真的存在ldquo没脑子rdquo

读了一篇年发表在《科学》杂志上关于脑研究的论文，觉得有趣，今天分享给大家。研究的题目是《Isyourbrainreallynecessary?》，直译为“人真的需要大脑吗？”。感兴趣的可以搜索英文原文阅读。

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一个奇怪的现象年，英国神经学家JohnLorber报道了一些“空脑人”正常生活的案例。这些“空脑人”的颅骨内除了脑脊液，大脑几乎是空的。脑脊液小科普：脑脊液是存在于脑室及蛛网膜下腔的一种无色透明的液体。脑脊液包围并支持着整个脑及脊髓，对中枢神经系统起到减震和支撑作用。之前的文章我们也讲过，颅内没有传统的淋巴管道（除了年发现的硬脑膜淋巴管），脑脊液在清除脑组织代谢产物及炎性物质方面，起着身体其它部位淋巴液所起的作用。英国北部的Sheffield大学数学系有一位学生，智商很高（IQ），学习成绩也非常优秀。在一次体检时，Sheffield的校医注意到这个学生的头比正常人大一点，于是把他转交给了Sheffield大学的神经学家JohnLorber作进一步的检查。JohnLorder教授在为他做CT扫描时，意外发现，这位高智商的学生实际上根本“没有大脑”（如下图所示，左边为正常大脑，右边为“无脑”状态）这名学生患有脑积水，也就是说脑脊液不但不会像正常时那样在大脑周围循环进入血液，反而变得填充阻塞了大脑。正常颅腔是由两个脑半球填充，深度大约4.5厘米，但这个学生只有不到1毫米厚的脑组织覆盖在脊柱的顶端，而在原本该存在脑组织的地方却都是液体填充。从病理学角度看，普通人患上这种疾病是致命的，即使活下来，也可能终生都是一个“大头娃娃”。脑积水疾病是因为脑脊液在生成和循环的过程中，由于内部或者外部原因发生障碍使脑脊液增多，扩大所占的颅内体积从而继发颅内压力增大的现象，就像膨胀的气球。然而不知是什么原因，这位Sheffield大学的“无脑”高智商学生过着完全正常的生活，并获得了数学荣誉学位。

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JohnLorber的“空脑人”研究JohnLorber将所研究的名脑积水病例分为四类：脑室轻微扩张人群；颅内空腔占据50%-70%的人群；颅内空腔占据70%-90%人群；颅内空腔占据95%的人群（即颅内只有5%的脑组织，基本无脑）。研究惊奇地发现，最后一组几乎没有大脑的人群其中半数智商超过了（正常人的水平）甚至更高，而且这些人的生活完全正常。20世纪80年代，JohnLorber的工作报告发表后受到了广大科学家的质疑，他们认为JohnLorber的研究结果过于夸张。曾在伦敦GreatOrmondStreet医院担任神经外科医生的KennethTill质疑说:“解读脑部扫描结果是非常棘手的，颅骨中的脑组织可能比一眼看到的要多得多。”他认为，当Lorber说某人‘实际上没有大脑’的时候，可能太夸张。然而，Lorber坚持反驳Till的言论，“这些结果确实比较戏剧化，但它们并不夸张，而且确实有证据存在。”只是，要获得准确定量的数据确实是这项研究的难点。

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关于大脑功能的争议Lorber从这些观察中得出结论:“大脑中一定有大量的冗余或者说闲置能力，就像肝脏和肾脏一样。”他还认为，“大脑皮层的作用可能比大多数人想象的要小得多。”其实，这是神经生物学中争议颇大的两个领域。Lorber这类的研究结果其实被长期忽视，原因是这个结论会攻击到一直以来的“大脑皮层的主导地位”理论。数百年来，神经学家都认为，一切功能都是由大脑皮层完成的，而深层结构就是大脑皮层执行功能的“唯一领域”。他们把大脑皮层比喻成一个可以不时查阅的“参考图书馆”。以下，是一些科学家关于大脑皮层以及深层结构功能的观点。波士顿BethIsrael医院的神经学家NormanGeschwind提出了不同的看法，“毫无疑问，大脑的深层结构对许多功能都很重要，但我不因此认为大脑皮层的作用就要小得多。”英国Liverpool大学的神经生理学教授DavidBowsher也赞同这个观点。关于大脑的闲置能力问题，也存在同样的争论。Geschwind认为，“大脑在创伤后，可以重新分配功能，但即使是在完全恢复之后，也会存在某种缺陷，这些都可以通过一些准确的测试检查出来。”英国牛津大学生理学教授ColinBlakemore认为，“大脑的闲置能力确实是人类大脑的一个重要特征。因为大脑经常要处理一些微小的损伤，而闲置能力是它能轻易克服这些损伤的关键。”他补充道:“克服这些损伤的时候确实可能会有一些脑组织重组，但主要还是靠大脑功能的重新分配。”在这项研究中，有意义的一点提示是，许多脑室明显增大但能够正常生活的这些病例，病情发展都是比较缓慢的。众所周知，给大鼠模型造成肉眼可见的脑内手术损伤，会立即导致大鼠脑功能严重紊乱。但如果同样的损害在很长一段时间内一点一点地发生，功能紊乱可能会很小。就像老鼠能处理这些逐步的损伤一样，或许人脑在某些脑积水病例中也能应对。另外，在Lorber的实验对象中，另一个令人好奇的亚群是那些脑室的扩张仅局限于大脑一侧的人。“我现在已经见过超过50个不对称脑积水的病例，”Lorber说，“有趣的是，这些人中只有少数人表现出预期的神经学病理特征，即身体的另一侧（脑损伤侧的身体对侧）出现了麻痹和痉挛。更让人困惑的是，在这组患者中，有一个人与痉挛性瘫痪同一侧的脑室有巨大的增大。这和我们在医学院学到的完全相反”。Lorber对这一现象表现的很兴奋，因为这些观察结果有力地支持了一个观点，即“对侧控制的概念是我们关于大脑组织和功能的所有概念中最不可靠的。”“所以，了解这些功能正常的脑积水患者的大脑组织状态至关重要，”Lorber认为。但考虑到对病人进行科学研究存在伦理障碍，最好的办法是在动物身上进行实验。

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严重脑积水的幼儿该不该治疗？纽约大学医学中心的一组研究人员通过对实验猫的脑积水实验诱导，已经整理出与脑积水有关的组织学变化结果。该小组还观察了植入分流器后脑结构的变化，这个实验相当于对人类脑积水的正常治疗。代表小组发言的FredEpstein说:“脑积水主要是一种白质疾病。随着脑室的扩大，脑室上方的纤维层开始被拉伸，然后它们很快就被破坏，周围的轴突和髓鞘也会被破坏。即使是严重的脑积水，灰质中的神经细胞也能留存下来，尽管最终灰质也会受损。”就是说，即使在严重脑积水中，灰质的保留可能在一定程度上能解释许多严重受伤者的脑正常功能很好保留的原因。治疗脑积水的关键是植入分流器后释放流体压力后大脑恢复的能力。神经生物学的经典理论之一是，一旦中枢神经系统的细胞受损，就无法自我修复。那Lorber的研究是否破坏了这一神圣的概念?“当你给一个幼年的脑积水儿童植入一个分流器时，你通常会看到整个大脑结构的完全恢复，即使是在最初没有探测到“地幔”（指深层结构）的那些病例。”Lorber解释道，“在某种意义上，大脑物质一定会再生，但并不是说神经细胞会再生，因为没有人完全了解这一点。”（标注：目前科学研究者对于神经元是否可以再生仍然没有确定性的结论。）那么，当液体从脑积水的大脑中流出来，从静水压力释放后变成明显正常的结构时，会发生什么呢?Epstein根据他的同事对实验猫的观察，认为“反弹”一词恰当地描述了重构过程，被拉伸的纤维缩短，从而缩小先前扩大的脑室空间。在很短的时间内，疤痕组织就会形成，由神经细胞之间堆积的胶质细胞构成，于是“地幔”重建。Epstein和他的同事报告说，“这不会使丢失的组织重建，而是导致胶质疤痕的形成，然后可能使剩余组织恢复功能。”另外，Lorber声称，他观察到受严重脑积水影响的幼儿的神奇恢复，暗示着“临床医生在面对一个明显无望的病例时或许不应该放弃，早期的分流手术很有可能会产生一个正常的个体。”当然，这些说法肯定会受到质疑，因为关于如何恰当治疗脑积水存在很多不同的观点。Lorber对这些争议并不陌生，就在几年前他还提出，对一些患有脊柱裂的婴儿进行广泛治疗或许并不总是医学上正确的做法，这因此在医学界引起了一场风暴。他的经验告诉他，在一些严重的情况下，无论是对病人还是直系亲属来说，后果都是无法忍受的。这一立场继续引发了热烈的争执，当然之后Lorber的观点也开始得到有利的考虑。

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写在最后虽然对于Lorber的观点有很多质疑的声音，但也不乏很多支持者。他们认为Lorber治疗脑积水的态度毕竟是基于多年的临床经验，最起码它包含了一定的价值。至于“你的大脑真的有必要吗?”我猜这只是Lorber半开玩笑的话。毕竟，为了让别人专注地听你说话，戏剧性一点，效果或许会更好不是吗。话说回来，尽管Lorber的研究没有像他“戏谑的”那样证明我们不需要大脑，但它确实表明，大脑可以在我们认为的不可能的条件下工作。关于人类大脑，还有很多问题有待研究和解答。我也有好多的问题，比如，记忆是如何存储的？大脑是否是记忆的仓库，或者说唯一存储区域？否则为什么会有心脏移植术后“性格记忆移植”的病例？还有，大脑是否类似于计算机运行复杂的二进制代码那样存储信息？这个巨大的分子记忆网络如何控制在每一个神经元的突触上？另外，脑内的信息又是如何被提取的？为什么只有很少一部分脑细胞存在，还依然能够完成大部分的脑功能，那大脑的“其余存在”到底有什么意义？Whatever，我们必须承认，Lorber这些令人激动的研究结果确实让我们重新审视了一些看起来“理所当然”的问题。很有趣。

DrJoan小贴士

关于脑积水通俗的理解就是：我们脑组织中都是有空隙的，这些空隙中会有脑脊液填充，正常情况下脑脊液的分泌和吸收是平衡的，而由于外界或内部原因使得脑脊液分泌增多或吸收发生障碍，就会造成空隙中的液体积聚增多，使腔隙变大，继而压迫到空隙周围正常的脑组织，这就是脑积水。

参考文献Lewin,R.Isyourbrainreallynecessary?.Science,,():-.

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