2021年12月13日 09:30
【科學快訊】
人類自詡萬物之靈，而最靈的就是腦袋。可是人類的腦袋具體有什麼和其他動物不一樣？除了人腦相對身體的比例比其他動物大以外，人腦對自己為什麼這麼聰明這個問題知道得並不多。不過在20多年前，人類終於能拿出「實錘」了，這就是一種形狀奇特的神經細胞。
這種細胞就是梭形細胞（spindle cells）。
錐體神經元（左，哺乳類動物前額葉皮質的主要神經活動單位）和細胞梭形細胞（右）。圖片來源：wikipedia
顧名思義，梭形細胞長得像梭子。近20年的研究發現，只有人科生物，以及少數「大頭」的聰明動物具有這種神經細胞。雖然相關研究還在進行中，不過這種神經細胞已經被發現和自我意識以及「直覺」有關。
大多數神經細胞都是圓錐或星形的，充滿了接受其他神經細胞信號的張牙舞爪的樹突。但是梭形細胞卻很瘦長，只有一根樹突。梭形細胞的體型也很龐大，大小是其他神經細胞的4倍左右，而且十分稀有，人類大腦中大概只有1.25%的神經細胞是梭形細胞。
梭形細胞最初是在1926年就被奧地利解剖學家康斯坦丁·馮·艾克諾默（Constantin von Economo）發現的。但是長久以來，這種神經細胞一直在文獻庫裏默默無聞地吃灰，並沒有得到重視。
後來在1995年，美國西奈山伊坎醫學院的神經學研究者 Patrick Hof 再一次獨立發現了人腦中的梭形細胞。他在查找文獻後發現，自己其實並不是這個發現的第一人，因此後來又把梭形細胞命名為馮·艾克諾默神經元（Von Economo neuron）。
1999年，梭形細胞研究領域出現了重大進展。
那一年，加州理工學院的神經科學研究者 John Allman 和同事們報告，所有人科的猿類都有梭形細胞，但是和人類親緣關系更遠的靈長動物，比如狐猴還有眼鏡猴卻沒有。這說明，梭形細胞是所有人科的祖先在1千萬-1500萬年前獨立演化出來的特征。 ；
現存的人科大猿集體果照。圖片來源：右下角
和其他類人猿相比，人類的梭形細胞數量更勝一籌。比如，成年人有大概8萬個梭形細胞，大猩猩只有1.6萬個，倭黑猩猩有2千個，而黑猩猩只有1800個。此外，人類和倭黑猩猩的梭形細胞的體積比黑猩猩、大猩猩還有紅毛猩猩的大。
Allman 他們還首次發現，梭形細胞出現在人科動物的前扣帶皮層中。
前扣帶皮層（紅）。圖片來源：wikipedia
前扣帶皮層是人腦中比較古老的部分，主要負責心跳、血壓、表情識別等自動化的功能。當人的情緒出現波動時，前扣帶皮層的反應很大。
另外，梭形細胞也出現在雙側額島皮層裏。雙側額島皮層和空間感知、自我意識，以及社交中產生的情緒（比如內疚、共情、尷尬和愛）有關。
雙側額島皮層（綠）。圖片來源：wikipedia
巧的是，梭形細胞出現時，也是人類產生上述「情商」的時刻。
是的，梭形細胞的數量並不是一成不變的。人類出生時只具有15%的梭形細胞，其餘的85%是在4歲後才出現的。Allman 介紹，梭形細胞的數量在人類4歲時開始激增，而人類的道德感、內疚和尷尬的情緒，也恰好是在這個時期出現的。
那麼，只出現在這兩個腦區的梭形細胞究竟是幹什麼用的呢？
我們對梭形細胞的認識還很有限。不過一般來說，大的神經細胞的傳導速度很快。2015年，邁阿密大學醫學院的研究者 Lucina Q。
Uddin 在發表在 Nature Reviews Neuroscience 上的一篇綜述中指出，梭形細胞的主要功能是點對點高速傳輸信號，方便大腦作出「直覺」反應。
Allman 則認為，梭形細胞是自我意識出現的標志。
如果梭形細胞的出現代表著動物開始具有自我意識，那麼梭形細胞受損的話，人的自我意識是不是會出問題呢？
確實有一些精神疾病被發現和梭形細胞異常有關。比如，額顳葉癡呆（frontotemporal dementia）患者的梭形細胞就比正常人少。
2004年，加州大學舊金山分校的醫學研究者 William Seeley 發現，那些失去了自我意識的額顳葉癡呆症患者的發病腦區正是前扣帶皮層和雙側額島皮層。屍檢顯示，和健康人相比，額顳葉癡呆症患者的前扣帶皮層中梭形細胞少了74%，而其他神經細胞則安然無恙。
額顳葉癡呆患者的典型症狀就是缺乏同理心和自我意識，患者有時會有反社會行為，如搶劫。在這項研究中，另一種癡呆症——阿爾茲海默症患者的前扣帶皮層卻沒有發生變化。
另外一些研究發現，孤獨症患者和一些有自殺傾向的精神疾病患者的梭形細胞數量也和常人不同。
簡而言之，梭形細胞很可能與和社交、直覺、自我意識以及共情能力相關。也因為這一點，梭形細胞曾被看作是區分高級靈長類和其他動物的重要解剖學證據。
梭形細胞的發現無疑為意識和智力研究增加了一個新的維度。更有趣的是，近年來有一些大腦袋的聰明動物也被發現具有梭形細胞，其中就包括陸地上最大的動物——大象，以及海洋中最大的動物——鯨。
2009年，Allman 的團隊發現大象也有梭形細胞，不過在大象大腦的130萬神經細胞裏，只有0.8%是梭形細胞，比人類的少。
2007年，上文提到的 Patrick Hof 發現，座頭鯨、長須鯨、抹香鯨，還有虎鯨都有梭形細胞。不過在這些海洋哺乳動物的大腦裏，梭形細胞不僅存在於前扣帶皮層和雙側額島皮層，還存在於大腦後部；它們的梭形細胞在全腦中的占比和人科動物接近。
Hof 和同事認為，這些梭形細胞之間的信號傳遞速度很快，讓上述鯨豚可以在社交中迅速對情緒線索作出反應，而這類以往被認為只存在於人類和他們的靈長動物近親腦中的神經細胞的發現可以為鯨豚的高級認知能力佐證，說明這些海洋哺乳動物很可能和人類一樣具有同理心和感知他鯨情緒的能力。
在動物園裏用魚釣鳥的虎鯨。虎鯨具有梭形細胞。
當然了，在梭形細胞的功能得到進一步研究之前，也有人認為它並沒有什麼特殊之處。比如在加州大學伯克利分校的人類學家 Terrence Deacon 看來，梭形細胞可能只是較大的大腦中產生的一類神經細胞，而人的智力可能不在於神經細胞的種類，而在於更大尺度上的結構。
海豚和鯨以及大象大腦中發現的梭形細胞引起的爭議也不僅限於學術界。雖然擁有梭形細胞的非人動物是否有自我意識、是否能感知愛和痛苦、是否也有「情商」是一個學術話題，它們同時也是倫理學話題。獵殺、圈養或奴役同樣具有梭形細胞的動物，比如虎鯨和大象，是否合理？
最後，如果梭形細胞被證明是自我意識和同理心的具象化身，而具有梭形細胞的不僅有高級靈長動物，那麼問題又回到了原點：人又何以為人呢？
人類發現不是只有人類會尷尬，但尷尬的還是人類。
