寻找神经干细胞

神经元最早是在何时、何处、如何在动物体内出现的？大约35亿年前，单细胞生物有时会结合在一起，成为简单的多细胞生命形式，这样它们就可以相互分配任务。在人类这种多细胞生命形式中，细胞开始承担特定的任务：有些会形成肌肉和骨骼，有些会形成皮肤，有些会形成消化系统，等等。而那些其余部分将形成大脑和神经系统的细胞就是神经干细胞。

图1.1 受精后不久的蛙卵

如果在初春时节的森林池塘中收集一些新鲜的蛙卵，你可能会首先注意到，这些蛙卵一半颜色较深，而另一半颜色较浅（见图1.1）。深色的一半被称为“动物极”，浅色的一半被称为“植物极”。连接动物极和植物极的假想轴线即为胚胎的动植物卵轴。当蛙卵受精时，其中的色素颗粒开始向精子入卵处移动，并导致蛙卵另一面颜色变浅，形成像初升新月一样的“灰色新月”区域，该区域将会发育成蝌蚪的背侧。我们现在从背侧到腹侧再连一条辅助线，这些深色、浅色和灰色区域的相对位置将一直不变，直到“囊胚”这一发育阶段。囊胚基本上是一个由数百个细胞组成的球体，中间有一个充满液体的空腔。人类胚胎将在受精后一周左右进入囊胚阶段。

残存的精子入卵点可见聚集的色素颗粒（靠近图片顶部）。动物极位于顶部，植物极位于底部。灰色新月将在精子入卵点的对面（动物半球靠近赤道的部分）形成。灰色新月标志着发育中青蛙胚胎的背侧。

19世纪末期的胚胎学家希望了解这样的一颗细胞球是如何发育成一只小蝌蚪的，于是他们追踪位于动植物轴和背腹轴上固定位置的细胞。他们用永久性染料对细胞进行染色，并记录染料的最终去向。这样的实验现在仍在世界各地的大学胚胎学课程中进行，这些课程的学生需要自己去发现脊椎动物胚胎三大胚层的起源：外胚层、中胚层和内胚层（ectoderm，mesoderm，endoderm，源自希腊语中的外层、中层和内层）。靠近植物极的三分之一囊胚将成为内胚层，形成消化道及其器官系统；赤道附近的三分之一（包括灰色新月区域）将成为中胚层，形成肌肉和骨骼；余下的深色囊胚部分（被称为“动物帽”）将成为外胚层，形成表皮和神经系统。胚胎学课程的学生会进一步了解到，原始神经系统来自外胚层的背侧，即灰色新月区域的正上方。