医学·人类 | 你的大脑也会发“电报”？
徐来
2017-11-08
世界好大，奇妙的事情每天都有，我们一起去发现吧！
医学·人类 | 你的大脑在发什么电报？
| 暖爸型转述师 | ：金北平
徐来
在这个专栏之前的一篇文章——《青蛙腿到底能不能发电？》里，我跟你讲过两位伟大的物理学家，就一个问题展开的激烈争论，这个问题就是，手术刀碰到了青蛙腿之后，青蛙腿为什么会动。
伽伐尼和伏打两位教授各执一词，诶哟，吵得还挺厉害的。其中，伽伐尼就认为，生物体的生命活动，本身就会释放电的。后来，大家发现，伽伐尼的这个观点是很有道理的，生物体确实是有放电的现象。所以，由他这里就诞生了一门学科，叫电生理学。很多人开始研究生物放电这个问题。
今天咱们要说的，也是生物放电的这个事儿，而且是特定的器官在放电，它就是咱们的大脑。
“拦惊马”拦出来的科学家
咱们的大脑很复杂，由许多许多的细胞组成，这些脑细胞在活动的时候，会释放电信号，而且，随着脑细胞活动的变化，这些信号还会出现周期性的变化。 用仪器把这些变化记录下来的时候，看起来就像是有规律的波动一样。所以，这些信号，就被称为脑波，或者叫脑电波。
咱们现在对这个东西很熟，但是以前人们不熟，甚至完全不知道有这个东西存在。原因很简单，这些脑波，需要很细致的工具去检测，才能读取到。如果没有这个技术，读不出来，那当然也就不可能知道它们的存在啦。
不过，就像咱们这个专栏在科学技术史这个方向上的整体思路一样，科学家们不会傻坐着等，他们本身也在推动技术的发展，然后用新的方法去探索新的可能性。
在德国，就有这么一位医生，名字叫做汉斯·贝格尔。贝格尔医生在年轻的时候，曾经在德国的军队里服役，当一名骑兵——骑兵现在是没有了，但那个时候还有，要骑马。在一次训练当中，贝格尔遭遇了事故。当时他自己骑的马突然受到了惊吓，突然前蹄离地，就要站起来。战马这一下不要紧，可贝格尔没留神，直接就被甩到了地上。
你说怎么那么倒霉，当时队伍正在行进，贝格尔身后就是拉着大炮的马车，轰隆轰隆正在往前推进。还好，马车的车夫眼疾手快，赶紧使出浑身的力气拉住了自己的马，才避免了大炮从贝格尔身上碾过去的惨剧。贝格尔没有受伤，但真的是吓坏了。
事后，他听说远在千里之外的姐姐在那个时候恰好突然感觉到非常不安。其实这个事情是个巧合，但他当时不知道，于是他很好奇，人类的大脑到底是怎么运作的，彼此之间到底在传输什么信息？为了搞清楚这个问题，他离开了军队，转行去做医学研究。
歪打正着的“大脑电报”
贝格尔的专业精神病学，这是一门研究人类精神疾病的学科——那个时候，还没有咱们现在说的神经科学或者脑科学这个东西，精神病学应该是离它最近的一个学科了。
但是，贝格尔没有把自己限在精神病学的范围里。他还在围绕人类的大脑想办法。因为当时“电”这个领域发展很快，所以，贝格尔悄悄地把电用在了大脑研究上。
在德国小城耶拿郊外的一座小房子里，他布置了一个实验室。在那里，他会在实验对象的头上贴上金属片，一片在前额，另一片在后脑勺上。金属片上连着电线，打开电流计之后，记录设备会记录下一些波动变化。
实际上，在此之前贝格尔已经尝试过很多奇怪的方法了，他记录心跳、血压，尝试改变温度来影响人的情绪，希望能找到当年姐姐那种奇怪心灵感应的秘密——但这一系列实验全都毫无结果。
“会不会是我们俩人的大脑之间，在拍电报呢？”这个奇怪的念头改变了贝格尔的研究思路，这才出现了贴金属片的那个实验。
当然，我们现在知道，大脑虽然厉害，但是大脑和大脑之间肯定是没有办法互发电报的，“心灵感应”这个东西，大家说得很多，但是其实只是一个偶然碰巧的现象，它也没有什么实质性的意义。但是，贝尔格这个实验倒真的是有点儿歪打正着，虽然方向选错了，但是找到了一条正确的路。
在1924年7月的一个晚上，耶拿郊外的那间小屋里，贝格尔成功地记录下了一段脑电信号。
无人问津的新方法
这真的是一个划时代的发现。要是换了别人，早就乐颠儿了，还不麻溜地写成论文，向全世界宣告自己的发现。
但贝格尔没有这么做。就像是我们之前讲过的，发现生物电现象的伽伐尼一样，他先是做了一系列实验，来验证自己的发现。他需要排除所有的其他可能性——比如，这些电信号，不是来自心脏的，不是来自血管的，不是来自皮肤表面的……
为此，在接下来的整整5年时间里，他又做了无数的脑电波测试，积累下来超过1000张图纸。 最后，他终于确认这些信号是来自大脑的，并且把自己发明的这个测试方式叫做“脑电图”。
当然，贝格尔这1000多个脑电图实验也没有白做。这么多的数据，你随便挑挑拣拣也能发现出好多规律。果然，他从里面就找到了一个很有意思的规律：当人处于闭目养神的状态时，后脑勺测到的脑电波会呈现周期性的起伏，大概每秒钟8-12次的样子。只要一睁开眼睛，这个起伏就立即变快了，达到13-30次。 贝格尔把这两种频率分别称为阿尔法和贝塔，阿尔法就是第一，贝塔就是第二。
这些成果发表出来之后，科学界却对贝格尔的发现无动于衷。因为没人相信大脑也会发出电波来。不过，也有些人抱着试试看的态度，重做了贝格尔实验，结果发现，他并没有撒谎。不管你是用什么样的实验对象，用什么样的设备，都能记录到闭着眼睛的阿尔法，以及睁开眼睛的贝塔。
很快，这个领域就引来了许多研究者，大家纷纷开始用脑电图探索大脑的奥秘了。
脑电图示例。图片来源：wiki
博物学家养成记
现在，科学家开始使用更灵敏的接收器来接受大脑活动所释放的电信号了。还有一些人，在尝试识别这些信号，用这样的信号来遥控一些设备。甚至有些人利用脑电波开发出了一些玩具。你玩儿过这样的玩具吗？如果玩儿过，在留言区和大家分享一下你的经历吧。
今天我们学习了3个知识点：
大脑由许多细胞组成。这些脑细胞在活动的时候，会释放电信号，随着脑细胞活动的变化，这些信号还会出现周期性的变化。这些信号就是脑电波；
贝格尔受电报技术的启发，开始收集大脑可能发出的电波信号，结果发现了大脑活动本身的电信号，并发明了脑电图；
人在闭目养神的时候，大脑会发出一种特定的脑波，被称为阿尔法波，一旦睁开眼，阿尔法波就立即变成了周期更短的贝塔波，这也是最早被记录的两种脑波。
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徐来
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