前段時間和一個初二學生聊天,當他說到他最近學到的東西時,就說到他生物學了神經,老師提到了刺激可以非常快的傳達到大腦,并且說這是一個很大的課題。于是他一直在猜測信號到底是怎么傳輸到大腦的,難道是因為血液震動嗎?于是就向我求證。今天來聊聊這個問題。因為我不是做神經生物學的,內容大部分來自記憶和搜索,如有紕漏,還請多多指正。


01,刺激信號是怎么傳遞的?


首先為這個學生勇于思考和探索的精神點個贊!

刺激信號傳遞,有兩個重要內容

一:介質

二:速度

該學生提到的血液,滿足了速度,然而介質方面,血液無法穿透血腦屏障。所以只能遺憾了。而神經電流傳播,既滿足了速度,又滿足了介質。

我簡單的做了個圖


02,我是如何思考這個問題?


初看到他的問題,我想到的是,這還用問?后來看到他說信號以波的形式傳輸到大腦。我意識到,他是個非常認真思考的學生,非常難得。

這讓我想起了當初學交流電的時候,一個問題,為什么電可以傳輸那么快,一個解釋如下:電流的速度是每秒30萬公里,沒錯,但并不是導體中的自由電子的移動速度也是30萬公里。

你可以這樣理解,比如,有一個管子,里而已經裝滿水了,好了,從A端流進一點水,立即就會從B端流出多少水,但剛從A端流進去水并沒有立即跑到B端,其實家里的自來水就是這個道理的,你從水籠頭放出來的水,并不是剛從自來水公司流來的,而是存在水管中的,只要一端流進多少,另一端就會立即流出多少的。這個幾乎是同時的,但是剛從自來水公司流進水管里的水真正的流到家里卻需要很長時間喲!那導線中的電流的流動與水流的流動是非常相似的,那就好理解了吧。

在這個問題里,按照速度的來說,血液傳播完全成立,類似于電流的速度,這個部位受到刺激,馬上就可以傳遞到大腦。

以上就是我看到這個問題的思考。不過事實上,這個問題是不成立的。為什么?下面來解釋。


03,對刺激的反應是大腦做出的判斷?


如果你認可:“對刺激的反應是大腦做出的判斷”這個基本前提,那么我可以告訴你,血液跟大腦沒有直接關聯。因為有“血腦屏障”的存在,或者說,事實上,大腦是浸泡在腦脊液中,而非血液。

腦屏障是血-腦、血-腦脊液和腦脊液-腦三種屏障的總稱。這個圖是血腦屏障

也就是說,你的血液無法通過圖中的endothelium(內皮組織),因此自然無法通過血液把信號傳遞進去。

然而,神經系統的偉大就在于,這層膜是半透性的,可以選擇性透過一些小分子,比如鈉鉀離子。而這二者是電流傳遞的基本方式。

就像下圖,受到刺激,只要a的電子流進去,那么瞬間就有了b,電位差,于是電流產生,信號就傳遞出去了。

**另外,這個問題可以用證偽的方式來判斷,**就比如對于癱瘓的人,事實上,血液循環是正常的,但是就是沒法傳導知覺,最極端的就是植物人。


最后,希望同學們在學習過程中能夠發揚敢于思考的精神!

來源: 李雷