腦神經細胞的生長與死亡

 

根據維也納大學康士坦丁•梵•艾克諾摩博士估算,人類的腦神經細胞數量約有一千五百億個,這些細長樹枝狀的腦細胞彼此之間又會形成上兆個稱為突觸(synapse)的連結。突觸的重要性,在於它們串聯起神經傳導的路徑,與其它腦細胞結合並相互聯絡,促使聯絡網的發達,於是開啟了資訊電路。

 

嬰兒初生的最初幾年,腦部會接連經歷重要的變化。新生兒的腦部,擁有將近一千億個稱為神經元的腦細胞,隨著年齡的成長,腦細胞的數目並沒有增加。人類誕生時的腦,約有四百公克重,一年後,增加為八百公克,第三年成為一千一百公克,第四年增加為一千兩百公克,到了六、七歲即會與大人的腦同重量,約為一千四百公克。我們不禁要問,從初生到七歲,到底在長什麼?七歲之後,就不長了嗎?的確,人的腦從誕生到七歲,變化是相當激烈的,這期間主要長二種東西,一是突觸數目的急劇增加,以綿密神經之間的聯結;二是,神經軸突外面包的髓鞘,這髓鞘類似電線外面包的一層絕緣物,使它不會短路、不會放電,也使傳導更為迅速。

但是約在五歲到十歲期間,突觸會大量死亡,一下子減少到一半。突觸是傳送資訊的,為什麼會大量死亡呢?其實這就是『去蕪存菁,用進廢退』的自然法則,因此如果在幼兒時期缺乏富有刺激的環境,孩子的腦部發展就會受損,例如幼兒時期不常與人互動、不常遊戲或閱讀,日後可能會發生有而很少遊戲人際關係上或語言學習上的困難。

 

 

那是不是說,十歲之後,突觸就不會再長了呢?這倒不盡然,腦神經是『去蕪存菁,用進廢退』,多刺激就會多成長,有研究指出,人類有95%以上的神經元處於未使用狀態,這些沉睡的神經元如果能夠被喚醒,幾乎人人都可以變成「超人」。因此,很多人認為,頭腦是無窮的寶藏,值得好好開發。

如果將人類的整個意識比喻成一座冰山的話,那麼浮出水面的部份就是屬於顯意識的範圍,約佔意識的5%,換句話說,95%隱藏在冰山底下的意識就是屬於潛意識的力量。就算是像愛因斯坦,愛迪生等的天才人物,一生中也不過運用了他們潛意識力量的2%不到。因此,任何人不論你聰明才智的高低,成功背景的好壞,也不論你的願望多麼的高不可攀,只要懂得善用這股潛在的能力,它就一定可以將你的願望具體的在你的生活中實現出來。

 

 

 

神經細胞電訊號的傳遞

 

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神經細胞又叫神經元,它可分成三個部分:樹狀突,細胞體及軸突。軸突是傳出單位,它也可以延伸的很長,將神經衝動傳到另外一個神經細胞或肌肉、器官去。樹狀突是接收單位,專門接收別的神經元傳來的訊息,軸突的末端跟另一個細胞的樹狀突相連接之間有個很小的空隙叫作突觸,一個刺激必須要通過這個空隙才能到達另一個細胞,電傳導在此要先轉換成化學傳導,訊息才可以繼續往前送,不過因為在突觸的地方有一個小空隙,電流無法直接跳過,必須要靠化學物質來傳導,所以神經傳導物質也是大腦溝通的工具,對大腦的功能也有很大的影響,2000年諾貝爾生理醫學獎就是探討這方面的(註01)

 

神經元傳電部分的結構類似一根電線,中央是軸突,外包的絕緣物質是髓鞘,和電線不同的是,髓鞘是一節一節的,節和節之間的軸索膜裸露處,稱為蘭氏結( Node of Ranvier)

神經傳導電的方式和電線不一樣。它是利用軸突膜內、外兩側的各種正、負離子相對濃度的改變而產生電位差的變化。

 

軸突外面包裹著一層叫髓鞘的物質,髓鞘是由許旺細胞所組成,有絕緣的作用,使電線不致短路。在一段段髓鞘間的軸索膜裸露處,稱為蘭氏結( Node of Ranvier),因此利用動作電位在蘭氏結上跳躍式的傳導可以使訊息的傳遞更加迅速, 速度可達100m/s (註02)有髓鞘的神經,在無髓鞘軸突上,脈衝的傳導是如同一連續波傳到軸突末端;在含髓鞘軸突上,因為髓鞘是絕緣的,電位的改變(即脈衝) 會由一個節跳至下一個節,這比連續性傳導要快速。跳躍傳導的速度不僅和髓鞘厚度有關,也和軸突厚度有關,半徑越大的軸突傳導越快。

 

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不同的神經細胞掌管不同的訊息,有的跟特殊的感受體細胞(receptor cells)連在一起,專管外界的刺激,如聲、光、壓力的變化。這些感受體會把外界的物理能量轉換成電的刺激,從而觸發神經元的神經衝動,把訊息傳送出去。

 

 


註012000 年諾貝爾生理或醫學獎由瑞典哥生堡 (Gothenburg) 大學的名譽退休教授卡爾生 (Arvid Carlsson77 )、美國紐約市洛克斐勒大學的葛林加德 (Paul Greengard74 ) 和紐約市哥倫比亞大學的肯德爾 (Eric Kandel70 ) 三人共同獲得。根據諾貝爾獎評審會的頌詞,他們是因為在有關「神經系統的訊息轉導」(signal transduction in the nervous system) 的研究發現而獲獎。

http://www.hf123.com/2000_nobel_physiology_medicine_shellless_snail s_contribute_great_merit.htm

註0219世紀,人們錯誤地認為神經脈衝信號的傳導速度很快,以至於無法測量,或許是以光速傳播。在20世紀中葉,亥姆霍茲(Helmholtz)測出這個速度,發現它很少有超過每秒100公尺。

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【參考資料】

  1. 格林菲爾德著,陳慧雯譯:大腦小宇宙,天下文化出版,ISBN 957-621-516-1。

  2. 曾志朗:嬰幼兒神經與語言的發展  http://www.iest.edu.tw/study/chinese/trend/4-1-1.htm

  3. 洪蘭著,講理就好,遠流出版社,ISBN:957-32-4511-6

  4. 天下雜誌:腦力即國力,三歲定一生,21世紀從O開始。

  5. 嚴震東 簡介神經系統的操作 科學月刊 74-5月號。

  6. 吳春放: 離子通道及神經系統的功能 科學月刊 74-11月號

  7. 蕭水銀: 漫談神經訊息的傳遞 科學月刊 74-11月號


 

神經科學:腦研究的綜合學科(饒 毅)

http://www.cuhk.edu.hk/ics/21c/issue/article/990152.htm

 

剌入要點的針灸

韓國科學家邱長溪(Zang Hee Cho)在一次爬山摔傷後,背痛不止,但找來針灸師醫治十五分鐘後,竟立刻痊癒,好像是重新活過來般,因此他決心研究針灸治療的機制。

他用功能性核磁共振造影術(Functional MRI)來當工具—用氫原子核的磁性質讓身體生化分子發出微量電波,這些訊號被偵出後,電腦就可用之對人體內部器官造出影像。

雖然大部份訊號來自水中之氫原子核,但邱博士把機器調整到偵查血紅素的信號,以觀察腦中血流量的變化。他第一個病例是關於眼睛疾病,用針剌腳的穴道(BL60.65.66.67為西方針灸書上定的穴位)後,可用核磁共振發現後腦視覺皮層血流增加,這跟給人看燈泡板閃爍時的皮層反應相同。而第二病例是聽覺之疾病,刺病人左腳上GB37穴位及左腕上ST5號穴位置,腦皮層反應跟聽音樂時一樣,除這部位外,小腦血液也增加,而小腦可能是記錄針刺之痛覺及運動。

針灸與腦活動是否確有關係?這個問題仍需科學家繼續深入的研究,讓我們拭目以待吧。

http://vm.nthu.edu.tw/science/sci-news/index11.html

 

 

最近更新時間:2002/07/31 PM 03:21:36