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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。

膠細胞的重要性被美國國家衛生研究院神經發展與可塑性部門主任R. Douglas Fields稱為「另一個腦」，就像宇宙中的「暗物質」，一直存在卻沒被人類「看到」。無脊椎動物和人一樣，都有神經細胞，但沒有膠細胞；到了脊椎動物，膠細胞才大量出現，反應在神經功能的大幅進化；到了人類，膠細胞對神經細胞比例達到最大。愛因斯坦的例子表明，這些膠細胞絕非插花，扮演了極重要的角色，方能產生驚人的心智能力。

不同類型的膠細胞

大腦中的膠細胞分為三種：

星狀細胞

長得像一隻蜘蛛，提供神經細胞結構支持、用營養素（包括葡萄糖、麩胺酸）餵飽神經細胞、幫助神經細胞排除脈衝產生的致命鉀離子、調節細胞外液的化學組成。

它伸出終足抵在血管內皮外，維持著「血腦障壁」，設立非常嚴格的檢查哨，避免血液中的任何物質（細菌、外毒素、食物分子、藥物、環境毒物）任意進入大腦。畢竟，大腦是身體的總統府，閒人勿近。它還可以根據神經細胞的需求調節血管的直徑。

無獨有偶，供應眼球視網膜的血管，也有「血網障壁」，也是非常嚴格的海關。畢竟，眼球根本是特化的神經組織，任何光學訊息都直通大腦天聽。

星狀細胞還圍繞在突觸外圍，藉吸收與釋放神經遞質調節突觸傳遞。當神經細胞產生電脈衝，星狀細胞並沒有袖手旁觀，也同步產生鈣脈衝，發揮輔助角色。

微膠細胞

是免疫系統巨噬細胞的遠房親戚，巨噬細胞是一般軍人，但微膠細胞受過特種訓練，武藝高強，在大腦裡穿梭自如，保護大腦免於任何侵害，包括感染、壓力、受傷，是大腦總統府裡的侍衛隊。

微膠細胞會偵測任何異常訊號，在大腦引發發炎反應，使用「化學武器」，產生大量自由基、一氧化氮、牛磺酸，以攻擊入侵者，並且對受損的神經細胞進行修復。當然，子彈不長眼睛，不少時候，戰場滿目瘡痍，大腦自己也內傷，是大腦症狀常見原因。

寡樹突細胞

形狀類似「千爪」章魚，同時伸出許多「手」，抓住周邊多個神經細胞，每隻手還像年輪蛋糕一樣，捲到近百圈，形成神經髓鞘。每個神經細胞身上為數眾多的髓鞘，就像一條接一條、整齊排列的香腸，十分壯觀。

「髓鞘」是神經傳導速度能夠快過高鐵的關鍵，是脊椎動物才有的特徵。嬰兒出生時，神經細胞尚未「髓鞘化」，第一年內快速發育，行為發育幅度驚人。孩童時期繼續發育，讓動作技能更加成熟。到了二、三十歲，前額葉的「髓鞘化」才完成，行為就成熟許多。相形之下，青少年時期的衝動與情緒不穩，和「髓鞘化」未完成有關。

神經細胞的功能分化，已經高度專業到需要膠細胞的照顧，若膠細胞產生病變，和思覺失調症、憂鬱症、躁鬱症、阿茲海默症、巴金森氏症等大腦疾病都有關。