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为什么许多瘫痪的人,只有眼睛还能转? | 睡前科学故事

2017-11-01 七君 把科学带回家

本文由公众号 “把科学带回家” 提供
给孩子最好的科学教育



大朋友小朋友们,你们一定注意到一个奇特的现象:许多全身动不了的人,只有眼珠子还能转。


许多全身动不了的是因为瘫痪了,脊柱里面的神经受伤断裂的缘故。


根据脊柱受伤部位的不同,人的瘫痪程度也会不同。脊柱受伤的地方越高,瘫痪的部位就越多。


比如,控制双腿运动的神经位于脊柱上的腰椎部位,因此腰椎以上的脊柱受损,腿就肯定动不了了,但手还能动。如果颈椎受伤,那么一个人就可能会全身瘫痪。


▲  下半身瘫痪的小兔几



那么问题就来了:


虽然有些人会全身瘫痪,但是他们却可以转眼珠子,这是怎么回事呢?


原来,控制眼球转动的神经并不长在脊柱里,它们属于脑神经(cranial nerves),是从脑壳里面长出来的。


脑神经一共有12对,包括控制眼球的那3对在内,有10对脑神经都是从大脑的脑干这里长出来的。


▲  脑干的位置


具体来说,控制眼球转动的三对神经分别叫做动眼神经,滑车神经和外展神经。这些神经从脑干这里长出来,然后通过眼眶后的眶上裂(superior orbital fissure)从颅腔里爬出来,最后与你眼球上的肌肉相连。



▲  如果那三对控制眼球的脑神经中有一部分坏掉了,你就会出现图片里第2或第3行的脱眶



脑神经因为都长在脑子里,所以受到颅骨的保护,不太容易受伤。即使人的颈椎断掉全身瘫痪,脑神经也不会受到影响,理论上还是能翻白眼瞪人。


因此,武侠片里的“点穴术”本身虽然不科学,但是被点了穴后,全身动不了的人还能转眼珠子这一点还是挺科学的。


▲  弹额头,额头里有2个“穴”,叫做额窦


当然了,如果脑子里水肿发炎出血脑干发生病变,那么脑神经就可能受损,你可能会瞳孔散大,两个眼珠可能会脱眶,或者转不起来。





所以为什么全身瘫痪的人还能呼吸和吃饭,心脏啊,肺啊不是长在脖子下面吗?


哈哈,这就是大自然的天才设计了。


控制心脏肺部和胃肠道的神经也是脑神经,它们叫做迷走神经(vagus)。所以即使因为颈椎夸叉断掉全身瘫痪,一个人还是有心跳能呼吸和吃饭。


▲  后腿瘫痪的小喵



那么长在脖子这里的喉咙怎么办呢,全身瘫痪的人可以说话吗?


因为喉咙长在颈椎附近,所以有人会觉得颈椎受伤的话,是不是人就一定不能说话了呢?


其实,和眼珠一样,控制你的嘴巴,还有声带肌肉的神经也是脑神经,它们也是从脑干这里长出来的,穿过颅骨上的小洞洞来控制你说话。所以就算颈椎坏掉了,理论上是不影响你喊破喉咙的。





脑神经管得挺宽啊,喉咙这里的事情它也管?


这是因为...


因为从进化上来讲,我们喉部舌头还有下巴的肌肉,还有里面的软骨都曾经是我们很久很久以前的鱼类祖先的鳃的一部分。



▲ 编号的就是人类胚胎时的5个鳃弓。人类的第5鳃弓没有长出来,所以没有它的编号


我们用来说话的舌头和喉咙相当于是现在的鲨鱼和硬骨鱼类的鳃弓(gill bar)的部位。


▲  硬骨鱼的鳃弓


让我们说话的神经,就是我们的祖先大大鱼控制鳃的活动的神经。换句话说,管我们说话的神经以前不管说话,管的是呼吸。


刚才不是说,控制心肺和消化道的都是一种叫做迷走神经的东东吗,对咯,这时候你该恍然大悟了,因为管我们说话的神经就是迷走神经的一个分支。



▲  管声带肌肉的这条脑神经,大家都有,在鱼身上是管鳃的



不光喉咙和舌头里的肌肉,我们脸上的肌肉,还有你的嘴巴里和下巴的骨头(上下颌)都是祖先大大鱼的鱼鳃里的鳃弓(pharnygeal arch)变的。



▲  祖先的鳃弓,都变成了你脸上的什么部位(部分)



换句话说,当你做出现在这个难以置信的表情时,其实用的就是老祖宗的鱼鳃。你还用祖宗的鱼鳃吃饭和说话。


证据其实不难找,因为每个人还在妈妈肚子里发育的时候,从第四周开始就会长出5个来自祖先的鳃弓。


▲  4周时人类胚胎的样子。右边头部下面那些奇怪的棱条就是鳃弓



比如,你的宽宽的下巴(也就是你的下颌),就是第一鳃弓变的。嫌下巴不够窄吗,就怪你的大头鱼祖先咯(大雾)



▲  在你妈肚子里时,一坨不明真相的鲜肉是怎么变成你的脸的



包括哺乳动物、爬行动物在内的四足动物(点我查看什么是四足动物),还有硬骨鱼和鲨鱼在胚胎发育的某个阶段都会长出鳃弓,这就是是我们都是从古老的鱼类演化而来的最好的证据。


▲  四足动物,还有鱼类在胚胎的某个阶段都有鳃弓,大家长得都比较像,因为我们的祖先都是鱼



如果你还不信,你可以看看你的外耳廓靠眼睛的地方有没有一个小洞。


大概5%不到的中国人有这样的小洞。这个小洞叫做耳前瘘管(preauricular cyst)




刚才不是说你脸上还有喉咙里的肌肉都是鳃弓变的么。这些鳃弓一共有5根,每两根之间有个缝隙,叫做咽裂(pharyngeal cleft)


▲  4对粘一起的圈圈就是鳃弓,鳃弓间凹陷的部位就是咽裂



人出生前一共有4个咽裂,正常人的咽裂都已经完全长好闭合了。但是有些人的咽裂没有长好,第一鳃弓和第二鳃弓之间的咽裂没有完全融合,在人体体表还会看得到,这就是耳前瘘管。



▲  那三个红点所在的位置就是其余三个咽裂的遗迹,它们长在胸锁乳突肌边上



剩下三个咽裂的遗迹长在脖子上的两条肌肉边上。


所以,你有时候感觉自己像一条咸鱼,这并不是一种错觉,而是一种怀旧。毕竟咸鱼祖先有了梦想,才变成了你。


人有了梦想,和咸鱼是一样的。






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图片来源:giphy, UNSW Embryology, Why Evolution Is True, hawaii.edu, Stroke Education

参考资料:

Wolff's Anatomy of the Eye and Orbit, R. C., and. Tripathi, B. J. (1997).

Action in Perception. Alva Nöe. (2004). The MIT Press

Evidence-Based Medicine Guidelines. Duodecim Medical Publications, Ilkka Kunnamo (eds). (2005). Wiley

https://web.duke.edu/anatomy/embryology/craniofacial/craniofacial.html

http://magazine.uchicago.edu/0812/features/fish_out_of_water.shtml

https://emedicine.medscape.com/article/1198462-overview

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