今天我们聊的内容可必须要“带脑子”来看。开个玩笑。但我们都知道,脑是我们最重要的器官之一。人在死之后,脑也被认为是最先分解的器官之一。考古学家早就发现,人类的软组织的确可以通过人为或自然因素保存下来。但一直以来,如果在考古记录中发现了保存下来的人脑,都会被认为是“非同寻常”“非常罕见”的发现。

但在一项发表在《英国皇家学会学报B》上的新研究却挑战了这种观点。通过全面的梳理,研究人员发现,考古记录中保存的脑其实并没有那么罕见。

研究从过往的考古记录中,整理出了4405份保存好的人脑样本。这些脑来自世界各地,有的来自古埃及和朝鲜的皇室,有的属于英国和丹麦的僧侣,还有北极探险家、印加牺牲者、西班牙内战士兵等等。最古老的样本可以追溯到12000年前。

所有的这些脑都具有变色的组织,与活人的脑相比体积也往往更小,换句话说就是萎缩了一些。不过,根据环境的不同,每一份样本的变色和萎缩程度都各不相同。此外,这些脑的质地也有所不同,有的是干而脆的,有的是像豆腐一样黏糊糊的。

我们都知道,和骨骼不同,想要保存下人类遗骸的软组织更复杂。对软组织来说,通常有4种典型的保存机制,包括脱水、冷冻、皂化和鞣制。脱水和冷冻比较好理解。皂化指的是脂肪转化成了类似“尸蜡”的蜡质物质,从而得以保留。而鞣制则指通常是遗骸和泥炭一起形成一种“沼泽尸体”,有时候也叫“沼泽木乃伊”。

研究人员对比了数据库中的每份脑样本,与同一地区的历史气候数据,揭示了这4种机制相关的不同环境模式。我们来看一组数据:有1667份样本,也就是37.8%的人脑是通过脱水保存下来的。通过冷冻而保存下来的样本约占1.6%,也就是70个。通过皂化保存下来的样本数量是1308份,约占29.7%,最后,通过鞣制而保存下来的只有32份,也就是0.7%左右。

当然,这种生物组织的分解涉及非常复杂的地球化学过程,因此保存机制之间可能存在重叠。举个例子,如果人脑同时暴露在寒冷干燥、寒风凛冽的环境中,它可能并不是通过“冷冻”或者“脱水”的某一种机制保存下来的,更准确地说或许应该是“冷冻干燥”。

除此之外,在新的研究中,研究人员还提出了第5种脑的保存机制,他们暂时将它标记成“未知”。如果你仔细算一下我刚刚介绍的数据就会发现,还有三成的样本,也就是1328份样本,没有被归类,它们是通过未知的机制保存下来的。

更令人惊讶的是,在这1328份样本中,有大约1308份脑样本是遗骸中仅存的软组织,也就是说,在这些遗骸里,只有脑部的软组织被保留了下来,没有肌肉、肾脏、皮肤等其他软组织。比如,在维多利亚时代的济贫院墓地出土了一份大约200年前的样本,这片墓地曾遭到严重的水灾,而遗骸中除了部分脑部碎片,没有找到其他任何软组织。

在考古记录中发现脑和其他器官一同被保存下来,这还说得通。但除了脑之外,没有任何其他软组织的情况,真的太出乎意料了。为什么其他软组织都腐烂消失,脑却依然“坚挺”?

对此,科学家还没有找到确切的答案。但他们怀疑,这可能和器官的化学组成有关。我们的软组织中有蛋白质、脂质等有机物。只有脑的蛋白质和脂质比例是1:1,这是独一份儿的。这个比例或许就是关键。因为当铁等金属进入混合物时,可以促使蛋白质和脂质融合在一起,并持续保存下来。也就是说,可能有一种专属于中枢神经系统的保存机制,让神经组织可以被长时间保存。

现在,研究人员正在使用新的工具,探索脑部保存的分子机制,希望能进一步揭开这个谜团。

对生物考古学家来说,这些保存下来的软组织无疑是他们珍贵的宝库。相比于只剩硬组织的遗骸,软组织通常能提供更深入、也更广泛的信息。

这项研究描述的这4000多份人脑样本,或许也能为我们提供一个窗口,了解人类早期进化。这还能帮我们更好地理解古代人的健康和疾病,以及人类认知和行为的演变,甚至带来对人类历史的新见解。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

作者名称:沈雯

审核:梁前进 北京师范大学生命科学学院 教授

出品:中国科协科普部

监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 星空计划

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