塔夫茨大学科学家的最新研究表明，大脑比以前想像的要早得多地发挥主动和重要作用。研究表明，早在运动或其他行为发生之前，青蛙蛙的大脑就影响肌肉和神经的发育，并保护胚胎免受媒介的侵害。导致发育缺陷。值得注意的是，大脑在自身仍在发育的过程中执行着这些功能，这标志着大脑与人体界面的最早已知事件。塔夫茨大学的研究人员除了首次确定这些基本的指导功能外，还通过使用广泛使用的，人类认可的药物成功地挽救了因大脑不足而引起的缺陷。

《自然通讯》上的报道9月25日起，可能会扩大人们对人类认知和神经可塑性的理解，并为解决先天缺陷，治疗伤害以及使复杂器官再生或进行生物工程改造提供更好的方法。青蛙是生物医学研究中广泛使用的模型，因为它们与人类共享许多基本的生物学机制和过程。

“每个人都知道大脑指导行为，但是这些数据表明，在动物独立活动之前，我们需要改变对大脑静止状态的看法。我们的研究表明，大脑在此之前就已经活跃了很久，甚至还没有完全建成。在治疗方面特别有希望的是，我们能够通过应用相对简单的生物电和神经递质操纵来逆转导致大脑缺如的发育缺陷，” Vannevar的通讯作者Michael Levin博士说。布什生物学教授，塔夫茨大学再生与发育生物学中心主任，塔夫茨大学艾伦发现中心主任。塔夫茨大学的艾伦发现中心致力于阅读和编写能协调细胞如何通信以创建和修复复杂解剖形状的形态发生代码，其中包括塔夫茨大学，哈佛大学，普林斯顿大学，芝加哥大学和特拉维夫大学的研究人员。

挽救“出生”缺陷

为了检查大脑在早期发育过程中的作用，研究人员在卵受精后27-1 / 2小时内移走了非洲爪蟾蛙胚胎的大脑，这一时间要远远早于发生独立的胚胎活动。

无脑的胚胎在三个主要方面表现出问题。最明显的是肌肉和周围神经系统的异常发育。胶原蛋白密度降低，肌肉纤维更短，并且缺乏正常胚胎中发现的典型V形图案。周围神经在整个躯干中也异位生长，甚至混乱，这表明即使远离大脑的区域也取决于其存在和正常胚胎发生的活动。

另外，当暴露于不会导致正常胚胎先天缺陷的化学物质时，没有大脑的胚胎会发展出严重的畸形，例如弯曲的脊髓和尾巴。这些结果表明，正常的大脑对暴露于没有大脑活动会产生有效致畸作用的影响具有保护作用。

重要的是，研究人员能够通过施用东pol碱(scopolamine)(一种用于调节人的神经功能的药物)或注射编码HCN2离子通道的信使RNA来挽救许多这些缺陷，该信使RNA在许多环境和动物(包括人)中都能调节生物电信号。

“我们的数据表明，大脑通过局部和远距离交流的电和化学通道行使这些功能。这种分布式交流意味着我们可以通过提供更容易接近的疗法来修复难以到达的部位的损伤。能够治疗身体的一部分并看到另一部分的结果在神经再生等领域特别有价值。”该论文的第一作者，莱文实验室的博士后研究员，神经科学家Celia Herrera-Rincon博士说。 。

未来的研究将集中在解码通过新识别的来自大脑的通信通道发送的特定信息，识别需要大脑存在的其他身体结构，探索与其他物种的相关性以及增强在其他情况下提供类似于大脑的信号的能力。改善复杂的图案和组织修复。