生与死的边界:大脑作何反应?
时间: 2018-04-28 来源:科普中国
提要:在生与死的边界,有一种名为“扩散性抑制波”的现象。

生与死的边界:大脑作何反应?

 

在生与死的边界,有一种名为“扩散性抑制波”的现象。

科学家最初在兔子身上发现这种现象。哈佛大学生物学家亚里斯蒂德·莱奥在上世纪40年代发表的系列论文中描述道,他通过电击、用玻璃杆戳、或切断动脉血流供应等方法使失去意识的实验动物大脑受伤之后,相应脑区的脑电活动忽然沉寂下来。在受伤后的五分钟内,该现象首先出现在受损部位,进而向更远处脑区扩散,因此他将这种现象称为“扩散性抑制”。

机体死亡时,脑细胞会向外喷溅带电离子

和其它器官一样,大脑也是由血肉构成的,主要由神经细胞组成。神经细胞需要依赖精细的化学平衡才能正常运作。此次发表的新论文首次深入研究了莱奥在兔子脑中发现的化学反应过程在人脑中的体现,结果发现机体即将彻底死亡前,经历的过程十分相似。

神经细胞中充满带电离子,在自身与周边环境间形成电位差,进而产生微弱的电信号。而作者在论文中写道,要维持这一电位差,需要不断付出努力,才能抵消想要消除电位差的电磁力。

为此,这些勤劳的细胞需要不断从血液中汲取氧气和化学能。而随着机体死亡,大脑的血液供应停止,缺氧的神经细胞便需要尽可能积累起剩余的资源。在生命之火即将枯竭之时,四处发送神经信号无疑是对这些宝贵资源的极大浪费。因此,神经细胞会尽可能“平息”下来,将剩余能量用于维持内部电荷,徒劳地等待血流供应恢复正常。

负责观察电极的研究人员发现,第一波抑制现象似乎并未向外扩散,而是在各处同时发生,就好像整个大脑的神经元同时对血液的干涸做出反应一样。几分钟后,最后的、向外扩散的抑制波才姗姗来迟,像是细胞的化学储备终于用尽、细胞中的离子渗透进周围组织时的结果。

对濒死的病人而言,这标志着大脑功能终止前的最后一刻。但他们也指出,这并不等同于真正的死亡。此前的动物研究显示,如果在出现扩散波后迅速恢复血液和氧气供应,神经细胞便可“死而复生”,恢复化学电位。只有在扩散波出现几分钟后,神经细胞才会真正到达某个“终止点”,从此再无回头之路(科普中国)

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