电化学冲动的液体网络经常扫描和迅速传遍全身。我们脑中亿万个神经元细胞要受到其他神经细胞无数信号的影响；它的“境况”处在经常变动之中。

神经元，构成我们脑的这些单个神经细、胞同海洋的居民非常相像。它们生活沉浸在含钠丰富的液体中，这种液体提供了永恒的，几乎尽善尽美的环境。盐、酸、氧、食物含量和温度的平衡通常维持在一定程度，这在体内其他另外部位的液体中也找不到。

同其他海洋居民一样，神经元相互之间以及同环境的通讯利用“嗅觉”——利用它们对周围环境中的化学物的敏感测定。脑的恒定、中性背景是理想的。对照之下，甚至一些化学物分子——不管是以药物的形式，激素的形式还是以在神经元相互通讯中起着重要作用的神经传递素——将是显著的，并刺激神经元发送。

神经元的发送是个电结果。神经细胞内部（或体内任何细胞，就此而言）比细胞外部有更多的负离子，这意味着有十五分之一伏差穿过细胞膜。如果神经元被其他神经元的化学信号所刺激，它的膜渗透性就改变了。外部的钠离子冲入，瞬息间，细胞内部就膜外的海洋来说是正的。

这个渗透性波扫描通过细胞体，进入到相当长的往外凸出物，轴突，产生了一个可以测量的电冲动。当信号到达轴突末端，它可能传送到或可能不传送到下一个神经元，下个神经元处在穿过称为突触的间隙极小距离的位置上。一个神经末梢能同其他神经体或同把冲动传送到细胞体，称之为树突的凸出物联会。

某些信号不通过轴突同其他所发生的事实同样重要；事实上，科学家被迫改变了他们描述的神经交流方法，因为最近发现了关于神经元怎样接受或忽视讯息的情景。

在他们认识到神经传递的化学性质以前，科学家相信轴突所起的功能很像电开关：它要么是开要么是关。

本世纪初，在研制电话和无线电以及第一次对人体采取电测量时，就出现了电开关的比喻。科学家发现，伴随着心脏的收缩有个信号，这个信号就成为心电图的基础。把电极按在人的头皮上，科学家发现他们也能监测低频脑波。由于这个发现研制成了脑电图记录。很快就清楚了，每次产生的短暂但可测量的电信号把讯息传送到每个神经纤维。

电子时代的来临，大脑看上去是庞大的电话网络。长而细的轴突是它们的电话线，轴突的接合总和它们的靶神经元是电子继电器或开关操作者，它们是“推动”为了向前传送信号。但这个比喻有一个缺陷：它不能解释为什么某座信号传送到一个轴突上，就不再传递到下一个神经细胞。

但在1936年，当时是圣 · 路易斯（St. Louis）华盛顿学院的毕业生，现在是明尼苏达学院的生物物理学家奥托 · 施密特（Otto Schmitt）博士制作了模仿神经细胞的简单电开关。施密特的起动装置仍是现代计算机的基本组成，在它的原始形式中，由对电信号起放大器作用的二个真空管组成。这起动装置能放大经选择的最低强度的信号，更弱的信号会简单地消逝掉。可以认为神经元用全部或不存在相类似方法工作。如果到达新来的轴突上的信号是足够强的话，它能被传递。用这个“电子神经”概念，脑作为电子学的比喻好像完美无缺了。

穿过间隙

可是，这个比喻必须作些更改——主要因为神经元具有化学和电的性质。它们之间的突触是微小的、充满流体的间隙。现在，我们知道信号穿过间隙与其说是二根轻微分开电线之间的火花跃动，不如说是化学传送物质的渗滤。当一个电冲动到达一个轴突的末端，它刺激释放存储在那里极小液囊里化学物一些分子。释放到突触间隙的流体里，分子迅速扩散穿过间隙到下个细胞表面。如果这细胞被刺激到足够的强度，它把化学信号转换回电冲动，再传达到它自己的轴突上。

电元件以很可以预料的方式操作，但化学物间的相互反应允许的可能性多得多。正如化学物倾泻到海洋中去，被变幻莫测的气候、日光、大海的潮汐和海上生命所弥散，释放到突触间隙中的化学物质能以各种方式反应。举例来说，它们从间隙中能以不同速率扩散或被其他化学物所破坏。甚至它们能被吸回到所发源的神经元末梢。

电开关比喻假定是个预先装置了阀的机械，它和施密特起动装置处理电信号很相同的方法处理化学冲动。如果神经元用这个方法操作，它要预先设置一定强度的化学传递素，并仅用这样信号才能起动它。但在真正的神经元上不总是有这样的预先装置，它时时刻刻改变其灵敏度，依赖于它周围的环境所发生的事情。

对大部分，新来的轴突操作互相之间是独立的，所以靶细胞在所有时候受到很多不同的化学信号影响。很多到达神经元的传递素刺激它发送；举例来说，乙酰胆碱和去甲肾上腺素能被传递素起刺激作用。这些物质的分子激起靶细胞的发送速率。很多其他传递素，例如5 - 羟色胺能抑制大多数神经元的灵敏度；它们临时使细胞失去活性。通过改变释放到突触间隙传递素的数量，对神经起显著作用的药剂能影响我们的心情，因为升高或降低了神经细胞的发送阀值。

神经元对一个新来的化学信号灵敏度，能被寄存在它上面的刺激者或抑制者总的平衡所测定。依赖于人体的需要，这些新来的信号变化着。

这里我们能开始懂得神经系统的复杂性和敏锐性。神经纤维的错综网状组织把胸中亿万个神经细胞相互连接起来。脑和脊髓是由满是稠密的神经元和交织的轴突组成，轴突的很多神经束延伸到身体的其他部分，携带着感觉信息和控制身体运动。通过神经元链，甚至每个神经元有可能同其他每一个神经元连结、这些神经元中的每一个都处在不断变动状态之中。正如我们受到环境中的无数事件影响一样，每个神经细胞的敏感性受到许许多多新来信号的影响。因而，每个神经元的“境况”或感受经常处在变动之中。

此外，最近研究表明，除了它们总的敏感性时刻在变化外，神经细胞对某种类型的讯息有不同的敏感性。我们的轴突传送很多类型的信息。某些信息从我们感觉器官带来。另外一些对肌肉和腺体携带着指令或给予它们人体在空间位置的信息。有些同我们的生理过程密切联系着，当然，另外一些帮助产生思维和记忆。神经元看来能选择某些类型的讯息进行传递，同时对另外的信息加以忽视。即使窗外雷鸣电闪也不能惊醒睡着的双亲，在夜里却能被自己小孩的啼哭声所唤起。为什么大脑皮层仅对某种类型的听觉刺激作出反应？

大脑中的肽

答案可能就在于称为肽的化学物族系上，最近发现在脑中肽是非常丰富。我们已经知道状在身体的其他处也存在，特别在消化道中，那里它们携带着消化系统不同部分之间的讯息。在脑中它们能很好地执行着相似送信者功能。肽起着好的信使作用，因为它们复杂的结构看来允许对比简单“变为更敏感”或“变为不太敏感”更为复杂的讯息编码。

肽是蛋白质分子的片断。它们由氨基酸组成，其中很多来自我们食品中的蛋白质。这很多氨基酸如同我们字母表中的字母。从氨基酸中能够构成肽的数目像英文语言一样广泛。100个氨基酸组成的一个肽可为二或三个句子的信息相等物编码。

当状在突触间隙处出现，它就好像二或三个句子传送到靶细胞。当细胞要为简单刺激者或抑制者传送更复杂的信息，肽类能担当起这个工作。

每个神经元像所有体细胞一样，是整个有机体从受精卵发源的直接后裔。像其他细胞一样，神经元从受精卵那里继承了精巧的信息包。这信息包不仅包含了构成整个机体所需的信息和它的官能化学，而且包含了它所有的遗传行为特性。

所有细胞都是本能行为的仓库，但它是通过整个动物能表达行为的神经元。神经元对出现在它表面的很多化学信使作出反应。它泄露了本能信息的存储，并作出明智的反应，在有机物为了自我永存而进行的猛烈的毫无休止的战斗中贡献了它外观简单的一丁点儿力量。

[Science Digest，1982年5期]