“馅儿”的学名叫血红蛋白,是一种结构很复杂的大分子,人们直到上世纪中期才弄明白它的结构。如果要粗略地描述一下它长什么样儿,可以先想象很多氢原子和碳原子串在一起组成一条长链,然后把长链紧紧地缠起来变成线团,四个这样的线团粘在一起就成了血红蛋白的大模样。最后在每个线团的中央放上一颗二价铁离子,就可以吸引氧气过来结合了。氧气“落入”线团之后,二价铁离子会被氧化成三价,三价铁离子看上去是红色的。这就是为啥动脉血是鲜红色而静脉血是暗红色的,因为动脉血携带的氧气多。
 好了,至此我们才略为完整地回答了最初的问题:人吸进鼻子的氧气去了哪里?氧气进到肺里,穿过肺泡里的血管壁进到血液里,再穿过红血球表面进到血红蛋白上有铁离子的位置固定下来。红血球随着血液流向各个身体器官,氧气在各个毛细血管的末梢处脱离血红蛋白,重新被释放出来,最终进到各个器官里。 好了,到目前为止,全是纯粹的生理学和分子生物学,这和大脑的活动有啥关系呢?请君耐心再读下去,现代交叉学科的迷人魅力就在此处了。 现在我们知道了血红蛋白中有铁离子,而铁元素恰好是一种可以被磁化的物质。就像被磁铁磁化的小钉子可以吸引普通钉子,当人被推进磁场,血液中的铁离子也被磁化,在铁离子周围就形成了一个局部的新磁场。前边我们说,人体中的质子会在磁场中进动,现在我们把血液的影响考虑进去。当血液流过人体器官的时候,血液中的铁离子产生的局部磁场和外界磁场叠加起来,对它附近的质子产生影响。这不会破坏显现人体结构的“质子密度图”,因为毛细血管密布全身,铁离子的分布是相对均匀的,对质子的影响也相对均匀(所以在磁共振成像的原理中不考虑血流也不妨碍理解)。 既然铁离子的存在对显现人体结构没有影响,那把它考虑进来干嘛?答案是测量血液中含氧量的变化。前边说过,结合了氧气的铁离子是三价,未结合的是二价。价位不同的铁离子被磁化后产生的局部磁场不同,对附近质子的影响也不同。那么含氧量的变化就可以从质子受影响的程度上间接探测出来。 含氧量变化对窥测大脑活动特别有用,因为脑细胞活跃的时候大量耗氧,要靠血液来补给。当大脑的某个部位活跃起来,该处的血液中含氧量先是下降,紧接着就有大量的“新血”补充进来,导致总含氧量反而上升。那么通过比对含氧量的变化,我们就能找到大脑活跃的部位在哪里。 磁共振和功能性磁共振分别为医学和心理学做出了卓越的贡献。有了无伤害观察人体结构的方法,医生们可以通过磁共振图谱来定位肿瘤和身体的器质性病变;有了无伤害观察大脑活动的方法,心理学家们终于能把哲学高度的认知理论和脚踏实地的神经科学结合起来,迈上为意识寻找生理机制的新征程。 这两个最好不过的例子告诉我们,没有无用的知识,只有还没派上用场的知识。人们往往没有耐心去了解那些看起来很“无聊”的知识——既然用不上,何必为那些细枝末节浪费时间。可他们忽略了知识之间的相互联系:一种知识并不是为了回答某个单一的问题而存在的。知识是关于世间万物的信息,获得一种知识相当于多了一个看世界的角度,从这个角度看过去,一些原有的认识会发生改变,从而又激发出新的问题和灵感。当我们循环往复地提问和学习,当我们知道得足够多,原来点点滴滴的“废知识”就会互相联系起来显现出意义,显现出我们眼睛看不见的但却更接近本质的世界。
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