間腦位于左右大腦半球之間,它的名稱由此得來。相比腦幹(生命中樞),間腦的工作要複雜得多,感覺、運動、情緒、注意力都離不開間腦,而它的核心工作是維持人體内環境平衡,這個任務交給了大名鼎鼎的下丘腦。
下丘腦與背側丘腦、上丘腦、後丘腦和底丘腦同屬間腦。從具體分工來看,下丘腦掌管神經内分泌,背側丘腦掌管感覺,上丘腦掌管情緒,後丘腦掌管視覺和聽覺信号傳遞,底丘腦掌管運動。
下丘腦重量隻有三四克,體積很小。早在20世紀初,科學家發現下丘腦的神經細胞可以分泌一些特殊顆粒,後來證明這些顆粒就是激素。激素對于人體的生長發育至關重要,一旦分泌出現問題,輕則内分泌紊亂出現各種症狀,重則代謝失衡,一命嗚呼。
兩位傑出的生物學家吉利明和沙利于1957年幾乎同時發現促腎上腺皮質激素釋放激素的存在,但不知道其化學結構。為了弄清楚下丘腦分泌激素的成分和作用,兩人合作5年開展研究,但進展仍不順利,最終分道揚镳。
1968年,吉利明實驗室從30萬頭羊的下丘腦中提取了促甲狀腺激素釋放激素,并鑒定其結構為三肽。1971年,沙利實驗室從16萬頭豬的下丘腦中提取了促性腺激素釋放激素,并鑒定其結構為十肽。1973年,吉利明從羊的下丘腦中提取出生長激素抑制激素,這是首次發現的起抑制作用的下丘腦激素。1976年,沙利從豬的下丘腦提取出生長激素抑制激素,其化學結構與羊的生長激素抑制激素完全一樣。
1977年,諾貝爾評獎委員會把該年度的生理學或醫學獎授予吉利明、沙利和另外一位在激素檢測方面作出貢獻的女科學家雅勞。英國生理學家海雷斯,是最早提出下丘腦釋放激素理論的人,于1971年逝世,不然極有可能獲諾貝爾獎。相比于海雷斯高屋建瓴式的原創性理論的提出,吉利明和沙利做的主要是技術性工作,也多虧了他倆鐵杵磨針的不懈努力,使得下丘腦的激素研究取得突破。
下丘腦釋放的激素含量極少,何以對人體産生巨大影響?這是因為存在下丘腦-垂體-靶腺軸的逐級放大效應。僅0.1微克促腎上腺皮質激素釋放激素,可促使腺垂體釋放1微克促腎上腺皮質激素,後者再引起腎上腺皮質釋放40微克糖皮質激素,最終可産生約6000微克糖原儲備的細胞效應。雖然血液中激素濃度很低,産生的生物效應卻十分強大,一旦激素濃度偏離正常範圍,機體功能勢必失常。
下丘腦的後上方還有一個非常神奇的内分泌核團——松果體。松果體位于腦的中心,是人腦中唯一不成對的核團。古生物學家在一些滅絕了的古生物化石上發現顱頂的凹陷,解剖學家則發現松果體内有退化了的視網膜和感光細胞。這似乎暗示:松果體是頭頂的“天眼”向顱内凹陷退化而來。著名的哲學家、數學家、生理學家笛卡爾把松果體譽為“靈魂的栖息地”。生理學家和生化學家發現松果體會釋放5-羟色胺、褪黑素、催産素等激素。
5-羟色胺能引起愉快放松的情緒,被譽為“開心激素”;褪黑素在夜間的分泌量遠遠高于白天,被認為是促進睡眠和維系晝夜節律的一大法寶;催産素促進女性分娩,被認為是愛與信任的源泉(男女都有分泌),很多實驗證明催産素分泌較多的人會更加顧家、對配偶更忠誠、更樂于助人。
激素通過體液循環運輸到遠處的靶器官起調節作用,遞質在神經元之間傳遞信号。釋放激素是間腦的“絕活”,但它仍需要遞質進行信号傳遞。間腦的神經核團密集,各自負擔着不同工作,一方面要與大腦密切配合處理腦的高級機能,另一方面又與腦幹合作維持心跳、血壓、飲食、飲水、體溫調節、情緒反應等生命活動和本能行為。
間腦似乎缺乏“獨當一面”的功能,始終上傳下達,合作共赢,因此我們很少聽聞間腦的“豐功偉績”,但它像無名英雄隐于顱腔深處,默默勞作,無問西東。
作者為華中師範大學副教授,中國神經科學學會會員
來源:科普時報
作者:王欣
編輯:吳桐
審核:王飛
圖片來源于網絡
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