脑中的“二传手”
说来你也许不相信,人脑的活动实际上是人脑中的化学物质在活动。
不久前美国加利福尼亚大学的舍别尔教授应用最新的持续术,即激光扫描电子显微镜,逐层地研究了人脑的细微结构。结果表明,人的大脑是由许许多多的神经细胞组成的。细胞的种类很多,约有5000万种,细胞总数达1000亿个。在大脑细胞中,最重要的部分是胞体,大脑中的不同部位,胞体大小是不同的,它们的直径大约在5——100微米之间,每个胞体生长出数目众多的突起部分——树突和轴突。大脑中,所有胞体的树突和轴突都交织在一起,而彼此间有几微米的间隙隔开。
在通常情况下,胞体内部和外部的温度、酸度、含氧量、金属离子和有机分子的浓度等是相对稳定的。突触里的小泡和突触与突触之间的空隙都充满着传递信息的化学物质。胞体和树突有一层很薄的纤维膜,膜内外分别含有钾离子和钠离子。这两种离子的差别主要是离子的大小不同,钠离子(Na+)的半径比钾离子(K+)小。这样,钠离子对水分子的吸引也比钾离子多。因此,Na+与水的结合体的体积反倒比K+与水的结合体的体积大些。胞体和树突的纤维膜只能让钾的水合离子通过,而将钠离子阻止的在外边。从而造成膜内的K+比膜外的多,而膜外的Na+比膜内的多。当它们受到外界信息刺激时,膜内外的化学环境便立即发生变化,刹那间,一部分K+穿过膜层流出膜外,膜外的一部分Na+也会迅速地渗入膜内。由于这两种带电离子溶解度的改变,在膜的两边就造成了一个微小的电位差。当这个电位差足够大时,便会形成一个电脉冲,这个电脉冲会沿着树突刺激突触。这时,贮藏在突触末端液囊里的有机分子,如乙酰胆碱等就会喷射到突触之间的空隙里,并同空隙里的有机分子形成乙酰胆碱复合物,将神经冲动传递给下一个细胞的突触,一个接一个地传递。
一个脑细胞突触中的乙酰胆碱传递完毕以后,乙酰胆碱随即离开间隙,并很快地被胆碱脂酶分解为胆碱和乙酸。然后,胆碱回到突触的小泡内,在乙酰胆碱酶的作用下重新转变成乙酰胆碱。这一新合成的乙酰胆碱在小泡里被贮存起来,供下一次神经冲动之用。
科学家们对这种能够传递冲动信息的化学物质叫做“神经递质”。它就像排球队里的“二传手”一样,主要起传递作用。到目前为止,已经发现的神经递质有30多种,如肾上腺素、去甲肾上腺素、5—羟色胺以及肽等。估计今后还能发现几十种。