腦中海嘯..._風聞
观察者网用户_241334-2019-07-21 11:47
大腦是一個耗能極高的器官,需要消耗遠超其體重比例的基礎能量代謝。大腦又是一個極為美麗的器官,如果人類真的有靈魂,那麼也必然居於大腦之中。
因而我們對其中所發生的一切都如此着迷。人們試圖通過各種實驗研究情感、語言、邏輯乃至意識是如何在大腦中發生的。
但是大腦中不只有這些功能,還有功能的喪失。在某些情況下,這個過程以類似於海嘯的形式,轟轟烈烈地發生,如同最後的煙花在腦中綻放。這就是我們今天要説的腦中海嘯,或者叫:腦皮質擴散性去極化。在這個過程的背後是一整套神經生化反應,它可以幫助我們更好地理解大腦如何工作。
我們發現這樣的知識還有很多,它們本身可能知名度並不高,但是卻充滿趣味。同時它們也更像一個索引,其背後是龐大百倍千倍的知識;又如同一個個微縮膠捲,保存着人類對世界探索的微型文件;又如同小徑分岔的花園中,用鮮花編織而成的指路牌。
我們將這些閃亮的碎片收集,並建立文件、進行編號,所以將其稱為:混亂檔案室。
這是混亂檔案室的第一期。
-文字稿-
海嘯是地球上最致命的災害之一,時速700公里的巨浪可以摧毀沿途的一切。在人或動物的大腦裏,有時也會發生相似的場景,不過換之以電化學能量的波濤,也就是神經衝動不受控制的擴散,這被形象地稱為大腦海嘯(Brain Tsunamis),學術上叫做 腦皮質擴散性去極化(抑制)。就像真實的海嘯通常來自海底地震,大腦海嘯也有自己的起因,比如,大腦受創或者缺氧、缺血,其電化學能量暴走的原理也要更加曲折。
首先在我們大腦中,神經元伸出的軸突上,由磷脂雙分子層組成的細胞膜,可以阻隔大分子和帶電離子隨意進出,同時其上分佈的鈉鉀泵通過主動搬運,產生離子濃度差,維持內負外正的電化學梯度(離子濃度差和電勢差),也就是靜息電位。這種微妙的平衡,就是細胞膜的極化狀態。
當鈉通道被打開,鈉離子就會在電化學梯度作用下流入細胞,膜內電位迅速升高,這被稱為去極化。此處電位疊加後產生動作電位,又讓相鄰的鈉通道被打開,並重復這個過程,不斷循環,一個神經衝動就這樣在軸突上傳遞出去。
想要重新極化,就需要再次消耗ATP搬運鈉鉀離子。但是當大腦失去足夠的ATP維持運轉,會發生什麼呢?
離子泵幾乎停止工作,神經元內電化學梯度開始消失。鈉通道也隨意洞開,電信號不受控制地在軸突上閃過。為了榨取儘可能多的能量,血腦屏障會增強滲透性,因此改變細胞外的離子環境,比如降低鎂離子的濃度。這又導致神經元釋放穀氨酸等神經遞質,產生興奮毒性蔓延,帶來更大範圍的惡性循環。
一場腦中的海嘯就這樣擴散開來。如果無法恢復供能,這大概就是大腦最後的狂歡。當電化學的浪潮也平息下來,留下的只有永恆的死寂。