普齐确信这将是为发育过程进行检验。他说，你不要易受这种观点影响，一个遗传错误会扼杀胚胎。”

虽然，基因很明显地在胚胎发育中发挥着中心作中，无论如何它们也不是全部内容。确实，在神经系统中，电作用模式指导着神经正确地连接构造。但是研究这些活动模式需要记录很多神经元的同步电活动——直至最近，还不可能有这种技术上的功力。斯坦福大学卡拉 · 沙茨（Car Ja Shatz）说：“经过很多很多年。现在有了结果，我们用某些技术在研究一个以上神经元仓成为可能”。

其中一项技术是大家熟悉的多单元记录。沙茨实验室同斯坦福的丹尼斯 · 贝勒（Donnis Baylor）博士后研究生马库斯 · 迈斯特（Marcus Meister）合作，使用多电极排列，这是加里福尼亚理工学院杰罗姆 · 派因（Jorome Pine）设计的，被迈斯特采用记录猫胎儿和雪貂新生儿视网膜。甚至在这些动物睁开双眼以前，视网膜神经细胞已出现了自发活动。这些活动可以认为是帮助形成视网膜和大脑的联系。大脑发育模型假设这个过程执行是正确的，视网膜附近神经元需要一起发光，而稍远神经元发光并不同步。

沙茨和她的同事把动物胎儿视网膜移到极小排列的电极上，一毫米含61个电极。它们能记录约100个视网膜神经元同步活动。他们看到了以前用单细胞记录技术所观察不到的活动波在视网膜上扩展情况。

国立神经疾病和中风研究所迈克尔 · 奥多诺万（Michael O' Donova）在神经科学会议上，提到了从小鸡脊椎观察到同样情况，他用了敏感视频摄像仪和特殊染料。伴随着电活动钙流入时，该染料就会产生荧光反应。

同视网膜神经元一样，小鸡还在蛋壳里，控制行走的脊椎神经元开始同步发光，这种活动可帮助调整神经元联系，尔后可控制行走，奥多诺万用对钙敏感染料灌注到神经元，看到运动神经元附近一簇小神经元明显开始活动的节律模式。因为这些小神经元很难直接记录，奥多诺万说：没有染料，他不知道小神经元也包括在活动中。

神经科学技术最新进展不仅用于神经元，而且用于整个大脑。旧金山脑电图系统实验室艾伦 · 格文斯（Alan Gevins）研制了高分辨率的脑电图系统就是一个例子。格文思仪器在实验者头上按有124个记录传感器，提供了人类大脑思维时的有趣现象。静态大脑成像术显示了实际活动的精确部位，虽然脑电图不如正电子发射断层照相术（PET），但它能跟上大脑活动非常快的速度。例如，格文思捕捉了大脑精神活动准备情况。当实验者看到信号还没有作出反应前的一瞬间，他看到大脑执行任务时瞬即间的活动区域。格文思讲：其模式是“表明精神在演习”。

实验者在执行各种精神任务时，格文思看到了大脑很快活动变化中心，用脑电图精确地确定起源是毫无可能的。而且，圣路易斯展现的很多实验，说明高分辨脑电图也不是终点。它仅是一项称作其他新技术的简单进展，是解决大脑区域贮存信息和相互通讯时，细胞是怎样活动。

他给听众看了一张19世纪实验者戴着样子粗俗“大脑刺激”器的照片，格文思对所有推动神经科学领域迅速发展的技术，作了恰如其分的评价：“我给你们看，并不是闹着玩”，他讲：“而是说明一点，10年或可能20年后，我们现在干的也将看成是简单粗糙的”。

[Science，1990年11月16日]