醫(yī)學(xué)·人類 | 你的大腦也會發(fā)“電報”？
徐來
2017-11-08
世界好大，奇妙的事情每天都有，我們一起去發(fā)現(xiàn)吧！
醫(yī)學(xué)·人類 | 你的大腦在發(fā)什么電報？
| 暖爸型轉(zhuǎn)述師 | ：金北平
徐來
在這個專欄之前的一篇文章——《青蛙腿到底能不能發(fā)電？》里，我跟你講過兩位偉大的物理學(xué)家，就一個問題展開的激烈爭論，這個問題就是，手術(shù)刀碰到了青蛙腿之后，青蛙腿為什么會動。
伽伐尼和伏打兩位教授各執(zhí)一詞，誒喲，吵得還挺厲害的。其中，伽伐尼就認(rèn)為，生物體的生命活動，本身就會釋放電的。后來，大家發(fā)現(xiàn)，伽伐尼的這個觀點是很有道理的，生物體確實是有放電的現(xiàn)象。所以，由他這里就誕生了一門學(xué)科，叫電生理學(xué)。很多人開始研究生物放電這個問題。
今天咱們要說的，也是生物放電的這個事兒，而且是特定的器官在放電，它就是咱們的大腦。
“攔驚馬”攔出來的科學(xué)家
咱們的大腦很復(fù)雜，由許多許多的細(xì)胞組成，這些腦細(xì)胞在活動的時候，會釋放電信號，而且，隨著腦細(xì)胞活動的變化，這些信號還會出現(xiàn)周期性的變化。 用儀器把這些變化記錄下來的時候，看起來就像是有規(guī)律的波動一樣。所以，這些信號，就被稱為腦波，或者叫腦電波。
咱們現(xiàn)在對這個東西很熟，但是以前人們不熟，甚至完全不知道有這個東西存在。原因很簡單，這些腦波，需要很細(xì)致的工具去檢測，才能讀取到。如果沒有這個技術(shù)，讀不出來，那當(dāng)然也就不可能知道它們的存在啦。
不過，就像咱們這個專欄在科學(xué)技術(shù)史這個方向上的整體思路一樣，科學(xué)家們不會傻坐著等，他們本身也在推動技術(shù)的發(fā)展，然后用新的方法去探索新的可能性。
在德國，就有這么一位醫(yī)生，名字叫做漢斯·貝格爾。貝格爾醫(yī)生在年輕的時候，曾經(jīng)在德國的軍隊里服役，當(dāng)一名騎兵——騎兵現(xiàn)在是沒有了，但那個時候還有，要騎馬。在一次訓(xùn)練當(dāng)中，貝格爾遭遇了事故。當(dāng)時他自己騎的馬突然受到了驚嚇，突然前蹄離地，就要站起來。戰(zhàn)馬這一下不要緊，可貝格爾沒留神，直接就被甩到了地上。
你說怎么那么倒霉，當(dāng)時隊伍正在行進(jìn)，貝格爾身后就是拉著大炮的馬車，轟隆轟隆正在往前推進(jìn)。還好，馬車的車夫眼疾手快，趕緊使出渾身的力氣拉住了自己的馬，才避免了大炮從貝格爾身上碾過去的慘劇。貝格爾沒有受傷，但真的是嚇壞了。
事后，他聽說遠(yuǎn)在千里之外的姐姐在那個時候恰好突然感覺到非常不安。其實這個事情是個巧合，但他當(dāng)時不知道，于是他很好奇，人類的大腦到底是怎么運作的，彼此之間到底在傳輸什么信息？為了搞清楚這個問題，他離開了軍隊，轉(zhuǎn)行去做醫(yī)學(xué)研究。
歪打正著的“大腦電報”
貝格爾的專業(yè)精神病學(xué)，這是一門研究人類精神疾病的學(xué)科——那個時候，還沒有咱們現(xiàn)在說的神經(jīng)科學(xué)或者腦科學(xué)這個東西，精神病學(xué)應(yīng)該是離它最近的一個學(xué)科了。
但是，貝格爾沒有把自己限在精神病學(xué)的范圍里。他還在圍繞人類的大腦想辦法。因為當(dāng)時“電”這個領(lǐng)域發(fā)展很快，所以，貝格爾悄悄地把電用在了大腦研究上。
在德國小城耶拿郊外的一座小房子里，他布置了一個實驗室。在那里，他會在實驗對象的頭上貼上金屬片，一片在前額，另一片在后腦勺上。金屬片上連著電線，打開電流計之后，記錄設(shè)備會記錄下一些波動變化。
實際上，在此之前貝格爾已經(jīng)嘗試過很多奇怪的方法了，他記錄心跳、血壓，嘗試改變溫度來影響人的情緒，希望能找到當(dāng)年姐姐那種奇怪心靈感應(yīng)的秘密——但這一系列實驗全都毫無結(jié)果。
“會不會是我們倆人的大腦之間，在拍電報呢？”這個奇怪的念頭改變了貝格爾的研究思路，這才出現(xiàn)了貼金屬片的那個實驗。
當(dāng)然，我們現(xiàn)在知道，大腦雖然厲害，但是大腦和大腦之間肯定是沒有辦法互發(fā)電報的，“心靈感應(yīng)”這個東西，大家說得很多，但是其實只是一個偶然碰巧的現(xiàn)象，它也沒有什么實質(zhì)性的意義。但是，貝爾格這個實驗倒真的是有點兒歪打正著，雖然方向選錯了，但是找到了一條正確的路。
在1924年7月的一個晚上，耶拿郊外的那間小屋里，貝格爾成功地記錄下了一段腦電信號。
無人問津的新方法
這真的是一個劃時代的發(fā)現(xiàn)。要是換了別人，早就樂顛兒了，還不麻溜地寫成論文，向全世界宣告自己的發(fā)現(xiàn)。
但貝格爾沒有這么做。就像是我們之前講過的，發(fā)現(xiàn)生物電現(xiàn)象的伽伐尼一樣，他先是做了一系列實驗，來驗證自己的發(fā)現(xiàn)。他需要排除所有的其他可能性——比如，這些電信號，不是來自心臟的，不是來自血管的，不是來自皮膚表面的……
為此，在接下來的整整5年時間里，他又做了無數(shù)的腦電波測試，積累下來超過1000張圖紙。 最后，他終于確認(rèn)這些信號是來自大腦的，并且把自己發(fā)明的這個測試方式叫做“腦電圖”。
當(dāng)然，貝格爾這1000多個腦電圖實驗也沒有白做。這么多的數(shù)據(jù)，你隨便挑挑揀揀也能發(fā)現(xiàn)出好多規(guī)律。果然，他從里面就找到了一個很有意思的規(guī)律：當(dāng)人處于閉目養(yǎng)神的狀態(tài)時，后腦勺測到的腦電波會呈現(xiàn)周期性的起伏，大概每秒鐘8-12次的樣子。只要一睜開眼睛，這個起伏就立即變快了，達(dá)到13-30次。 貝格爾把這兩種頻率分別稱為阿爾法和貝塔，阿爾法就是第一，貝塔就是第二。
這些成果發(fā)表出來之后，科學(xué)界卻對貝格爾的發(fā)現(xiàn)無動于衷。因為沒人相信大腦也會發(fā)出電波來。不過，也有些人抱著試試看的態(tài)度，重做了貝格爾實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，他并沒有撒謊。不管你是用什么樣的實驗對象，用什么樣的設(shè)備，都能記錄到閉著眼睛的阿爾法，以及睜開眼睛的貝塔。
很快，這個領(lǐng)域就引來了許多研究者，大家紛紛開始用腦電圖探索大腦的奧秘了。
腦電圖示例。圖片來源：wiki
博物學(xué)家養(yǎng)成記
現(xiàn)在，科學(xué)家開始使用更靈敏的接收器來接受大腦活動所釋放的電信號了。還有一些人，在嘗試識別這些信號，用這樣的信號來遙控一些設(shè)備。甚至有些人利用腦電波開發(fā)出了一些玩具。你玩兒過這樣的玩具嗎？如果玩兒過，在留言區(qū)和大家分享一下你的經(jīng)歷吧。
今天我們學(xué)習(xí)了3個知識點：
大腦由許多細(xì)胞組成。這些腦細(xì)胞在活動的時候，會釋放電信號，隨著腦細(xì)胞活動的變化，這些信號還會出現(xiàn)周期性的變化。這些信號就是腦電波；
貝格爾受電報技術(shù)的啟發(fā)，開始收集大腦可能發(fā)出的電波信號，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了大腦活動本身的電信號，并發(fā)明了腦電圖；
人在閉目養(yǎng)神的時候，大腦會發(fā)出一種特定的腦波，被稱為阿爾法波，一旦睜開眼，阿爾法波就立即變成了周期更短的貝塔波，這也是最早被記錄的兩種腦波。
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徐來
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