早年的頭部損傷會在晚年突然造成有害影響嗎? —匿名,透過電子郵件
道格拉斯·史密斯,賓夕法尼亞大學神經外科教授兼腦損傷與修復中心主任,回答
雖然車禍或橄欖球比賽中的碰撞造成的腦損傷 似乎常常會在多年後突然改變認知能力,但這種改變並非憑空出現——損傷一直在緩慢累積,隨著時間的推移,沒有被注意到。
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受傷後,可能發生的進行性腦退化可能會達到臨界點,之後功能喪失會“突然”變得明顯。根據創傷性腦損傷 (TBI) 的型別和嚴重程度,它可能會加速記憶喪失或增加一個人患阿爾茨海默病的機率。
TBI 通常會損害大腦中稱為軸突的神經纖維。這些細長的管狀結構傳遞電訊號和化學訊號,這對於在大腦不同區域之間傳遞資訊至關重要。由於未知原因,這些脆弱的結構不僅在受傷後不久就會斷開連線,而且在某些患者中,甚至在幾十年後仍會繼續斷開連線。一旦斷開連線,軸突的鈍端會自行封閉,充滿液體、酶和蛋白質,並最終破裂。當軸突破裂時,它們通常會將澱粉樣蛋白分佈到鄰近的腦組織中。這些粘性蛋白質是阿爾茨海默病的標誌,事實上,許多 TBI 患者在晚年表現出痴呆跡象,這與阿爾茨海默病患者觀察到的退化相似。
此外,由於 TBI 後軸突消失或功能不佳,一個人處理新資訊的能力可能會減慢。倖存的軸突可以透過增加電訊號來補償損傷,從而恢復大腦中資訊處理的正常速度。然而,這種臨時的修復可能會導致這些軸突在發生第二次腦震盪時更容易受到損害。
大多數 TBI 患者都會發生進行性軸突損傷,但很難預測哪些人會在多年後遭受認知變化。TBI 對社會具有破壞性影響,美國每年有超過 150 萬例有記錄的病例。目前尚無針對短期或長期損害的療法,這意味著目前最好的治療方法是保護和預防。
人腦的記憶容量是多少?大腦可以儲存的資訊量是否存在物理限制? —J. Hawes,加利福尼亞州亨廷頓海灘
保羅·雷伯,西北大學心理學教授,回覆
“奧斯本先生, 我可以請假嗎?我的大腦滿了,”一個頭特別小的學生在加里·拉森的經典 法爾賽德 漫畫中問他的課堂老師。對這個問題的冷靜回答是,“不,你的大腦幾乎肯定沒有滿。” 雖然我們能儲存多少記憶肯定有一個物理限制,但這個限制非常大。我們不必擔心在我們的一生中會用完空間。
人腦由大約十億個神經元組成。每個神經元與其他神經元形成大約 1,000 個連線,總共超過一萬億個連線。如果每個神經元只能幫助儲存單個記憶,那麼空間不足將成為一個問題。您可能只有幾千兆位元組的儲存空間,類似於 iPod 或 USB 快閃記憶體驅動器中的空間。然而,神經元結合在一起,使每個神經元一次可以幫助儲存許多記憶,從而將大腦的記憶儲存容量呈指數級增加到接近 2.5 拍位元組(或一百萬千兆位元組)。為了比較,如果你的大腦像電視中的數字錄影機一樣工作,2.5 拍位元組足以容納三百萬小時的電視節目。您必須讓電視連續執行 300 多年才能用完所有儲存空間。
大腦記憶的確切儲存容量很難計算。首先,我們不知道如何衡量記憶的大小。其次,某些記憶涉及更多細節,因此佔用更多空間;其他記憶被遺忘,因此釋放了空間。此外,有些資訊從一開始就不值得記住。
這是個好訊息,因為隨著我們在一生中尋求新的體驗,我們的大腦可以跟上。如果人類的壽命顯著延長,我們能填滿我們的大腦嗎?我不確定。100 年後再問我。
