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          大腦的故事——頭骨力學研究

          智慧究竟是源于大腦的生理結構還是不朽的靈魂?

          早在19世界就有科學家就此展開了激烈的討論。至今分歧依然存在。一些研究者認為,人的智力與大腦中某一區域有關;一些則認為智力與骨相學相關。顱相學是19世紀的一門偽科學,它認為頭蓋骨上的隆起物可以用于解釋人的個性。這個綽號甚至被加在某種功能性核磁共振研究身上,試圖通過測量不同時刻血流量之間的差別,找到特定的思想過程與某一大腦區域的關系。

          在未知面前,科學家是瘋狂的。從神人維薩里為了研究血液循環而偷盜死刑犯尸體,再到后來愛因斯坦的大腦被各種切片。據說,在愛因斯坦死前,他要求死后整個身體盡快火化,并將骨灰撒在一片不為人知的地方。他的朋友奧托·內森“部分”遵照了他的遺愿,處理了他的骨灰,但病理學家托馬斯·哈維,在愛因斯坦去世僅僅七個半小時后,就摘除了他的大腦。愛因斯坦的家人和朋友都驚呆了,事件發生后,哈維說服愛因斯坦的兒子漢斯·阿爾伯特給了他這個不情愿的許可。古怪的哈維醫生將大腦放到一個冷藏箱下面一個果酒箱里的裝滿福爾馬林的罐子里,直到1998年,他將其拿到普林斯頓醫院,并時不時將其中的一小塊送給感興趣的科學家【納尼??】。哈維在將愛因斯坦的大腦分割成240塊前,從不同角度為它拍攝了照片。圖1的右側哈維虔誠地打開罐子,從里面取出一個濕淋淋的大腦。他用小刀切下一塊后,放進塑料藥瓶里。然后,在褲子上擦了一下手,把瓶子遞給了一位慕名而來的訪客?!?994年紀錄片《文物:愛因斯坦的大腦》中提到了這些離奇交易】

          頭骨3

          圖1 ?愛因斯坦與哈維

          研究者曾將愛因斯坦的大腦和其他85個大腦進行了比較,結果顯示,雖然這位偉大科學家的大腦體積正常,重1230克(我們正常成年人的大腦重量是1.3千克),但某些區域包含大量皺褶。這些褶皺是怎么形成的呢?對大腦來說,神經元數目的增加已經遠遠超過了人類顱骨內體積增加的速度,大腦于是開始折疊,形成充滿皺褶和溝回結構的表面。這些皺褶和溝回結構大大增加了新皮層的表面積,為數十億的神經元提供了空間。

          人體頭部如此重要平時卻暴露在外 ,容易受到板磚、拳腳和高空墜物的碰撞,碰撞物形狀、 質量、角度、速度的不同,頭部撞擊傷害的情況也不同。不僅能導致撞擊部位的嚴重損傷,而且還可能造成鄰近器官的損傷,使傷情更加復雜 。然而,目前對于頭部受傷的研究主要集中在創傷的救治及修復重建上,對于受傷模型的建立及生物力學分析等基礎研究相對較少。傳統的鈍物擊傷模型是以動物實驗作為基礎進一步進行較粗糙的三維建模(畫一個大橢球),但是隨著科學技術的不斷發展, 也逐漸暴露出一些重要不足,譬如動物組織與人體組織在形狀、性質上的差異,粗糙三維實體模型無法精確反應受撞擊后的力學行為演化情況。因此,我們需要采用新的方法來建立更加真實的鈍物致傷模型。思繆科技與第三軍醫大學建立合作,在以往動物實驗建模的基礎上,采用三維重建技術建立了人體頭骨的三維有限元模型,動態模擬頭骨撞傷的發生過程及撞擊時各部位的受力情況,與實驗結果吻合較好。

          頭骨4

          PS:上面這個腦袋就是俺同桌的,看起來很親切??!

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