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有什么关于大脑的冷知识?

Weksart / CC0

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1.大脑很大,指的是占比。尽管大脑仅占我们体重的 2%,但大脑却使用了我们每日能量摄入的 20%(耗氧量和热量)。尽管精神和运动活动千差万别,但这种保持较高速率的新陈代谢却非常稳定[1]。成人脑平均重量约为 1.5kg,长约 15 厘米。即使和地球上大型生物作对比,人类的大脑也属于生物钟名列前茅的。

从左往右,人类,大象,鲸鱼

但是,即便大脑有 1.5kg 的重量,也不会让我们感觉重或者头痛。

为什么?第一是因为在颅骨内部大脑悬浮在脑脊液(CSF)中,液体对大脑的浮力使大脑的表观重量减少了近 1Kg,任何时候大约有 125 mL 的 CSF,每天大约产生 500 mL。CSF 充当垫子或缓冲剂,为头骨内部的大脑提供基本的机械和免疫保护;第二是因为除脑膜外,大脑本身没有痛觉感受器。

2.大脑不仅占比大,它也是独特的。所有的脑细胞都不一样,大脑中有多达 10,000 种特定类型的神经元。而且大脑活动就像指纹一样独特,发表在《Nature》杂志上的研究表明[2]人的大脑活动可能与他或她自己的指纹一样独特。为了得出结论,科学家使用功能磁共振成像(fMRI)来成像,McQuiston 博士解释说:「了解个人的大脑联系为科学家提供了有关个人智力或性格的特定见解。这可能会影响到将来如何使用大脑扫描,有一天可以帮助每个人个性化护理。」

3.神经元多的不只有大脑[3],肠道中还有「第二个大脑」,称为肠神经系统(enteric nervous system,ENS,由嵌入我们的肠或消化道长管壁的神经元鞘组成,1998 年著作《第二脑》(HarperCollins)的作者说,它也包含大约上亿个神经元,比脊髓或周围神经系统中的神经元还多。

ENS 与大脑协同工作以控制消化功能,然而,它也可以不完全依靠大脑的功能,它可以作为立单独的综合神经系统(绕过大脑的权力)。当迷走神经被切断时,ENS 能够组织和启动自身的消化反射[4],这就是为什么遭受完全脊髓损伤的人仍然能够排便的原因,即使失去了对该活动的自愿控制。

4.大脑虽然没有痛觉感受器,但我们头部中的许多其他结构(如脑膜、头皮)都具有痛觉感受器,我们的大脑被负载有痛觉感受器的组织、血管和神经等痛敏结构所包围,头痛多数是由这些结构的问题引起的,如酒精引起头痛的原因之一是通过抑制抗利尿激素的释放 ,使尿量增多,人体大量缺水,各器官会从脑组织争抢水分来补给,脑组织缺水后收缩,血管的紧张和肿胀引起头痛,这是为什么许多人宿醉后会头疼的原因之一。

此外长期服用药物引起的头痛或突然且异常严重的头痛,则可能是大脑出现严重问题的迹象,例如肿瘤,出血或感染。

尽管这些问题会引起疼痛,但不是通过激活大脑本身的痛觉感受器,而是因为大脑肿胀并对头部的其他结构施加压力或皮层发出的疼痛指令。

痛觉既是一个感受过程,也是一个信号指令,而疼痛更多是一种刺激产生的知觉。即使没有痛觉感受器的活动,也会激发疼痛指令,两者并不矛盾,正是基于大脑本身不存在痛觉感受器,才有了术中唤醒开颅手术的基础。

5.左右大脑必须协同的工作,没有所谓的「左脑是决定理性,右脑负责感性」。

大脑具有横向性发展的特点,任何类型的思考,都对应着特定部位脑区,都是通过左右脑协同工作的,没有人是被单纯地被某一边区域驱动。所以,你听到的「右脑开发」或者「全脑开发」,大多数是某些早教班用来打广告的噱头。

6.大脑即使损失一小部分都会有可能出现认知障碍,只使用了大脑的 10% 的容量是个自满的谣言[5]。如果在任何给定时间仅定期使用仅 10% 的大脑,我们可能都容易出现脑萎缩。一些人是把心理学家说「心智潜能有待开发」理解成了大脑还有很多待开发的容量。

如果还不信,FMRI 和 PET 是医学影像技术证明即使是简单的活动[6]也几乎需要整个大脑活动。即使在睡眠期间,整个大脑也存在调节、监视、感知等活动。即使是患有退化性神经疾病(例如阿尔茨海默氏病和帕金森氏病)的人,大脑的使用率仍超过 10%。

7.但这并不是说如果大脑受损,就一定无法执行日常工作,有些人的大脑受伤或部分切除,他们仍然过着正常的生活,这是因为大脑有很强的代偿能力,可以确保剩下的东西来代替活动。

例如医学上的大脑半球切除术,手术对人格或记忆没有明显影响,通常将致痫灶一侧的大脑半球皮质完全或次全切除,保留基底节及丘脑,适用于婴儿性偏瘫伴有严重的癫痫发作和行为失常的癫痫患者[7],是癫痫外科才能遇到的手术,也是神经外科创伤最大的手术,对癫痫治愈率较高。

8.那么,有没有先天无脑的症状呢?答案是有的。无脑畸形是先天性疾病,也是神经管畸形的一种,表现在颅骨顶部和脊髓的缺失,其余的结构通常仅被一层薄膜覆盖,缺少皮肤,骨骼,脑膜等。大多数患有这种疾病的婴儿死产或出生后几个小时死亡,虽有少数在出生时存活,但一般在几天内就要死亡,没有存活的病例,极少数病例能存活几年[8]

9.当你快睡着时,你可能会认为您的大脑处于「关闭状态」,但实际上它比走路,说话,吃饭和思考时做的更多。当你睡着之后,大脑会带着我们进入快速眼动 (REM) 睡眠期了,也就是容易做梦的一种状态,这是一个对大脑保留记忆 (Memory Retention) 来说非常重要的阶段,但这个和是否熬夜没有直接联系,主要只要保证充足的睡眠,对记忆力影响都不大,让大脑得到巩固信息的机会的事睡眠,不是特定的某一时间[9]

10.如果在缺氧的情况下,大脑受到的打击最大。大脑即使缺氧五分钟也可能导致永久性脑损伤[10]