【健康科普】头球破门得多大力量，脑和脊髓为什么不会碎成渣渣？

作者 | 白杨树的眼

编辑 | 干玎竹

来源 | 搜狐健康

2018世界杯首粒进球诞生:加津斯基头球破门！最近一家英国的研究机构表明，在足球运动中，头球是一项有风险的技术性动作，如果长期且频繁的使用头球，很有可能会导致脑部受到不同程度的脑震荡，甚至严重的会令到脑退化。你知道吗，我们的脆弱的脑组织除了坚硬的头颅外，就靠着一杯量的脑脊液进行保护呢？

医学教科书上是这样介绍脑脊液的，脑脊液(Cerebro-Spinal Fluid，CSF) 为无色透明的液体，充满在各脑室、蛛网膜下腔和脊髓中央管内。脑脊液由脑室中的脉络丛产生，与血浆和淋巴液的性质相似，略带粘性。脑脊液属于细胞外液。正常脑脊液具有一定的化学成分和压力，对维持颅压的相对稳定有重要作用。 直到有如标题提出的这个问题的提出，事实上，我们真正的忽略了脑脊液的一个重要功能----为脑和脊髓提供浮力的支持作用，这个作用的效能，远高于对于脑组织的营养和维持颅内压的作用。

脑实质实际上像胶冻样的组织，有点像豆腐，当然不是张飞做的那种豆腐，其实更像内酯豆腐。为了更好的保护我们的脑组织和脊髓，我们进化出了坚硬的头颅和脊柱，所以我们在组织学上属于脊椎动物。事实上，脑或脊髓组织在坚硬的骨性结构中也是相当不安全的。想象一下，我们将一般豆腐置于搓衣板上，不要快，在不太平坦的小路上，慢慢走，再来个小奔跑，看看，豆腐会变成啥样的形状。是的，没有错，将会变成一堆豆腐渣，如果不小心摔个跤，一定会成为豆腐渣渣。

说到浮力，就不能不说到阿基米德的故事：“两千多年前的古希腊，皇帝想为自己打制一顶皇冠，找来全国很有名的工匠。给了工匠一定数量的黄金，提出皇冠的样式和要求。工匠开始为皇帝打制皇冠。数月后，工匠把做好的皇冠呈给皇帝。皇帝带上皇冠，对着铜镜照了又照，非常满意。给了工匠赏银后，皇帝的心里总是有点郁闷。不知为什么，他感觉皇冠没有全用黄金，而是掺有其它的金属。虽然皇冠的重量与他给工匠的黄金重量一样。阿基米德接到这个任务，也十分为难。皇冠由各种形状组成，圆球、圆环、圆台，还有镂空的花纹，根本无法测量求皇冠的体积。一天他去澡堂洗澡，当他跳进放满水的浴盆，浴盆里的水溢出来，他坐进浴盆时，水溢出的更多了。苦思多日的问题，突然像有一道亮光冲开了黑暗。他高叫着“我找到了！”立刻冲回家去做实验。最终得出了结论，物体放入盛满水的容器中，溢出的水的体积就是物体的体积。

阿基米德是个有思想的人。虽然解决了皇冠的秘密，但是偶然的发现，其中有些问题还没有想明白。他在想，我坐在浴盆中时，感觉到自己好像变轻了，有个力把他向上托，他得使劲用力从能坐在浴盆底部。他把这个向上的力称为浮力。

他想，不管任何有体积的物体放入水中，物体占据的空间都要挤开水，这说明，任何物体在水中都会受到浮力。下一步应该求出物体受到的浮力有多大？阿基米德想，物体受到浮力会变轻，应该称出物体在水中的重量。物体在水中与在空气中的重量差，不就是物体受到的浮力吗？通过实验。阿基米德发现了浮力定律：物体在液体中会受到浮力，浮力的大小等于物体排开液体的重量。

可是，可是，正常人中脑脊液只有150ml，而人脑的体积1300-1500ml，远远大于脑脊液的含量啊！但是，脑组织的排水量也高达1300-1500ml啊！现在，排水量是用来表示船舶尺度大小的重要指标，是指船舶在水中所排开的同体积水的重量。根据阿基米德原理，一个物体在水中受到的浮力等于被它排出的水的重量，也就是与船体浸入水中体积相同的水的重量，这就是船的排水量。即可得出下列公式：排水量（浮力）=船自身的重量+满载时货物的重量（所受的重力=浮力）。排水量通常用吨位来表示，所谓排水量吨位是船舶在水中所排开水的吨数，也是船舶自身质量的吨数。所以，尽管脑组织体积远大于脑脊液的体积，脑组织还是悬浮在脑脊液之中的。

如果能够造出一条和航空母舰一模一样的船坞，一杯水也可以漂浮起一艘航空母舰！正如给我一个支点，可以撬起整个地球，虽不可思议，但的确如此。坚硬的头颅和封闭的椎管如同一个窄小的船坞一样，是的，有且只有一杯脑脊液，就漂浮起我们脆弱的脑组织。