大脑趣知识

◆本刊综合

在日常生活中，与人类大脑有关的口头禅真不少，比如“脑洞大开”“脑袋被门挤了”“脑子进水”等，但话不能乱说。脑袋上真的有洞吗？大脑上的沟是被挤出来的吗？水真的可以进入脑袋吗……现在，我们一起来探究有关大脑的有趣话题吧。

脑袋上真的有洞

脑洞大开这话不假，脑袋上真的有洞，而且不止一两个洞哦。

●脑壳生来“开天窗”

每个人刚出生就“脑洞大开”——人—生下来，脑袋上就自带两个“天窗”。这两个“天窗”是颅骨间的缝隙，分别被称为前囟门和后囟门，虽然看起来发育不全，但却让婴儿头骨有了变形空间，使他们在出生时能更顺利地通过产道。

囟门这“脑洞”会随着人的发育自然闭合，后囟门在人出生后6—8周会闭合，前囟门在人一两岁的时候也会“关上”。如果囟门闭合得太早或者太晚，那么可能意味着疾病。

●为大脑“布线”留孔

“天窗”关上后，我们的脑壳上是不是就没有洞了呢？当然不是。观察一个头骨标本的底部，我们会发现大大小小的洞。

脑壳虽然很坚硬，但不是全封闭的。大脑的神经、血管都需要与外界连通，因此脑壳上留有孔洞，最大的脑洞叫枕骨大孔，它位于颅骨的底部，脑和脊髓就在这里连接。除此之外，脑壳上还有不少洞，如颈静脉孔、圆孔、卵圆孔等，那里也有一些血管和神经穿过。

●危险分子在脑组织里打洞

人的脑壳上天生有洞，那么脑组织上有没有洞呢？有，一些疾病会使脑组织遭到破坏，留下或大或小的洞。

比如，当一些细菌或真菌感染脑实质形成脑脓肿时，被感染的脑组织会坏死，坏死的组织逐渐增多、融合，最终可能形成一个“大空洞”，里面漂浮着感染菌、坏死组织的碎片以及炎症细胞。

脑囊虫病也会使脑组织出现一个个小洞。这种疾病是寄生虫感染而引发的，人们如果误食了含有猪肉绦虫虫卵的食物，虫卵发育成绦虫囊尾蚴迁移到脑部后就会在脑组织上打出“小洞”并住在里面。吃货们，吃猪肉时务必彻底弄熟猪肉，不然可能被开脑洞哦。

海绵状脑病（包括我们常说的“疯牛病”）则会使脑组织出现更小的洞。顾名思义，海绵状脑病这种由朊粒引起的疾病会使脑组织出现“海绵样变性”，在显微镜下，我们会看到病变的神经元和神经纤维出现很多空泡，就像一些密集的小洞。所以，“脑子像海绵一样”可不是件好事，它又不能帮你吸收知识。

●人工脑洞

一些脑洞是人为制造的，人们这样做是为了治疗疾病。

在古代，“脑洞大开”的治疗方式已经出现。那时候，人们可能会在头疼、患有癫痫或者行为异常的病人脑袋上钻个洞，因为他们相信这样可以把作祟的“ 恶灵”从病人脑袋里赶跑。这种原始的“开脑洞”手术相当血腥，也没有科学依据。

现在，外科医生也会给头骨开洞，操作手法远没有过去那么粗暴。当人们脑出血时，医生会用钻孔引流的方法吸走血肿，以避免血肿对脑组织造成压迫。而当人们颅内压太高时，为了防止严重并发症发生，医生会去除一部分颅骨来减轻脑组织压力。等到病情有所缓解后，医生会用钛网等材料把“脑洞”补上。

大脑被“挤”出沟

科学家认为大脑沟回或许是在皮层生长过程中自然而然地被“挤”出来的。

●多种猜测莫衷一是

我们的大脑有着丰富的沟回，这些沟回可以使体积有限的颅腔装下足够多的皮层，同时使信息传递更有效。大脑在发育过程中是如何长出这些弯弯曲曲的沟回的呢？

针对这个问题，科学家们提出了不少理论，有人推测大脑在发育过程中通过某种生化机制预设了沟回的位置，一些人则认为大脑白质当中的神经纤维充当了“牵引绳”，神经连接丰富的皮层被收得更紧，中间区域就在周围的挤压下拱了起来。

这些假说听起来都有道理，不过，一些科学家站出来说：“你们都想多了！”他们认为，大脑长成这样可能只是一种物理现象——位于表面的灰质（或者说大脑皮层）长得比内部的白质快，所以沟回就自然而然产生了。

●实验来证明

想要证明观点，自然要用实验来说话。2014年，芬兰于韦斯屈莱大学和美国哈佛大学的研究者们制作了一个简易的大脑模型来进行实验，这个看起来像水晶果冻的模型由聚二甲基硅氧烷制成，表面又涂有一层聚二甲基硅氧烷来模拟皮层。研究者们将大脑模型泡在己烷中，表层胶质吸收有机溶剂后膨胀，以此来模拟皮层生长，结果模型上自然形成的褶皱跟大脑沟回有些像。

之后，研究者们进行更精细的模拟。他们根据胎龄22周的胎儿大脑核磁共振扫描数据制造出更加逼真的“双层胶质大脑”模型，并将模型浸泡在己烷中。几分钟后，模型表面开始出现褶皱，这些褶皱不仅和大脑沟回形状相似，就连出现的时间顺序也十分符合大脑的发育过程。在若干次实验中，大脑模型上的“沟回”发育状况大体一致，只存在一些细节上的差别。

●计算机模拟

除了实验，研究者们还根据胎儿大脑核磁共振扫描数据建立了沟回发育的计算机模型。设定好大脑皮层厚度、脑白质和灰质组织的刚性系数、皮层生长速度等参数，接下来的事情就交给力学定律，结果显示，在这样的物理作用下，足以形成与真实大脑十分相似的沟回，真实大脑中的主要沟回在计算机模型中都能找到对应的结构。

从这个研究结果来看，大脑沟回的形成似乎是一个单纯的物理过程，不过研究者们指出，不排除分子生物学层面的机制也在其中发挥作用。接下来，他们会继续探寻大脑沟回的秘密。

大脑里果然有水

不管你信不信，我们的大脑里还真的有“水”。不过，这“水”不是一般的水，而是脑脊液。

●脑脊液奔流不息

脑脊液这种看起来澄清透明的液体只存在于大脑和脊髓当中。事实上，整个大脑完全浸泡在脑脊液中。

脑子里的这些“水”是怎么进入大脑的呢？这得说说大脑的结构。

我们的大脑表面千沟万壑，有很多小空隙，而深入大脑内部，你会发现更多更大的空隙，其中较大的空隙被称为“脑室”，那里生长着一簇簇树丛似的小静脉，这些成簇的静脉被称为“脉络丛”，脉络丛便是脑脊液的“源头”，脑脊液在这里源源不断地产生，然后顺着脑内外的空隙流到整个颅腔以及脊椎内。

大脑外有一层遍布血管的软膜，由于膜上血管纵横交错如同蜘蛛网，因此这层膜被称为“蛛网膜”。脑脊液正是经由蛛网膜上的颗粒状结构即蛛网膜颗粒回归到静脉中。

总而言之，脑脊液从脑室脉络丛中产生，流遍整个中枢神经系统，最终流到蛛网膜颗粒中，犹如脑中奔流不息的河流。

我们的脑室脉络丛每天大约会产生500毫升脑脊液，由于这些脑脊液不断被吸收，因此正常人脑中有100毫升—160毫升脑脊液。所以，下次有人问“你脑子进了多少水”的时候，你知道怎么机智地回答了吧？

●“水”用处多

作为在脑这种“中央机构”流动的液体，脑脊液有什么特别的呢？科学家对它进行研究，发现它的成分平常，99%以上是水，外加一些蛋白质、糖类和无机盐类等。这脑子里的水如此接近纯水，要它何用？它用处可大了。

如果你在涮火锅的时候观察猪脑，你会发现它虽然结构基本没有被破坏，但在形态上像瘪了气的轮胎一样软塌塌的，这是因为猪脑中几乎没有任何刚性结构，所以被自身的重量压扁了。

大脑怎样才能不被压扁呢？这就需要脑脊液。由于脑的密度和脑脊液几乎一样，因此脑脊液提供的浮力可以抵消大脑自身的大部分重力。某些很罕见的疾病如脑脊液鼻漏就有可能导致脑脊液过少，继而导致大脑形变，严重时会造成永久性脑损伤。

不断流动的脑脊液还日夜不停地洗刷着我们的中枢神经，带走神经细胞产生的代谢废物以及坏死的细胞碎片。可以说，脑脊液循环才是名副其实的“洗脑”！这种“洗脑”在人睡觉的时候最活跃，所以同学们不要熬夜。

除此以外，脑脊液在大脑的免疫、运动缓冲、维持稳态等方面发挥着重要的作用。对于临床医学而言，脑脊液的成分还可以反映中枢神经很多生理指标——有时医生不用打开你的脑壳，只需要在你的尾椎上做个穿刺，抽取一些脑脊液就可以知道你大脑的一些状况。

大脑开小差

有时大脑会开小差，导致我们犯一些错误，比如失口把同学的妈妈喊作“妈”；从客厅走到房间里，突然不记得要做什么事情；上课时走神，被老师点名回答问题，却不知道问题是什么……

●为何开小差

为了弄清楚大脑为何开小差，美国一个联合研究小组挑选一些志愿者作为试验对象，让他们多次完成一些任务，直至熟悉任务中的每一个环节为止。在试验过程中，联合研究小组重点关注志愿者大脑开小差的情况，并用仪器扫描他们的脑部，结果发现大脑思维功能区域在大脑开小差前后明显不同。

研究显示，当大脑在进行一个新任务的时候，开小差的情况很少出现，但当大脑在进行一个非常熟悉的任务时，开小差的情况就很常见，而且开小差的时间几乎占用了清醒时间的13%。而就在大脑开小差时，大脑思维功能区域变得不活跃，进入“暂停状态”。当大脑受到外界提示要继续进行任务的时候，大脑的“暂停状态”自动结束。

这些现象说明，大脑开小差是一种正常的大脑活动，大脑中有一个全自动“暂停装置”，当人们对某件事情提不起兴趣的时候，大脑会自动启动这个“暂停装置”，去想别的事情，于是出现开小差的情况。大脑这样做，也许是为了防止自身陷入麻木状态，实现自我保护。

要想让大脑不开小差，我们就要多做自己感兴趣的事情，或者对自己所做的事情保持兴趣，这样才能专注地做好一件事。

●开小差，办大事

大脑开小差并非坏事。加拿大科学家发现当人的大脑开小差时，大脑思维功能区域以外的区域非常活跃，这说明大脑会鬼使神差地把我们的注意力从眼下在做的事转移到其他重要的事情上，这无疑在不知不觉中帮助人们锻炼大脑，提高大脑活跃度。

最近，美国研究人员又对大脑开小差的利弊问题进行了研究。他们要求一些志愿者做几项简单的工作，比如每呼吸一次就摁一下按键，或者电脑屏幕上每出现一个字母，就点一下鼠标，结果因为这些任务太简单了，志愿者们的大脑很容易开小差，开小差的次数因人而异。

任务完成后，研究人员让志愿者一边解数学方程一边记字母，以考察他们的工作记忆能力，结果显示，不论年龄大小，大脑开小差次数多的人在记忆测试中普遍得分较高。这说明大脑可以同时解决多个问题，特别是当眼下任务难度不大时，大脑会开小差，以思考其他重要事情。

如果你的大脑经常开小差，你要庆幸大脑可能因此变得更灵光。当然，如果你在做的工作非常重要，那么千万不能让大脑开小差。