来源公众号:学术怪谈 作者:上进豆
- 你是否想过,为什么阿尔茨海默病患者会逐渐忘记至亲至爱的面容?为什么有的人年纪轻轻就出现记忆力衰退?
这一切的背后,都与一个隐藏在大脑深处的精密结构有关 —突触。就像城市中纵横交错的桥梁连接着各个区域,突触在我们的大脑中编织出了一张神奇的信息传递网络。
一个浪漫的发现之夜
1897年的一个寒冷冬夜,年轻的神经科学家查尔斯·谢灵顿正专注地盯着显微镜。在他之前,科学家们都认为神经系统就像一张完整的渔网,神经细胞们直接连在一起。但这一晚,谢灵顿却发现了不一样的景象:原来神经细胞之间并非直接相连,而是留有一个精妙的微小间隙,细胞在这里互相”对话”。

此后,谢灵顿特意邀请了他的好友、著名古典学家维瑞尔共进晚餐。餐桌上,葡萄酒的醇香萦绕,谈话逐渐热烈。当谢灵顿说出他的困扰时,对古希腊文化颇有研究的维瑞尔眼前一亮。他拿起餐巾,写下了两个希腊词:“syn”和”haptein”。”syn”意为紧密结合,就像婚礼上新人的结合;”haptein”则有扣在一起的意思,就像拼图完美咬合。这两个充满诗意的词结合在一起,”synapse(突触)”就这样诞生了。这个发现和命名如此重要,让谢灵顿最终获得了1932年的诺贝尔生理学或医学奖。
而在东方,”突触“这个译名同样经过了仔细推敲:“突”字的本义是突出、凸起,恰好描绘了神经细胞末端膨大突出的特征;”触”字则暗示了这是一个接触的场所,但这种接触又不是完全的粘连,保留了间隙的概念。两个字放在一起,既形象地描绘了结构特点,又暗示了功能原理,可以说是中文翻译中的经典之作。
大脑最精妙的“社交达人”
有了这个优美的名字,我们再来看看突触究竟是如何工作的。如果把我们的大脑想象成一个超级巨大的城市,那么1000亿个神经细胞就是这个城市中的1000亿个居民。但是,这些”居民”要如何相互交流呢?突触就像是在神经细胞之间穿梭的”快递员”,但它们送的不是包裹,而是各种信息。当一个神经细胞要向另一个神经细胞发送信息时,它会在突触处释放一种特殊的化学物质,叫做神经递质。这些神经递质就像是带着密码的信件,可以被接收细胞准确识别和解读。这种精妙的传递系统让我们的大脑实现了无数神奇的功能。当你在课堂上听到一个新的知识点,突触就会在相关的神经细胞之间建立新的连接,就像在大脑中铺设了一条新的”专用通道”。几天后当你需要回忆这个知识时,大脑就会通过这条”专用通道”重新激活那段记忆。

不仅如此,突触还是我们情感的”调色师”。昨天豆豆博士听到缘缘博士有好消息的时候,大脑中的突触会立即释放让你感到快乐的神经递质,比如多巴胺;而感到压力时,另一些突触则会释放让你保持警觉的神经递质,如肾上腺素。正是这些细微的化学物质的变化,编织出了我们丰富的情感世界。
更神奇的是,突触还具有”可塑性”——也就是根据经验不断调整和优化的能力。当你在练习弹钢琴时,参与手指动作的神经细胞之间的突触会变得更加强大;当你在学习一门新语言时,负责语言的脑区会形成新的突触连接。这就像是大脑在不断进行”升级改造”,让信息传递变得更快更准确。
这种神奇的可塑性已经得到了科学研究的证实:科学家们通过先进的脑成像技术发现,一个人在专注学习时,大脑中会同时激活数百万个突触。而在完成一个简单的动作,如拿起一杯水时,都需要数千万个突触的精确配合。这些数据告诉我们,突触不仅仅是简单的”连接点”,而是大脑功能的核心,是让我们能够思考、感受、学习和记忆的关键所在。
大脑里的“断桥”危机
然而,这些精密的”连接点”并非永远稳固。想象一下,在一座繁华的城市里,有成千上万座精密的桥梁。这些桥梁承载着无数车辆往来,确保城市的每个角落都能及时获得物资。突触在我们的大脑中就扮演着这样的角色,它们是连接神经细胞的”桥梁”,负责传递记忆、情感、思维等重要信息。
当突触退化发生时,就像这些桥梁开始悄悄损坏。最开始,可能只是某个桥面出现了一道不起眼的裂缝,一些桥墩有了轻微的松动,这时城市运转看似一切正常。但在显微镜下,科学家们已经能观察到突触结构的微妙变化:突触前膜的分泌颗粒减少了,突触后膜的受体数量在降低,突触间隙变得比正常水平更宽。
科学家们的研究结果令人震惊:我们的大脑从25岁就开始出现突触退化!这就像城市里的桥梁从年轻时就开始悄悄老化。美国加州大学的研究发现,一个健康成年人的大脑每天都会失去数万个突触连接。到了40岁,大脑的突触数量比25岁时可能减少了15%。这个数字在60岁时会达到25%,而到了80岁,可能会损失40%的突触!这个发现已经够令人担忧了,但更糟糕的是,现代生活方式正在加速这个过程。
哈佛大学医学院的最新研究显示,经常熬夜的人,其大脑突触密度每年额外减少2-3%。这意味着,一个经常熬夜的35岁上班族,他的突触数量可能与一个作息规律的45岁人相当!
造成突触加速退化的“元凶”
那么,是什么在加速突触的退化呢?科学家们找到了三个主要”元凶”:
第一是睡眠不足。在深度睡眠时期,大脑会分泌特殊的修复蛋白,帮助修复和重建突触。熬夜打断了这个重要过程,就像取消了桥梁的日常维护。
第二是数字设备的过度使用。长时间盯着屏幕,会导致大脑持续处于高度兴奋状态。加州理工学院的研究表明,这种状态会让突触始终”强打精神”工作,就像桥梁承受持续的超负荷运转,加速其老化过程。
第三是缺乏运动。运动时,大脑会分泌一种叫做BDNF的蛋白质,它就像突触的”营养剂”。缺乏运动,就等于切断了突触的营养供给,让它们更容易”枯萎”。这就解释了为什么现在很多年轻人会出现”提前衰老”的现象:记忆力下降,注意力不集中,学习能力减退。这些都是突触过早退化、过快退化的警告信号。
看到这里,不知道你是否和豆豆博士一样,突然惊出一身冷汗,熬夜追综艺再见爱人、刷短视频到深夜、宅在家里不运动……这简直就是我们的日常生活写照!突触退化的三大”死对头”,我们却样样都占全了。难怪会觉得记忆力直线下降,上课总是打瞌睡,做题时注意力像跳跳虎一样四处乱窜。原来我们的大脑早就在疯狂给我们发出警告信号,只是我们一直没有留意到而已。
给大脑的“保护盾”
但是不要太担心,科学家们不仅发现了问题,也找到了解决方案。科学家们发现,优质的睡眠是修复突触的”黄金时期”。在我们熟睡时,大脑会进行自我修复,清理损坏的突触,建立新的连接。
规律的运动则像是给突触注入了”生命之水”,它能促进大脑分泌BDNF(脑源性神经营养因子),帮助保护和修复突触。
此外,均衡的营养也是保护突触的关键。深海鱼类中的omega-3脂肪酸、蓝莓中的抗氧化物质,都是突触的”保护神”。科学家们甚至发现,经常进行创造性活动的人,其突触密度明显高于常人。
总之,保护好我们的突触,就是在为未来储存智慧的财富。从现在开始,让我们给大脑一个健康的生活方式,守护我们珍贵的记忆和智慧!
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