发布时间：2019-07-03
人类靠些什么走到现在这一步？脑子肯定榜上有名。在漫长的演化中，人类的脑子总体上呈现出越来越大的趋势——跟那些脑容量只有约500毫升的“老祖宗”南方古猿“比起来，晚期智人的脑容量快高到了原来的三倍，达到1400毫升左右。有了这样名副其实的大脑，当我们在博物馆围观我们祖先用精良的工具碾压那些脑容量只有小几百毫升的野兽时，一种智商上的优越感油然而生。
脑子越大越聪明？
作为顶着大脑袋的裸猿，我们想当然地会产生一种直观的感觉：脑子越大就越聪明（注：蓝鲸表示它就呵呵一下），所以也难怪各种影视作品里面高科技的外星人往往都是一副大头娃娃的模样。
前不久，几位来自加拿大和美国的科学家在期刊《神经影像》（NeuroImage）上发表的一项研究指出，从大样本的平均数据来看，我们的脑在早上会比其它时候更大一点点。按那种想当然的论点，我们早上就应该比较聪明咯？可这似乎又和自己的日常经验相违背——我明明只觉得“早起傻一天”而已，哪里更聪明了？再说了，我们的脑子应该也不会傲娇到早上长点个子，到了下午又缩回去吧……
那么，如果数据没有错，人的脑子为啥会变大变小呢？尽管做这项研究的科学家们并没有对此刨根问底，不过他们提出了一个假说作为可能的解释，那就是脑子之所以变大，是因为你的脑子里进“水”进多了。
脑脊液：脑子里进的“水”
能进脑子的水自然不是一般的水，这种“水”叫做脑脊液（Cerebrospinal fluid）。恰如其名，这种看起来澄清透明的液体只存在于大脑和脊髓当中。事实上，你的整个大脑完全就浸泡在脑脊液之中。
图1 被抽出体外的脑脊液。正常人的脑脊液一般是澄清透明的。(严晶晶 摄)
这些脑子里的水是怎么进去的？这就要说说脑子的结构了。
我们的大脑表面堪称千沟万壑，充满了各种各样的小空隙，而深入脑子的内部，你就会发现更多更大的空隙。其中，较大的空隙被称为“脑室”（ventricle），那里生长着一簇一簇树丛似的的小静脉，它们因而被称为“脉络丛”（choroid plexuses）。这些脉络丛，便是脑脊液的“水源”，脑脊液在这里源源不断地产生，而后顺着脑内外的空隙流到整个颅腔以及脊椎之内。
而在大脑之外，又有一层遍布血管的软膜，由于膜上血管纵横交错如同蜘蛛网，解剖学上就把这层膜称为“蛛网膜”（Arachnoid）。脑脊液正是经由蛛网膜上的颗粒状结构（即“蛛网膜颗粒”（arachnoid granulation）回归到静脉中。
总而言之，脑脊液从脑室脉络丛中产生，流遍整个中枢神经系统，最终归于蛛网膜颗粒之中，犹如脑中永不停息的河流。我们的脑室脉络丛每天大约会产生500ml脑脊液，但由于这些脑脊液又不断被吸收，因此正常人脑中一般保持着100~160ml脑脊液。所以下次有人问“你脑子是进了多少水了啊！”的时候，知道怎么机智地回答了吧。
图2 脑脊液在脑中的流动示意图。（严晶晶 绘制，修改自OpenStax College/commons.wikimedia.org）
根据那几位科学家的假说，由于人睡觉的时候是平躺着的，脑脊液的压力分布与站立时有异，加之一些内分泌上的原因，导致人早上起床时，脑中会包含更多的脑脊液。正可能是这些多出来的脑脊液，把脑子给“撑”大了。换句话说，早上脑子大出来那一丁点，并不是因为你一觉醒来灵光乍现，而可能只是脑被脑脊液“泡发”了而已。
攸关性命的脑脊液
作为能在脑这种“中央机构”里来去的液体，脑脊液有什么特别？科学家当然对此进行了大量研究，可结果却发现脑脊液的成分稀松平常，99%以上都是水，外加一些无甚特色的蛋白质、糖类和无机盐类等。这脑子里进的水居然差不多是人体内最接近纯水的液体了，要它何用？
用处大了。
如果你在涮火锅的时候观察过猪脑子，你会发现盘子里的脑子虽然结构基本没有受到破坏，但在形态上都像是瘪了气的轮胎一样软塌塌一坨——这是因为脑当中几乎没有任何刚性结构，会被自身的重量压扁。
怎样才能不被压扁呢？这就需要脑脊液了，由于脑的密度和脑脊液几乎一模一样，因此脑脊液提供的浮力刚好就可以抵消脑子自身的大部分重力。某些很罕见的疾病，比如说脑脊液鼻漏，就有可能会导致脑脊液过少，继而导致大脑出现形变（也就是脑疝）从而影响功能，严重时甚至会造成永久性脑损伤。
此外，不断更新的、流动的脑脊液还日夜不停地洗刷着我们的神经中枢，带走神经细胞产生的代谢废物以及坏死的细胞碎片。如此看来，脑脊液循环才是名副其实的“洗脑”呀！顺带说一句，这种“冲洗”作用在人睡眠的时候最为活跃，所以说年轻人还是不要老熬夜。
除此以外，脑脊液还在大脑的免疫、运动缓冲、维持稳态等方面有着不可或缺的作用。对于临床医学而言，脑脊液的成分还可以反映很多中枢神经的生理指标——有时医生不用打开你的脑壳，只需要在你的尾椎上做个穿刺，抽取一些脑脊液就可以知道你大脑的一些状况了，这大大降低了检测的难度与病人的风险。
成也脑脊液，败也脑脊液
然而，所谓水能载舟亦能覆舟，大脑这个悬浮在脑脊液中的“小舟”也不能免俗。如果河川被堵死，河水就会上涨就会形成堰塞湖。同理，如果大脑中的间隙被阻塞了，那么脑脊液也会在大脑中积聚起来。这种症状一般被称为“脑积水”（Hydrocephalus）。脑积水会令脑部被挤压变形，严重的时候可导致脑功能受损。这时，这种“真·脑子进水”可就一点也不好笑了。
由于成年人的颅骨比较坚硬，颅腔体积一般很难改变，因此发生在成年人身上的脑积水通常会导致脑组织被压缩。从X光片上看，你会发现脑积水患者的脑室体积膨胀并挤占了周围脑组织的空间。
图3 两幅脑部断层扫描图像，左图是正常人，右图则是一个脑积水患者，注意脑中部黑色蝴蝶状的脑室；图片来源：Lucien Monfils/commons.wikimedia.org
脑积水最夸张的病例可能是一位来自法国的公务员，这位先生脑子里进的“水”是如此之多，以至于他的脑组织被压扁成了薄薄的一层。不过令人吃惊的是，虽然他的脑组织已经少得快找不着了，但是他的智力并没有明显受损，照样娶妻生子，上班工作，实在是医学史上的一桩奇闻——同时也成为了广大法国人民喜闻乐见的自黑话题（“在我国，当公务员连脑子都不需要！”）
图4 史上有记载最夸张的脑积水病例，从他的脑部断层扫描图中可以看到积水的侧脑室（LV）将脑组织压迫得几乎都消失不见了。图片来源：参考资料[8]
而如果脑积水发生在新生儿身上，那效果就有些恐怖了。由于新生儿颅骨还没有结合成一整块，因此他们的颅腔具有很大的形变潜力。一旦新生儿出现脑积水症状，越积越多的脑脊液会把他们的头部像吹气球一样地吹起来，形成一种大头娃娃的状貌。
图5 18世纪的脑积水患儿的颅骨素描。图片来源：Vimont, Engelmann /Scan by NLM/wikipedia.org
当然，在医学高度发达的今天，无论是脑子里的“水”太多还是太少都已经不算是很棘手的病症了。对于患有脑积水的病人，医生可以通过外科手术，在患者的脑室中植入水管，就像是给堰塞湖开掘泄洪道一样，将患者脑中多余的脑脊液引流到别处。
不过话说回来，我们的脑子其实还是具有很强可塑性的——即便是曾经被脑脊液严重挤压的大脑，在压力解除后也会缓慢恢复原状，可能不会留下任何后遗症。也许人生亦是如此，年少无知时那些回过头来看觉得“脑子进水了”的时刻，可能其实也无伤大雅，等到生活的阅历抽走脑子里的“积水”之后，你依然可以做一个豁达的智者。
（审核：何杰、顾勇）
参考资料：
David A. Raichlen, Adam D. Gordon, William E. H. Harcourt-Smith, Adam D. Foster, Wm. Randall Haas, Jr (2010). Rosenberg, Karen, ed. "Laetoli Footprints Preserve Earliest Direct Evidence of Human-Like Bipedal Biomechanics". PLoS ONE 5 (3): e9769.
If Modern Humans Are So Smart, Why Are Our Brains Shrinking?". DiscoverMagazine.com. 2011-01-20. Retrieved 2014-03-05.
Nakamura, K., Brown, R. A., Narayanan, S., Collins, D. L., Arnold, D. L., & Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative. (2015). Diurnal fluctuations in brain volume: Statistical analyses of MRI from large populations.NeuroImage.
Guyton, Arthur C.; Hall, John Edward (2005). Textbook of medical physiology (11th ed.). Philadelphia: W.B. Saunders. p. 764. ISBN 978-0-7216-0240-0.
Eric R. Kandel, James H. Schwartz, Thomas M. Jessell(2000). Principles of Neuroscience(5th ed.).McGraw-Hill/Appleton & Lange. ISBN 978-0-8385-7701-1.
鱼在在藻（2010），迷惑了“纳粹”的“感冒”
http://www.guokr.com/article/267/
Xie, L., Kang, H., Xu, Q., Chen, M. J., Liao, Y., Thiyagarajan, M., ...&Nedergaard, M. (2013). Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. science, 342(6156), 373-377.
Feuillet, L., Dufour, H., & Pelletier, J. (2007). Brain of a white-collar worker.The Lancet, 370(9583), 26
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