水、脂肪和蛋白質，三種平平無奇的物質，為何能承載人類的智慧與情感？
大腦的功耗相當於一個14瓦燈泡，為何能實現強大的認知能力？
人類如何用科技對抗大腦深處血管上的“微型炸彈”？
在2024年“科技跨年秀”——總台“科晚”的舞台上，特別呈現了《科學之美》的演講和舞蹈。為了呈現更多維度震撼人心的科學之美，總台社教節目中心策劃推出總台“科晚”延展品牌——“科學之美”。該片由中國科學技術協會提供專業指導。
《科學之美》（第一季）以五大自然奧秘為主題，邀請六位中國科學院院士：物理學家、北京大學原校長王恩哥院士，地衣真菌學家魏江春院士，天文學家崔向群院士，神經生物學家與生物物理學家蒲慕明院士，生物影像學家、海南大學校長駱清銘院士，細胞生物學與生物物理學家程和平院士，共同分享科學之美的體悟。以超微觀攝影、科學實驗與野外考察紀實相結合的方式，呈現純粹、極致、絢爛的視覺奇觀。記錄科學與藝術的共生，吟唱智慧與感性的交響。
人類大腦，宛如宇宙星辰，從神經元的“宇宙閃爍”，到大腦血管內“異想天開”的疾病解決方案，大腦的奧秘始終是科學研究的最前沿。央視科教頻道（cctv-10）周日（5月11日）晚21:20將播出《科學之美》第五集《大腦秘境》，看科學家如何在顱骨之下的宇宙中尋找生命的密碼。
860億個神經元組成的“小宇宙”
大腦，作為人體最複雜的器官之一，是一個無比神奇的“指揮官”。若將大腦比作宇宙，神經元便是其中閃爍的星辰。
△神經元在大腦內的生長、連接
成年人的大腦皮層中，密布着860億個神經元，每個神經元通過樹突棘手拉手的方式與同伴相連，編織出一張堪比星系的複雜神經網絡，使得大腦中的信息得以鞏固和存儲。
△浩如星海的神經元
嬰兒出生後，神經連接爆髮式增長，到2~3歲時，大腦裡面神經突觸數量達到頂峰，每個神經元可以與超過一萬個神經元連接。如同一場無聲的宇宙大爆炸，奠定了人類認知世界的基石，也呈現出生物進化的微觀之美。中國科學院院士程和平說：“腦這個宇宙當中的一個一個神經元就是星星，跟我們的宇宙不一樣，它的世界有通訊的，它們溝通的方式用電脈衝。”
△大腦神經元之間的連接
大腦中的神經元就像宇宙中的星星，它們通過電脈衝建立連接。我們常說的“長腦子”，就是神經宇宙的持續生長和連接。
更奇妙的是，這場宇宙演化永不停息。如果某個刺激反覆出現，大腦就會在相關的神經元之間形成新的連接。這些新連接就像是大腦中的“新路線”，讓信息能夠更快地傳遞和處理。俗話說：“活到老，學到老。”我們永遠可以相信自己的大腦，無論什麼年齡，只要有意識地重複去練習某一項技能，都有可能突破自我極限，創造奇蹟。
大腦內隱秘的“生命之河”
大腦里的血管有多長？
答案是16億米——相當於地球到月球距離的4倍。它們比普通血管更加纖細，卻能以驚人的效率為神經元輸送氧氣與養分。
△細密而複雜的腦血管網
數量龐大的腦血管供養着大腦內多如繁星的神經網絡，這些神經網絡支配了我們的呼吸、心跳、思維、意識、睡眠、記憶……作為點亮生命的源頭，腦組織如果6分鐘沒有血液，就會造成腦細胞永久的死亡。
人類對於腦血管的認識經歷了漫長的過程，想要穿透顱骨，清晰地看到腦血管的構造，曾是醫學界難以企及的奢望。直到一束神秘射線的降臨，人類對腦血管才有了更深入的了解。
x射線的發現，實現了人體內部結構的成像，但是這種間接的影像對於腦部血管的成像不夠理想。
△核磁設備下的腦血管成像
1927年6月28日，葡萄牙神經外科醫生莫尼茲第一次嘗試將一種“碘化鈉造影劑”從患者的頸部注入動脈，獲得成功。人類第一次無須打開頭顱，就看到了大腦內血管的形態。
如今，熒光造影劑結合核磁技術，讓纖細的腦血管更加清晰。這不僅是醫學技術的革命，更讓醫生在生死博弈中掌握了精準的腦海導航圖。
一根彈簧圈如何拯救大腦疾病？
腦血管系統時刻在為神經元提供能量保障，然而，這條超長的血管網，其實非常脆弱。
一旦發生腦出血的情況，僅僅10秒鐘就可引起意識喪失，超過5分鐘就會造成不可逆的腦損傷。大腦的“斷電危機”，往往只在瞬息之間。
△腦動脈瘤的瞬間破裂示意畫面
顱內動脈瘤，是一種腦血管壁上鼓起的“致命泡泡”， 奔騰的血液洶湧地流進“泡泡”的內部，每一次衝擊，都可能將這顆“定時炸彈”引爆。如果“泡泡”破裂，患者會經歷一生中最劇烈的頭痛。這也就是大家常說的出血性腦卒中。一部分嚴重的患者尚未抵達醫院便已死亡。面對這樣的絕境，人類如何不打開頭顱，減少對大腦的損傷，還能順利化解危機？
△現代治療腦動脈瘤手術場景
1964年7月，美國芝加哥大學的一位醫生向世界介紹了他的一次大膽嘗試。他在患者顱骨鑽孔，將不鏽鋼針沿着孔洞插入了大腦里的動脈瘤。電流從針尖湧入的剎那，動脈瘤內的血液開始凝固，有可能會爆裂的“致命泡泡”變成“實心”的血球，腦卒中的風險暫時解除。
△通過電刺激形成動脈瘤栓塞
1990年，關於人類大腦血管內危險的“致命泡泡”，又有另一項顛覆性的治療技術出現。科學家古列爾米將一個由特殊合金材質製成的微型彈簧圈，從患者大腿股動脈送入大腦血管的動脈瘤腔內，彈簧圈的緊密填塞讓危險易爆的動脈瘤變成一個“實心”的血球，從而失去爆炸的風險。這項技術的神奇之處，在於醫生能像“放風箏”般在病人體外操控腦中血管內彈簧圈停留的位置，直到操作滿意後才完成最終放置。
△彈簧圈栓塞術演示
如今，微創的彈簧圈栓塞術依舊是治療顱內動脈瘤的主流方式。那些細如髮絲的彈簧圈，不僅是科技的結晶，更承載着無數家庭重獲新生的希望。
△醫生進行腦動脈瘤手術
從860億顆星辰的閃爍，到彈簧圈的微觀戰場，大腦，這片深藏於顱骨穹頂下的宇宙，始終是人類文明最深邃、最迷人的未知疆域，而大腦里神經元連接閃現的智慧之光也將照亮人類永無止境的探索之旅。
《科學之美》第五集 《大腦秘境》
2025年5月11日 晚21:20
cctv-10科教頻道
看人類如何用腦科學前沿技術，
解鎖維繫人類智慧的密碼！
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