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腦洞大開?大腦上真有洞嗎?

人類的大腦一直是科學家們感興趣並不懈探索研究的一個重要領域。而對於大腦,我們普通人有的也只是一些淺顯的認識。不過,在我們日常生活中,掛在嘴邊的與大腦有關的口頭禪倒是不少。比如,「腦洞大開」「腦袋被門擠了」「腦子進水」,等等。可是東西可以亂吃,話不可以亂說。大腦上真的有洞嗎?大腦上的溝是被擠出來的嗎?水真的可以進入腦袋嗎?今天,我們就一起來探究一下這些有趣的話題!


No.1腦洞大開:大腦上真的有洞嗎?


腦殼生來「開天窗」

其實,我們每個人剛出生時,就可以說是「腦洞大開」—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,分別被稱為前囪( xin )門和後囪門。這兩個囪門看起來像是發育不全,但卻給了嬰兒頭骨一定的變形能力,使他們在出生時能更順利地通過產道。這兩個「腦洞」會隨著人的發育自然閉合,後囪門在人出生後6一8周時就會閉合,前囪門在人出生後1一2歲的時候也會關上。如果閉合太早或者太晚,則可能意味著疾病。


腦洞大開?大腦上真有洞嗎?


腦洞大開?大腦上真有洞嗎?


為大腦「布線」留好的出口

「天窗」關上了之後,我們的腦殼上是不是就沒有洞了呢?當然不是。腦殼雖然很堅硬,但不是全封閉設計。大腦的神經、血管都需要與外界連通,腦殼上也為連接這些線路留好了出口。腦殼上最大的那個腦洞叫枕骨大孔,位於顱骨的底部,腦和脊髓就在這裡相連接。此外,頸靜脈孔、圓孔、卵圓孔這裡也分別有一些血管和神經穿過。


腦洞大開?大腦上真有洞嗎?


危險分子在腦組織里打的洞


除了以上介紹的腦殼上與生俱來的孔洞外,一些疾病也會使腦組織遭到破壞,留下或大或小的孔洞。


比如,當一些細菌或真菌感染了腦實質,形成腦膿腫時,被感染的腦組織會出現壞死,壞死的組織逐漸增多、融合,最終可能就會形成一個「大空洞」,裡面漂浮著感染菌、壞死組織的碎片,以及炎症細胞。

腦囊蟲病也會在腦組織上打出一個個小洞。這種疾病是寄生蟲感染造成的,如果誤食了含有豬肉絛蟲蟲卵的食物,蟲卵發育成絛蟲囊尾蜘後遷移到了腦部,它們就會在腦組織上打出「小洞」,並住在裡面。


海綿狀腦病(包括我們通常說的「瘋牛病」)則會產生更小號的「腦洞」。在顯微鏡下會看到,病變的神經元和神經纖維會出現很多空泡,就像是一堆密集的小洞。


No.2腦袋被門擠了:大腦上溝是擠出來的?


我們的大腦像是一個核桃,有著豐富的溝回褶皺,這些溝回褶皺可以使體積有限的顱腔里裝下足夠大的皮層,同時也使信息的傳遞變得更有效率。可這些彎彎曲曲的溝回褶皺是如何長出來的呢?


腦洞大開?大腦上真有洞嗎?

多種猜測莫衷一是


過去,科學家們提出了不少理論。有人推測,大腦在發育過程中通過某種生化機制預設了溝回的位置。另一些人則認為,大腦白質當中的神經纖維充當了「牽引繩」,神經連接豐富的皮層被收得更緊,中間區域就在周圍的擠壓之下拱了起來。


不過,還有些科學家認為,大腦之所以長成這樣,可能單純只是一種物理現象一一位於表面的灰質(或者說大腦皮層)長得比內部的白質快,所以褶皺就自然而然地產生了。


實驗揭曉答案

為此,芬蘭于韋斯屈萊大學和美國哈佛大學的研究者們根據胎齡22周的胎兒大腦磁共振掃描數據,製造出了精細、逼真的「雙層膠質大腦」模型。大腦模型在己烷中浸泡幾分鐘後,表面逐漸開始顯現出褶皺。這些褶皺不僅和真正的大腦溝回形狀相似,就連出現的時間順序也十分符合大腦的發育過程。


除了實驗,研究者們還根據磁共振掃描數據建立起了溝回發育的計算機模型。設定好大腦皮層厚度、腦白質和灰質組織的剛性係數、皮層生長速度等參數後,接下來的事情就交給力學定律了。結果顯示,在這樣的純物理作用下,就足以形成與真實大腦十分相似的溝回結構,真實大腦中的主要溝回在計算機模型中都能找到對應的結構。


從這個研究來看,大腦溝回的形成似乎真的是一個單純的物理過程。不過,研究者們也指出,不排除分子生物學層面的機制也在其中發揮著作用。接下來,他們還會繼續探尋大腦褶皺背後的秘密。


No.3腦子進水:大腦里真的有水?


腦袋真的有「水」


不管你信不信,我們的大腦里還真的有「水」。不過,這「水」可不是一般的水,這種「水」叫腦脊液。這種看起來澄清透明的液體只存在於大腦和脊髓當中。事實上,我們的整個大腦就完全浸泡


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也許,有同學會問:這些「水」是怎麼進入大腦的?這就要說說大腦的結構了。我們的大腦表面看似千溝萬壑,充滿了各種各樣的小空隙,大腦內部也有著很多很大的空隙。較大的空隙被稱為「腦室」,那裡生長著一簇一簇樹叢似的小靜脈,因而被稱為「脈絡叢」。這些脈絡叢便是腦脊液的「水源」,腦脊液在這裡源源不斷地產生,然後順著腦內外的空隙,流到整個顱腔以及脊椎之內。而在大腦之外,又有一層遍布血管的軟膜。由於膜上血管縱橫交錯如同蜘蛛網,因此這層膜又被稱為「蛛網膜」。腦脊液正是經由蛛網膜上的顆粒狀結構回歸到靜脈中。


簡而言之,腦脊液從腦室脈絡叢中產生,流遍整個中樞神經系統,最終歸於蛛網膜顆粒之中,猶如腦中奔騰不息的河流。


「洗腦」全靠它


我們的腦室脈絡叢每天大約會產生500毫升腦脊液,但由於這些腦脊液又不斷地被吸收,因此正常人腦中一般保持著100一160毫升腦脊液。所以,有人下次再對你說「你腦子進了多少水?」的時候,同學們知道怎麼機智地回答了吧!


腦洞大開?大腦上真有洞嗎?


腦脊液中,99%以上都是水,其餘的是一些蛋白質、糖類和無機鹽類等。不斷更新、流動的腦脊液還日夜不停地洗刷著我們的神經中樞,帶走神經細胞產生的代謝廢物以及壞死的細胞碎片。可以說,腦脊液循環才是名副其實的「洗腦」!這種「沖洗」作用在人睡眠的時候最為活躍,所以,同學們不要老熬夜哦!





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