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第1章 發現大腦的結構與症狀

人腦重量約一點三至一點四公斤,僅佔體重的2%,卻耗用了25%的氧氣,20%的葡萄糖,以及15%的血流量。把腦中的血管連接起來,長達一千兩百公里。至於其他物種的大腦則小得多,九公尺長的恐龍,大腦只有核桃大,七十公克重。

那麼,天才科學家愛因斯坦的大腦重量呢?答案是一點二三公斤,竟然比一般人的大腦重量輕。事實上,愛因斯坦的大腦老化(也就是神經元死亡)不明顯,側腦裂也不明顯,神經連結路徑較短,大腦的運作較有效率。此外,他的神經膠細胞比一般人多一倍。

腦神經細胞與膠細胞

全身細胞約六十至一百兆個,腦神經細胞則有一千億。特別的是,包圍在腦神經細胞周圍的膠細胞,竟達一至五兆。

神經細胞結構與功能的基本認識,歸功於一九○五年兩位諾貝爾醫學獎得主,一位是義大利解剖學家高爾基,一位是西班牙解剖學家卡霍爾。前者發明了神經細胞染色法,後者在此基礎上,精準地提出神經細胞學說。

一個腦細胞身上,會與其他神經細胞連接,連接點稱為突觸,距離小至兩百五十億分之一公尺,平均有四萬個,可達十萬個之多,構成與運作的方式,直接決定了人的情緒、記憶、思考,與行為。整個大腦共有一百兆以上的突觸。大腦上的皺摺(稱為腦溝或腦迴)共有十億個。大腦的總記憶容量估計為一千萬億位元,相當於十億冊書的內容。讚嘆自己的大腦吧!它的潛力勝過世界上任何一座館藏豐富的圖書館。

神經軸突被神經髓鞘包覆,由脂肪組成,看起來像神經細胞穿上厚厚的雪衣,功能如電線外圍的塑膠皮構成絕緣體,除了防止漏電,更能以「跳躍式傳導」,讓電訊號速度大幅提升。

電訊號一路從樹突出發,沿著軸突以每小時三百二十公里行進,比高鐵還快!僅在小小的大腦中。傳到神經末端,再轉換為神經遞質,成為化學訊號,透過囊泡釋放至突觸,與鄰近細胞上的受體結合,再次形成電訊號,繼續往下一個神經細胞傳遞。

充斥於中樞神經細胞周圍的膠細胞,數目平均是神經細胞的六倍,在大腦白質(大腦內層由神經軸突與髓鞘組成的白色脂肪區域)中可以高達一百倍。科學家早就發現它們,認為只是用來「膠黏」神經細胞而已,但近年發現它們武功十分高強,神經細胞必須依賴它們才有辦法正常運作,就像富豪家中的總管家。