今天的故事,我要讲的是大脑中一个特殊的构造,它对大脑起着至关重要的保护作用,但是它的保护却又存在着一个很大的BUG,就像一个对自己孙子极度宠溺的老人,只知道把孙子捧在手心里,当孩子被宠坏了需要来自外部的教育时,老人也死死护着,把外部的教育隔绝起来。
这个大脑中起到保护作用、却又自带BUG的特殊构造是什么呢?我先卖个关子,按下不表。等我先讲完下面这个故事,你也许能对这个特殊构造产生更直接的感受。
十几年前,作为一名科学纪录片的编导,我从头到尾完整观摩了一场外科手术。手术的对象是一名手抖不止的老太太,你也许能猜到,她是一名帕金森患者。由于慢性的脑部衰退,帕金森患者的脑干内称作“黑质”的部位退化,无法产生一种叫做“多巴胺”的神经引导物质,于是大脑无法正常地指挥肌肉,就出现了类似手部震颤等身体异动。
在我介绍了帕金森的病因之后,你应该能估计到,这位帕金森病患将要接受的是脑外科手术。也就是,直接在大脑上动刀的手术。事实上,我所看到的真正的手术工具,是一根针。手术大夫管它叫“射频针”。
当所有的前期准备工作完成后,大夫把射频针缓缓插入病患的大脑中,分毫不差地前往已经准确定位的靶点。手术的目标是,用射频针定点损毁那个靶点,物理去除病灶——也就是那个已然退化的脑部组织,从而消除或减轻症状。
手术的现场在我看来是有些神奇的。为了测试射频针到达的位置是否准确,大夫进行了几次碰触,老人伸展在外的手,随着碰触的发生,由连续的抖动,而猛然停止,反复了多次以后,大夫终于选择了损毁。老人的手,由此彻底停止了抖动。
我看到的这场手术是相当成功有效的,然而我不得不说,那位老人也因此经受了极大的手术创伤,因为,为了让射频针进入大脑,手术前,医学助理必须在她的头顶颅骨上钻出一个直径大约两厘米的圆孔。因此脑外科医生们都认为,这样的手术,一般都是病人的最后选择。
那么,在面临最后选择之前,帕金森病人一般能选择的医疗方式是什么呢?当然是药物。我们已经知道,帕金森病人的大脑里因为缺乏神经引导物质多巴胺,致使大脑无法正常把指令传递到肌肉。那么,如果能让多巴胺药物进入大脑,从机制来讲,不就能治疗帕金森了吗?
的确如此,在医学上,一般治疗帕金森病的方法,就是以药物多巴胺来控制病情。然而,问题恰恰出在这里。多年来,不仅是针对帕金森病,医学科学家们对于药物治疗大脑相关疾病的效果,都不尽如意。根本的原因,就是在于我们在这一集刚开始的时候,所提到的那个大脑的特殊构造。
现在我可以揭开悬念了,那个大脑的特殊构造,被我比喻为过度保护和宠溺孙子、并拒绝外部教育的老人,它叫做血脑屏障。它的特点就是,无微不至地保护大脑,却同时致力于全盘摒弃来自大脑以外的一切异物,包括药物。这就导致了治疗帕金森等脑部疾病的药物,没有办法正常抵达大脑,起到治疗的良好效果。
说到这里,你对血脑屏障是一种什么样的感觉呢?从帕金森病人的角度出发,你是不是更愿意让血脑屏障别多管闲事,让药物能够顺利进入大脑去治病呢?
医学科学家们也经常这么想,但他们可不会简单粗暴地面对血脑屏障。事实上,从最初发现血脑屏障的存在,一直到现在,学界对它的研究就从未停止过,说起来,那实在是一个“又爱又恨”的过程。如果你也跟随着科学家对血脑屏障的认知历程走一遍,你会对它有新的看法。
在发现血脑屏障之前,人类对于大脑自我保护机制的认识,恐怕就只停留在7毫米厚的头盖骨、头骨下软软的脑膜、以及大脑中能起到减震作用的保护性液体——脑脊液了。这几个保护者,其实都只能用来抵御物理损伤。长久以来,人类对于大脑损伤的认识,似乎也只停留在物理层面。
然而事实上,在漫长的生物进化过程中,为了保护大脑,生物体做了大量工作,远远不止进化出这几个抵御物理损伤的“保护者”。它还考虑到了那些来自体内的攻击——杂质、毒素、有害大分子等等,于是它进化出了血脑屏障,这种能够避免人体内部“自相残杀”的大脑结构。
人类长久以来毫无知觉地拥有和享受着血脑屏障的保护,直到1885年,一位名叫保罗的德国科学家,突然意外地发现了它。
我们以前讲过,十九世纪的医学生物学家,喜欢用苯胺染料注射到生物体内,给自己想要了解的组织结构上色,便于观察,细胞内的染色体就是这样被发现的。保罗也是这样,为了方便观察人体的组织结构,他把苯胺染料通过血管注射进入人体,他果然得到了想要的结果,人体内的大多数器官都被成功染了色,然而同时,他也有了意外的发现——他注意到,无论怎么重复注射,人体内始终有一部分细胞维持原样。你一定知道,这部分拒不上色的人体细胞,就属于大脑。
虽然这个现象很有趣,但当时的保罗无法通过自己的研究给出任何解释。他只是认为,这可能是因为脑细胞没法吸收足够多的染料造成的。你也能感觉到,这是个经不起推敲的说法。
保罗的一名学生埃德温似乎也是这么认为的。多年以后,他反其道而行,当年老师保罗认为,脑细胞没法吸收染料,现在,他就要直接在脑细胞上做试验,看看老师说的究竟是否正确。他把苯胺染料直接注射到脑子里,随即得到了能够推翻老师说法的结果:大脑细胞轻轻松松地被染上了颜色。
然而,埃德温同时也发现,除了脑细胞之外,身体其它部位仍然保持原样。
这下就有趣了,两个发生在不同时间段的实验,终于开始引发猜测,大脑中一定存在着一种神奇的保护屏障,就像一种过滤膜一样,把大脑与身体的其它部位有选择性地隔绝开来。
然而在那个时期产生这样的猜测,对科学家来说,是无法验证的。当时的技术还无法提供如此细微的观察可能,因此,这个存在于猜测中的保护屏障,被人们粗略地认为,是血管。一位柏林的医生莱万多夫斯基因此为这层保护屏障起了个名字,叫Blood Brain Barrier,直接翻译为中文,就是血脑屏障。这个名字,虽然来自于一个并没有正确认知的医生,却从此保留了下来。
又过了几十年,到了1960年代,科学家们拥有了能够直接看到血脑屏障的利器——扫描式电子显微镜,人们终于揭开了血脑屏障的庐山真面目。原来,那是几种细胞紧密结合的产物,而它一直默默在干的活,也远不止阻挡染料那么简单,它包裹和保护着整个脑组织,除了氧气,二氧化碳,葡萄糖这类必需品,绝大多数物质都无法透过。
这个终于被发现的血脑屏障究竟有多棒呢,我这么说你就明白了:在大脑以外,人的身体承受着各种各样的感染和侵袭。当肺部受到细菌感染,人就会咳嗽;当肠道受到细菌感染,人就会腹痛腹泻。感觉起来,这些好像都属于小病小痛,对人体没有太大危害。但是,如果没有血脑屏障,这些进入人体的细菌随着血液进入大脑,会产生什么后果呢?很显然,人会要么昏迷,要么直接危及生命。娇嫩的大脑可远远没有身体其它器官那么皮实,不用说是细菌直接感染了,哪怕是那些细菌产生的毒素,也不是大脑能够承受的啊。
说到现在,你对血脑屏障的感觉,跟之前相比,是不是掉了个个儿呢?相信我,这一定不是你的最终感觉和结论,下一集的血脑屏障故事,会继续让你“始料未及”!一同期待吧。
我奶奶就是帕金森
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我觉得这个做法有点离奇,不切除组织起码还有一半的控制力,切掉的话,没有一点点控制力
怎么找到少年时
靠谱的花园 回复 @1570227vrkb: 请搜微信公众号“小多少年时”
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