第一辑 认识我们自己
大脑的生长、衰老与死亡 张香桐
我是从事大脑研究工作的,主要兴趣在于研究中枢神经系统的结构和功能,最终目的是想了解关于大脑生、老、病、死的过程,找
出改变这个过程的可能性和如何控制这个过程。
先谈“生”。人一生下来,脑是否人人都一样?有什么因素会影响它的正常发育?应当采取什么措施,以保证每个孩子都有一个灵光的脑子?是我们大家都关心的问题。
过去的教科书上总是说,人类脑细胞的数目,一生下来有多少就是多少,以后只能减少不会增多,但近年来的研究证明并非如此。
实际上脑内神经细胞的数目在生后6个月内还在继续增加。细胞增殖有一个必要的条件,就是必须有蛋白质和核酸的充分供应。因此,婴儿在产前或产后6个月内,如果营养不良,其脑细胞的数目,就必然要减少。在怀孕期间,问题可能不大,因为胎儿会从母体吸取必要的养分。这是在牺牲母体健康的情况下进行的。但一旦降生离开母体,婴儿必须独立生存,它的营养来源全部依赖于自己摄取的食物。所以,在这期间,如果食物中没有足够的蛋白质和核酸,脑细胞就不能继续增殖,这个孩子的大脑就可能没有足够数量的神经细胞,将来智力的发展就要受到限制,甚至成为低能。
那么。6个月内幼儿的食物营养有哪些要求呢?除了要有足够的奶类外,还要有多种辅助食品。如刚生下来就应有一定量的维生素A,尤其是维生素D(可从浓缩鱼肝油及晒太阳光中获得);两个月后,要加维生素C(可从果汁、菜水中获得);4个月后,应加铁质(可从蛋黄中获得);五六个月时,可喂些稀粥、碎菜、碎肉之类的食物。我国目前还有大量智力发育不全的儿童,城市农村各处都有。
这些患者智力低下,往往到十几岁还不能进行简单的加减乘除数学计算,甚至有不会数数的。产生所谓先天性痴呆的原因是很复杂的,有遗传因素(有很多神经病是与生俱来的遗传性疾病),也有环境因素。现代的实验证明:脑的基本功能组织和大脑细胞之间的连接关系,虽然主要是由遗传因素所决定的,但也具有高度可塑性,仍然可以被环境所改变。人老了,人的大脑和身体上其他器官一样,也呈现出衰老的现象,主要表现为反应迟钝,记忆衰退。这些征象主要是由于大脑细胞的老化造成的。近年来的大量资料表明:大脑的衰老是一个逐渐发展的缓慢过程,这个过程开始很早,到了60岁以后便急转直下。以大脑重量减少的程度为例,一般人活到70岁,他的脑重只有他壮年时脑重的95%,到80岁就减少到90%。到90岁减少到80%。在老年期脑萎缩过程中,颅内死腔增加,硬脑膜变厚,透明度丧失,蛛网膜逐渐趋于纤维化和钙化,脑室扩大,脑脊液增多。大脑萎缩,重量减少,不是由于脑细胞数量的减少,而主要是由于脑细胞树突形态的变化造成的。
神经化学的研究表明:脑组织的水分、核糖核酸、蛋白质和脂肪的含量和转换率,都是随着年龄的增加而逐渐降低的。脑细胞的内部结构也有明显的变化,其中一个重要事实就是脑细胞内的一种代谢产物(废物)褐色素(即脂褐质)的积累。初生婴儿的脑细胞几乎没有这种色素的存在,但到了60岁以上,神经细胞内脂褐质的含量之多竟至占据细胞内二分之一以上的空间,严重影响细胞的正常功能。这使老年人看了会感到自危。但近年来的科学研究,证明这种褐色素的积累是可以通过食物的选择和某种药物作用加以控制的。这样将来就有可能设法延缓脑细胞的衰老过程。
一个神经细胞到了衰老过程的终点,就必然要停止一切活动——死亡。在人类实际生活中,绝大多数脑细胞是死于非命的。死亡的原因。是由于心血管障碍而产生的脑缺氧,如脑出血、脑血栓、脑水肿、脑外伤、心肌梗塞、氰化物中毒、窒息、溺水、触电,或因麻醉事故等所引起的心脏骤停而产生脑缺氧,导致死亡。
脑细胞对于缺氧十分敏感。一般认为,完全缺氧时间如果超过8分钟。脑功能就不可逆转地丧失了。即使重新给氧也不能使神志恢复。这样的病人将长期处于昏迷状态,虽然仍然有呼吸心跳,但是没有知觉和自发运动,可谓“虽生犹死”。很多国家的法律规定,只要心脏停止跳动就可以宣告死亡。但在很多情况下心脏虽然还在跳动,但大脑细胞已长期地完全地丧失了功能,事实上早已丧失了作为一个“人”的作用,已经死亡了。所以,现代医学上认为,一个人是否可以宣告死亡,应以脑是否已经死亡作为标准。
近年来的动物实验证明,在一定情况下,脑细胞被完全剥夺了氧供应半小时后,如果重新给氧仍能对刺激发生反应,可见缺氧后脑功能的恢复是可能的。这项揭示给千百万脑缺氧的受害者带来了希望,但要想使这个问题最后解决,我们还需继续努力。
与你共品
本文作者是我国著名的脑研究专家,他写的这篇文章曾获得全国优秀科普作品奖。全文用科学的语言详细介绍了人脑的生长、衰老与死亡的过程。文章结构清晰,可读性强。
个性独悟
★人脑的生长过程是怎样的?
★人脑衰老时会出现哪些征兆?
★人脑为什么会死亡?
千钧一发 范正祥
《列子》上有“发引千钧”的说法。唐朝著名文学家韩愈《与孟尚书书》:“……其危如一发引千钧。”一钧等于15千克。后来有了“千钧一发”的成语,这当然是比喻非常危急的。一根头发虽不能承受15000千克重量,却能承受100克的重量;而同样粗的钢丝,仅能承受80克的重量。别看头发只有0,05毫米粗,它的用处可大着哩!首先是能保护大脑。烈日当空,头发就是很好的隔热装置,非洲黑人的头发是卷曲的,卷曲使得头发与头皮之间有较大的空隙,可容纳较多的空气,空气是良好的隔热物质,就可以使脑组织免遭过量的热;头发还能提炼出氨基酸,供医药、食品行业使用;有些织锦画可以用头发加工制作。还可以用化验头发的方法,来检验人的血型,诊断某些疾病的病因。人的血型物质不仅存在于红细胞里,也存在于头发之中。医学家们检验了出土的两千多年前的马王堆西汉女尸头发,证实了她的血型。更有趣的是,人们发现头发中金属元素含量影响着人的智力和学习成绩,这就能及早对智力差的孩子进行营养调整和治疗。
由于头发来源多,毫无痛苦,容易获得,便于普查,头发中微量元素的测定分析,现在又进入到一个新的历史阶段。发砷、发铅、发汞的含量测定分析,可客观地反映环境污染的程度和对人体的影响。现已被世界卫生组织定为全球环境监测系统——人体材料生物监测的重要手段。展望未来,头发在预防医学方面,为保护人类健康必将作出更大的贡献。
头发的寿命
一个人约有15万根头发,每根头发的寿命大约是2-6年,它的一生一般分为3个时期,即生长期、过渡期和静止期,合称为毛发生长周期。每根头发都有它自身的生长周期,它的生长和脱落都不是同步进行的。生长期是2-6年,头发在这一时期不断生长加长,平均每天长长约0,35毫米,夏季要比冬季长得快些。一年里,头发只有264天在生长中,其余日子处在过渡期或静止期。过渡期较短,大约2-3周,头发停止生长。静止期一般是3-4个月,毛乳头萎缩,血液供应停止,毛发变得干脆,只要有轻微的机械刺激,如梳头、洗头时就会自行脱落,这叫生理性脱发。
身体虚弱、营养不良、贫血、内分泌功能失调、忧虑、焦虑不安等精神刺激,或患有肺结核、伤寒等急性或慢性传染病,都会使头发生长缓慢,生长期缩短而产生脱发。只要积极消除上述因素,随着身体健康状况的好转,头发会开始重新生长。
入秋后或严冬季节,一般人都有掉头发增多的现象,这主要是因为夏季紫外线照射,汗水的浸泡,使头皮血管收缩,头发营养供应不足,便影响头发的物质代谢而发生脱发。
对上面几种脱发,自不必惊慌。但是如果头发骤然成片地脱落,或者年轻人头发日见稀疏,就应该注意了。
头发的颜色
由于人的种族不同,头发也是“五颜六色”的。从外观上,头发可分为黑、红、棕、黄、绿等色。亚洲人多为黑色,非洲人多为漆黑色,欧洲白种人多为金黄发,美洲印第安人为红发。头发的颜色和头发里所含的金属元素种类有密切关系,黑发含有等量铜和铁,金黄色发中含有钛,赤褐色发中含有钼,红棕色发中除含有铜外还含有钴,而绿色发中则是含有过多的铜。第三世界中非洲一些国家,有些孩子的头发是红色的,这是因为严重缺乏蛋白质造成的。因此,头发的颜色,不仅和种族有关,也和身体健康状况有关。
我国人民的头发一般都是黑色的,只有到了老年才会逐渐变白,这是自然规律。青少年出现了白发叫“少白头”,原因至今没有弄清。不过,一般认为白发与精神紧张有一定的关系。长期精神紧张,忧虑过度,可使供应毛发营养的血管发生痉挛,而不能充足供送营养,致使毛乳头制造黑色素的功能发生障碍,引起少白头。医学家根据长期观察,还认为少白头的发生,除了精神紧张等因素外,缺乏维生素也是一个重要原因。维生素H、维生素B1、维生素B2、维生素B6、烟酸、胡萝卜素、多巴等物质,对黑色素的生成与代谢都起着重要作用。人体如果长期缺乏这些物质,就可能使黑发变白。近些年还有些人认为,人体内缺乏微量元素铜时,黑发也会变白。患有肺结核、伤寒、恶性贫血、甲状腺功能亢进等疾病,造成营养缺乏,健康水平下降,或者是内分泌功能失调,都可以干扰或破坏毛乳头制造黑色素的功能,减少黑色素生成,产生白发。对少白头只要找出原因,对症治疗,还是可以好转的。
怎样保护头发
首先。要找出影响头发生长的因素,有慢性病要积极治疗。生活有规律,积极参加体育活动,合理用脑,保持精神愉快,加强营养,及时补充蛋白质、维生素和碘,少吃油质及刺激性食物和甜食。其次,是注意护理头发,洗头不宜过勤,至于应该多少天洗一次,要根据具体情况而定,头皮油多,容易脏,应该勤洗,比较干燥的,可每周洗一次。每次洗头时间不宜过长,最好用软性水洗,水温不宜太高。如能在漂洗头发的水中加点儿食醋(每公斤水加一汤匙),能增加头发的光泽和柔软蓬松。洗头时不要乱抓,应顺着头发生长的方向梳洗,洗完后要用清水冲洗,自然晾干。梳理时用力均匀,避免头发折断。冬季注意保暖,夏季应注意避免太阳暴晒。
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