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本书作者是英国爱丁堡大学实验解剖学教授杰米·A·戴维斯，他一生致力于研究哺乳动物器官的自我构建发育过程。在本书中，杰米带我们走入生命开始最初的那九个月，去了解人体从一个单细胞成为一个完整的人，所经历的一段不平凡的旅程。  一、绘制草图，受精卵如何发育成婴儿的雏形。 人体的发育始于受精卵，它不需要停下来先让细胞生长，就可以直接通过持续的分裂形成一个多细胞实体。细胞复制DNA后和蛋白结合形成染色体，然后在收缩蛋白的作用下彻底一分为二，形成两个子细胞。 细胞能够精准定位中心并均分染色体的关键，是细胞中的微管蛋白。微管具有不稳定性，只有在结合了某些特殊蛋白后，才会变得相对稳定，每条染色体都有一个特定的区域含有微管结合蛋白，生长中的微管如果碰到了染色体的这个区域，就会变得稳定，中心体通过微管连接着染色体来到未来子细胞的中心。细胞还利用微管的稳定性，来确保每个子细胞获得的染色体不会重复。 细胞分裂的过程完美诠释了“适应性自组织”的发育原则，也就是简单的组分遵循某些简单的规则，就可以共同形成大规模的、精致的装置。细胞利用微管对机械力的感应和不稳定性来确保正确的完成分裂，这套机制被一次次地重复利用于受精卵细胞的分裂，直到分裂成由64个子细胞组成的胚胎，这时候细胞小到不能再小，急需从外部获取营养物质用于生长，必须有部分细胞专门获取营养供其他细胞所需。至此，胚胎中的细胞发育开始分化，变得各不相同。  胚胎从几何规律中获得发育信息，胚胎中有些细胞完全被其他细胞包围而处于内部，另一些细胞的部分细胞膜对着外部空间，浸润在输卵管和子宫的液体中。细胞有一套复杂的机制可以感知到自己是否有表面对着外部空间，那些部分暴露在外的细胞，会激活之前处于沉默的一些基因，发育成胚胎中最早分化的组织：滋养外胚层，专门为胚胎其他部分提供营养。 滋养外胚层发育成熟后，开始将营养液体不断泵入胚胎，原本被包裹的内细胞团，又有部分细胞接触液体，感知信号后发育成致密的下胚层，将来发育成支持组织——卵黄囊，早期为胎儿供血和输送养分。剩余部分细胞则发育出新的细胞层——上胚层，将会发育成整个婴儿。 下胚层形成之后，中部细胞的一部分基因被激活，这部分细胞会移动到下胚层边缘并聚集在一起，它们分泌的DNA结合蛋白可以短距离扩散，从而影响上胚层的发育进程，上胚层中距离聚集点较近的部分发育成婴儿的头部，距离最远的位置不受DNA结合蛋白的影响，将发育成为身体的下半部分，胚胎由原本辐射对称的圆球发育成椭圆形。这个结构叫做：原条。 在形成原条之后，上胚层继续发育，分化成三个完全不同的胚层：内胚层、中胚层和外胚层，这个阶段的胚胎也称为原肠胚。 一个单细胞的胚胎在4周左右的时间里，通过自我组织，利用简单的发育规则，把自己变成了由几千个细胞组成的、具有简单身体结构的群体。胚胎有了头尾区分明确的身体主轴，神经管贯穿背部长轴，消化道在前方延伸，胚胎已经发育出了可辨识的基本结构。 二、增加细节，构建生命体的复杂组织。发育出器官是胚胎在“增加细节”环节需要完成的任务，包括：内脏器官、血液系统、四肢、生殖系统、神经网络等。  心脏是最早形成的器官，主要来源于中胚层的头部外缘，这里的细胞分化成为心源细胞，并吸引其他类型的心肌细胞，融合发育形成心脏；肺、肝脏、胰腺和胆囊则起源于内胚层发育出的肠道分支，分支接收到中胚层细胞发出的信号，不断增殖完善，最终发育出完整的器官；而脾脏、生殖腺、肾脏，以及泌尿系统则完全源自于中胚层，经历管道合并、聚集细胞发育而来。 血液系统由中胚层的细胞发育分化而来，而人体血管网络的发育会持续一生，尤其是那些把血液带到组织深处的毛细血管，会根据身体组织对氧气的需求快速做出响应。 人体胚胎出现四肢的迹象最早表现在怀孕后的第24天，紧贴在外胚层下方的细胞，接收到中胚层发出的信号后快速增殖，在胚胎侧面形成小突起。小突起持续地增殖分化，发育出骨头、肌肉等各种组织。 三、精雕细琢，培养胎儿离开母体后的学习和适应能力。婴儿离开母体后，需要学习去了解周遭的一切，并形成自己的意识。1960年，加拿大神经科学家唐纳德·赫布发现学习的核心机制：通过改变神经元细胞已有连接的强度。 神经元细胞之间连接强度的改变，并不是唯一的学习方式，神经元之间的联系方式也可以被破坏，扩展新的连接。以视觉系统的发育为例，婴儿在出生并睁开眼睛之后，大脑就开始根据视觉神经元突触放电与接收细胞放电的一致性，重塑连接模式。大脑通过不断修正视网膜神经元细胞的连接，成功地将外部世界表现一致的输入联系到一起，让它们控制同样的神经元。  通过改变神经元细胞之间的连接强度，和对连接的更改重组，奠定了语言、联想等高级学习能力的基础，帮助婴儿出生之后在复杂多变的外部环境中不断学习适应。 婴儿脱离子宫来到外部世界，发展心智的同时还要和微生物打交道，有些微生物对人体有益，有些则有害，他们不得不学会“交友”与“迎敌”。 然而不是所有的细菌都是有益的，婴儿必须要学会“迎敌”，人体的防御系统分为三道防线。 被动防御，包括物理和化学防御，包括皮肤、黏膜等。 主动防御，由具有迁移特性的吞噬细胞组成，时刻监测细菌并快速移动吞噬细菌。 适应性免疫系统，这是脊椎动物独有的模式。在身体每次面临新的病原体威胁时，体内的B淋巴细胞和T淋巴细胞会被激活、增殖和分化，并参与消灭抗原的抵抗过程。而后被激活的T细胞和B细胞会保留快速反应的能力，面对特定的对手时能迅速反应，从而防止我们再次感染疾病，提供持久的防御和保护。  在精雕细琢环节，人体通过与不可预测的环境进行互动，快速对神经系统进行了适应性重组，对外界的微生物构建出了“交友”和“迎敌”的机制，为自己在离开母体之后的健康成长保驾护航。 |
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