大腦趣知識

◆本刊綜合

在日常生活中，與人類大腦有關(guān)的口頭禪真不少，比如“腦洞大開”“腦袋被門擠了”“腦子進(jìn)水”等，但話不能亂說。腦袋上真的有洞嗎？大腦上的溝是被擠出來的嗎？水真的可以進(jìn)入腦袋嗎……現(xiàn)在，我們一起來探究有關(guān)大腦的有趣話題吧。

腦袋上真的有洞

腦洞大開這話不假，腦袋上真的有洞，而且不止一兩個洞哦。

●腦殼生來“開天窗”

每個人剛出生就“腦洞大開”——人—生下來，腦袋上就自帶兩個“天窗”。這兩個“天窗”是顱骨間的縫隙，分別被稱為前囟門和后囟門，雖然看起來發(fā)育不全，但卻讓嬰兒頭骨有了變形空間，使他們在出生時能更順利地通過產(chǎn)道。

囟門這“腦洞”會隨著人的發(fā)育自然閉合，后囟門在人出生后6—8周會閉合，前囟門在人一兩歲的時候也會“關(guān)上”。如果囟門閉合得太早或者太晚，那么可能意味著疾病。

●為大腦“布線”留孔

“天窗”關(guān)上后，我們的腦殼上是不是就沒有洞了呢？當(dāng)然不是。觀察一個頭骨標(biāo)本的底部，我們會發(fā)現(xiàn)大大小小的洞。

腦殼雖然很堅硬，但不是全封閉的。大腦的神經(jīng)、血管都需要與外界連通，因此腦殼上留有孔洞，最大的腦洞叫枕骨大孔，它位于顱骨的底部，腦和脊髓就在這里連接。除此之外，腦殼上還有不少洞，如頸靜脈孔、圓孔、卵圓孔等，那里也有一些血管和神經(jīng)穿過。

●危險分子在腦組織里打洞

人的腦殼上天生有洞，那么腦組織上有沒有洞呢？有，一些疾病會使腦組織遭到破壞，留下或大或小的洞。

比如，當(dāng)一些細(xì)菌或真菌感染腦實質(zhì)形成腦膿腫時，被感染的腦組織會壞死，壞死的組織逐漸增多、融合，最終可能形成一個“大空洞”，里面漂浮著感染菌、壞死組織的碎片以及炎癥細(xì)胞。

腦囊蟲病也會使腦組織出現(xiàn)一個個小洞。這種疾病是寄生蟲感染而引發(fā)的，人們?nèi)绻`食了含有豬肉絳蟲蟲卵的食物，蟲卵發(fā)育成絳蟲囊尾蚴遷移到腦部后就會在腦組織上打出“小洞”并住在里面。吃貨們，吃豬肉時務(wù)必徹底弄熟豬肉，不然可能被開腦洞哦。

海綿狀腦病（包括我們常說的“瘋牛病”）則會使腦組織出現(xiàn)更小的洞。顧名思義，海綿狀腦病這種由朊粒引起的疾病會使腦組織出現(xiàn)“海綿樣變性”，在顯微鏡下，我們會看到病變的神經(jīng)元和神經(jīng)纖維出現(xiàn)很多空泡，就像一些密集的小洞。所以，“腦子像海綿一樣”可不是件好事，它又不能幫你吸收知識。

●人工腦洞

一些腦洞是人為制造的，人們這樣做是為了治療疾病。

在古代，“腦洞大開”的治療方式已經(jīng)出現(xiàn)。那時候，人們可能會在頭疼、患有癲癇或者行為異常的病人腦袋上鉆個洞，因為他們相信這樣可以把作祟的“ 惡靈”從病人腦袋里趕跑。這種原始的“開腦洞”手術(shù)相當(dāng)血腥，也沒有科學(xué)依據(jù)。

現(xiàn)在，外科醫(yī)生也會給頭骨開洞，操作手法遠(yuǎn)沒有過去那么粗暴。當(dāng)人們腦出血時，醫(yī)生會用鉆孔引流的方法吸走血腫，以避免血腫對腦組織造成壓迫。而當(dāng)人們顱內(nèi)壓太高時，為了防止嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生，醫(yī)生會去除一部分顱骨來減輕腦組織壓力。等到病情有所緩解后，醫(yī)生會用鈦網(wǎng)等材料把“腦洞”補(bǔ)上。

大腦被“擠”出溝

科學(xué)家認(rèn)為大腦溝回或許是在皮層生長過程中自然而然地被“擠”出來的。

●多種猜測莫衷一是

我們的大腦有著豐富的溝回，這些溝回可以使體積有限的顱腔裝下足夠多的皮層，同時使信息傳遞更有效。大腦在發(fā)育過程中是如何長出這些彎彎曲曲的溝回的呢？

針對這個問題，科學(xué)家們提出了不少理論，有人推測大腦在發(fā)育過程中通過某種生化機(jī)制預(yù)設(shè)了溝回的位置，一些人則認(rèn)為大腦白質(zhì)當(dāng)中的神經(jīng)纖維充當(dāng)了“牽引繩”，神經(jīng)連接豐富的皮層被收得更緊，中間區(qū)域就在周圍的擠壓下拱了起來。

這些假說聽起來都有道理，不過，一些科學(xué)家站出來說：“你們都想多了！”他們認(rèn)為，大腦長成這樣可能只是一種物理現(xiàn)象——位于表面的灰質(zhì)（或者說大腦皮層）長得比內(nèi)部的白質(zhì)快，所以溝回就自然而然產(chǎn)生了。

●實驗來證明

想要證明觀點，自然要用實驗來說話。2014年，芬蘭于韋斯屈萊大學(xué)和美國哈佛大學(xué)的研究者們制作了一個簡易的大腦模型來進(jìn)行實驗，這個看起來像水晶果凍的模型由聚二甲基硅氧烷制成，表面又涂有一層聚二甲基硅氧烷來模擬皮層。研究者們將大腦模型泡在己烷中，表層膠質(zhì)吸收有機(jī)溶劑后膨脹，以此來模擬皮層生長，結(jié)果模型上自然形成的褶皺跟大腦溝回有些像。

之后，研究者們進(jìn)行更精細(xì)的模擬。他們根據(jù)胎齡22周的胎兒大腦核磁共振掃描數(shù)據(jù)制造出更加逼真的“雙層膠質(zhì)大腦”模型，并將模型浸泡在己烷中。幾分鐘后，模型表面開始出現(xiàn)褶皺，這些褶皺不僅和大腦溝回形狀相似，就連出現(xiàn)的時間順序也十分符合大腦的發(fā)育過程。在若干次實驗中，大腦模型上的“溝回”發(fā)育狀況大體一致，只存在一些細(xì)節(jié)上的差別。

●計算機(jī)模擬

除了實驗，研究者們還根據(jù)胎兒大腦核磁共振掃描數(shù)據(jù)建立了溝回發(fā)育的計算機(jī)模型。設(shè)定好大腦皮層厚度、腦白質(zhì)和灰質(zhì)組織的剛性系數(shù)、皮層生長速度等參數(shù)，接下來的事情就交給力學(xué)定律，結(jié)果顯示，在這樣的物理作用下，足以形成與真實大腦十分相似的溝回，真實大腦中的主要溝回在計算機(jī)模型中都能找到對應(yīng)的結(jié)構(gòu)。

從這個研究結(jié)果來看，大腦溝回的形成似乎是一個單純的物理過程，不過研究者們指出，不排除分子生物學(xué)層面的機(jī)制也在其中發(fā)揮作用。接下來，他們會繼續(xù)探尋大腦溝回的秘密。

大腦里果然有水

不管你信不信，我們的大腦里還真的有“水”。不過，這“水”不是一般的水，而是腦脊液。

●腦脊液奔流不息

腦脊液這種看起來澄清透明的液體只存在于大腦和脊髓當(dāng)中。事實上，整個大腦完全浸泡在腦脊液中。

腦子里的這些“水”是怎么進(jìn)入大腦的呢？這得說說大腦的結(jié)構(gòu)。

我們的大腦表面千溝萬壑，有很多小空隙，而深入大腦內(nèi)部，你會發(fā)現(xiàn)更多更大的空隙，其中較大的空隙被稱為“腦室”，那里生長著一簇簇樹叢似的小靜脈，這些成簇的靜脈被稱為“脈絡(luò)叢”，脈絡(luò)叢便是腦脊液的“源頭”，腦脊液在這里源源不斷地產(chǎn)生，然后順著腦內(nèi)外的空隙流到整個顱腔以及脊椎內(nèi)。

大腦外有一層遍布血管的軟膜，由于膜上血管縱橫交錯如同蜘蛛網(wǎng)，因此這層膜被稱為“蛛網(wǎng)膜”。腦脊液正是經(jīng)由蛛網(wǎng)膜上的顆粒狀結(jié)構(gòu)即蛛網(wǎng)膜顆粒回歸到靜脈中。

總而言之，腦脊液從腦室脈絡(luò)叢中產(chǎn)生，流遍整個中樞神經(jīng)系統(tǒng)，最終流到蛛網(wǎng)膜顆粒中，猶如腦中奔流不息的河流。

我們的腦室脈絡(luò)叢每天大約會產(chǎn)生500毫升腦脊液，由于這些腦脊液不斷被吸收，因此正常人腦中有100毫升—160毫升腦脊液。所以，下次有人問“你腦子進(jìn)了多少水”的時候，你知道怎么機(jī)智地回答了吧？

●“水”用處多

作為在腦這種“中央機(jī)構(gòu)”流動的液體，腦脊液有什么特別的呢？科學(xué)家對它進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)它的成分平常，99%以上是水，外加一些蛋白質(zhì)、糖類和無機(jī)鹽類等。這腦子里的水如此接近純水，要它何用？它用處可大了。

如果你在涮火鍋的時候觀察豬腦，你會發(fā)現(xiàn)它雖然結(jié)構(gòu)基本沒有被破壞，但在形態(tài)上像癟了氣的輪胎一樣軟塌塌的，這是因為豬腦中幾乎沒有任何剛性結(jié)構(gòu)，所以被自身的重量壓扁了。

大腦怎樣才能不被壓扁呢？這就需要腦脊液。由于腦的密度和腦脊液幾乎一樣，因此腦脊液提供的浮力可以抵消大腦自身的大部分重力。某些很罕見的疾病如腦脊液鼻漏就有可能導(dǎo)致腦脊液過少，繼而導(dǎo)致大腦形變，嚴(yán)重時會造成永久性腦損傷。

不斷流動的腦脊液還日夜不停地洗刷著我們的中樞神經(jīng)，帶走神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生的代謝廢物以及壞死的細(xì)胞碎片?？梢哉f，腦脊液循環(huán)才是名副其實的“洗腦”！這種“洗腦”在人睡覺的時候最活躍，所以同學(xué)們不要熬夜。

除此以外，腦脊液在大腦的免疫、運動緩沖、維持穩(wěn)態(tài)等方面發(fā)揮著重要的作用。對于臨床醫(yī)學(xué)而言，腦脊液的成分還可以反映中樞神經(jīng)很多生理指標(biāo)——有時醫(yī)生不用打開你的腦殼，只需要在你的尾椎上做個穿刺，抽取一些腦脊液就可以知道你大腦的一些狀況。

大腦開小差

有時大腦會開小差，導(dǎo)致我們犯一些錯誤，比如失口把同學(xué)的媽媽喊作“媽”；從客廳走到房間里，突然不記得要做什么事情；上課時走神，被老師點名回答問題，卻不知道問題是什么……

●為何開小差

為了弄清楚大腦為何開小差，美國一個聯(lián)合研究小組挑選一些志愿者作為試驗對象，讓他們多次完成一些任務(wù)，直至熟悉任務(wù)中的每一個環(huán)節(jié)為止。在試驗過程中，聯(lián)合研究小組重點關(guān)注志愿者大腦開小差的情況，并用儀器掃描他們的腦部，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大腦思維功能區(qū)域在大腦開小差前后明顯不同。

研究顯示，當(dāng)大腦在進(jìn)行一個新任務(wù)的時候，開小差的情況很少出現(xiàn)，但當(dāng)大腦在進(jìn)行一個非常熟悉的任務(wù)時，開小差的情況就很常見，而且開小差的時間幾乎占用了清醒時間的13%。而就在大腦開小差時，大腦思維功能區(qū)域變得不活躍，進(jìn)入“暫停狀態(tài)”。當(dāng)大腦受到外界提示要繼續(xù)進(jìn)行任務(wù)的時候，大腦的“暫停狀態(tài)”自動結(jié)束。

這些現(xiàn)象說明，大腦開小差是一種正常的大腦活動，大腦中有一個全自動“暫停裝置”，當(dāng)人們對某件事情提不起興趣的時候，大腦會自動啟動這個“暫停裝置”，去想別的事情，于是出現(xiàn)開小差的情況。大腦這樣做，也許是為了防止自身陷入麻木狀態(tài)，實現(xiàn)自我保護(hù)。

要想讓大腦不開小差，我們就要多做自己感興趣的事情，或者對自己所做的事情保持興趣，這樣才能專注地做好一件事。

●開小差，辦大事

大腦開小差并非壞事。加拿大科學(xué)家發(fā)現(xiàn)當(dāng)人的大腦開小差時，大腦思維功能區(qū)域以外的區(qū)域非?；钴S，這說明大腦會鬼使神差地把我們的注意力從眼下在做的事轉(zhuǎn)移到其他重要的事情上，這無疑在不知不覺中幫助人們鍛煉大腦，提高大腦活躍度。

最近，美國研究人員又對大腦開小差的利弊問題進(jìn)行了研究。他們要求一些志愿者做幾項簡單的工作，比如每呼吸一次就摁一下按鍵，或者電腦屏幕上每出現(xiàn)一個字母，就點一下鼠標(biāo)，結(jié)果因為這些任務(wù)太簡單了，志愿者們的大腦很容易開小差，開小差的次數(shù)因人而異。

任務(wù)完成后，研究人員讓志愿者一邊解數(shù)學(xué)方程一邊記字母，以考察他們的工作記憶能力，結(jié)果顯示，不論年齡大小，大腦開小差次數(shù)多的人在記憶測試中普遍得分較高。這說明大腦可以同時解決多個問題，特別是當(dāng)眼下任務(wù)難度不大時，大腦會開小差，以思考其他重要事情。

如果你的大腦經(jīng)常開小差，你要慶幸大腦可能因此變得更靈光。當(dāng)然，如果你在做的工作非常重要，那么千萬不能讓大腦開小差。