用脑过度,会发生神经元损伤吗?

用脑过度,会发生神经元损伤吗?

高sir,科学丨教育&生物老师

先说结论:正常用脑不会损伤神经元。但确实有你说的类似“CPU 过热”的现象——兴奋性毒性(excitotoxicity)

神经元其实需要“兴奋”才能工作。大脑里最主要的兴奋性神经递质叫谷氨酸。

当你在思考、学习、记忆的时候,神经元之间就是靠释放谷氨酸来传递信号的。

问题是:如果谷氨酸太多、停留太久会怎样?

这时候 NMDA 受体和 AMPA 受体会被过度激活,大量钙离子涌入细胞。钙离子一多,就会激活一系列酶——蛋白酶、核酸酶、磷脂酶等等,这些酶会破坏细胞骨架、损伤 DNA,最终导致神经元死亡。[1].

这就是兴奋性毒性。

很像“CPU 过热”后的现象,但!正常情况下,这个过程不会发生。

大脑有自己的保护机制

主要的安保人员是星形胶质细胞。

这些细胞会紧贴在突触周围,表面布满谷氨酸转运体(主要是 GLT-1 和 EAAT2)。神经元一放完谷氨酸,这些转运体立刻把它吸走。[2]

整个过程快到是毫秒级别的。

而且研究发现,即使在高频刺激下,大鼠海马区的谷氨酸转运体也不会饱和。[3]

就是说,正常情况下根本不可能让谷氨酸“溢出来”。

更有意思的是,额叶皮层的星形胶质细胞在高频突触活动时,谷氨酸清除效率反而会提高。[4]

大脑越忙,保护机制越强

和 CPU 完全相反——CPU 越忙越热,大脑越忙越“凉”。

那什么时候才会出问题?

兴奋性毒性只在病理条件下发生:

比如中风、脑缺血、癫痫发作,但这些都是病态,不是“用脑太多”。

长时间用脑确实会觉得累。但这种“累”不是神经元损伤。

有个叫“突触稳态假说”。大意是:[5]

清醒的时候,大脑活动会让突触强度逐渐增加;
睡眠的作用就是把这些增强的突触“重置”回来。

研究发现,

清醒会逐渐破坏大脑的“临界态”,而睡眠能恢复它。[6]

这就解释了,为什么熬夜脑子转不动,睡一觉就恢复。

所以你担心的那些……

“突触断裂萎缩”——不会发生。正常用脑只会让突触变强或变弱,这是可塑性,。

“神经元间联系复杂度下降”——相反。学习和思考会增加突触连接,不是减少。突触的形成和消除是正常的结构可塑性。