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影视剧里人被打晕时为啥身体先挺一下?其实挺科学的

撰文 | 七君

不知道大家平时在看电影电视剧的时候有没有注意到一件奇怪的事:剧中角色的脑子被人敲了倒下的时候,为什么会先浑身僵硬,再瘫软呢?

请勿模仿:某古偶中对脑袋被敲晕的人的描绘,其实有一些科学道理。

虽然不同剧组对科学的尊重程度不一,但是演员这样的演绎是遵循了一定的医学原理的。今天我们就来介绍一下,脑子受伤的人会出现什么样的典型反应。

学医的同学大都知道,脑子受到创伤时,人体常会不自主地出现两类典型的特殊姿态,其中一种姿态叫做去皮质僵直(decorticate posturing),另一类叫做去大脑僵直(decerebrate posturing)。

去皮质僵直的姿势是这样的――

去皮质僵直丨图片来源:wikipedia

双手向心蜷着、双手握拳、双腿伸直、双脚内八。总之,去皮质僵直的姿态和木乃伊很像,因此也叫 mummy baby(木乃伊宝宝)。

去大脑僵直丨图片来源:wikipedia

去大脑僵直和去皮质僵直的下半身姿势比较像,双腿都是僵直内八的,但是上半身的姿势不同。

去大脑僵直时,双手握拳、双臂向身体两侧伸展、双拳向外,看起来颇为傲娇。

姿势异常包括去皮质僵直(上)和去大脑僵直(下)丨图片来源:epomedicine.com

这两种异常体态就是医学上所说的姿势异常(Abnormal posturing )的两大表现形式。

金・凯瑞在喜剧片《没问题先生》中对去皮质僵直,俗称装死的演绎。

因为姿势异常和大脑受损程度密切相关,医护人员通常会根据姿势异常来判断病人的意识状态以及脑损伤的严重程度。

比如在医学界常用的格拉斯昏迷评分量表(Glasgow Coma Scale)中,去皮质僵直和去大脑僵直就是重要的评判指标。

在格拉斯昏迷评分量表中,得分越低则表示昏迷的情况越严重,得分越高说明精神状态越好。如果出现去皮质僵直,那么患者将得到3分,去大脑僵直在格拉斯昏迷评分量表上是2分。

花千骨同学昏迷后出现了去皮质僵直,在格拉斯昏迷评分量表中得3分。

去大脑僵直和去皮质僵直这两个名词听起来很吓人。你的害怕不是多余的,这两个症状的命名其实和最初的研究方法有关。

最早发现去大脑僵直的是1932年的诺贝尔生理医学奖获得者、英国皇家学会会长、神经生理学家查尔斯・斯科特・谢灵顿爵士(Sir Charles Sherrington)。

1898年,谢灵顿在一篇论文中报告了他的发现。他把麻醉后的活猴和活猫的脑干横向切断后发现,猴和猫虽然还能自主呼吸,但都出现了姿势异常。去大脑僵直的学术称谓也是由这篇论文而来。

1939年,苏格兰生理学家 Thomas Graham-Brown 的一项经典(但残酷)的研究发现,去大脑的猫可以在跑步机上正常运动,甚至可以配合跑步机的速度调整自己的速度。他的研究说明,四足动物的行走和奔跑可能不需要大脑高级皮质的参与。该影片被英国医学会(British Medical Association)收录。

显然,姿势异常的最常见原因就是脑袋受伤。

英国伦敦国王学院附属医院的研究者 James Knight 和美国圣迭戈海军医疗中心的研究者 Lawrence C. Decker 表示,虽然现在还没有研究对姿势异常的发病率进行统计,不过造成姿势异常的病因是大致清晰的:最常见的原因是创伤性脑损伤(traumatic brain injury)。

请勿模仿:姿势异常大都是因为脑损伤,尤其是中脑和脑干。

创伤性脑损伤的发生率其实挺高的。比如在美国,平均每15秒就发生一次创伤性脑损伤,每年有210万美国人的脑袋遭受重击。

其实早在1977年,一项发表在《神经外科杂志》(Journal of Neurosurgery)上的经典研究就发现,在经历了较为严重的脑伤后,约40%的患者会出现去大脑僵直;而一旦出现去大脑僵直,患者的存活率就会降至28%。

要注意的是,激烈的肉体碰撞也有可能导致姿势异常。

黄色箭头所指的运动员遭受撞击后出现了姿势异常。

比如在剧烈运动中,脑震荡的运动员就常出现暂时的姿势异常。这类姿势异常往往是一边的身体去大脑僵直,另一边去皮质僵直,看起来像在弯弓射大雕,因此也被叫做击剑反射(fencing response)。

影视剧中的角色在晕倒时常常出现击剑反射,除了摔得舒服,实际上也挺符合科学。

2009年,肯塔基大学医学院的研究者 Ario H Hosseini 和 Jonathan Lifshitz 在对发布在油管(Youtube)上的近2000条视频进行整理后发现,在大脑受到撞击后,66%的人出现了击剑反射。

击剑反射是一种姿势异常,通常出现在大脑遭受撞击之后。

除了大脑外伤,一些疾病,比如克雅氏症(人版疯牛病)也有可能造成患者身体姿势异常。也有一些研究发现,感染了疟疾的儿童常出现去大脑僵直或去皮质僵直的异常姿势。

并不令人意外的是,姿势异常是大凶兆。

Knight 和 Decker 指出,大脑受伤并且出现了去皮质僵直的患者中,只有37%能活下来,出现了去大脑僵直的话存活率就只有10%了。儿童也是一样。因头部受伤送医的儿童死亡率在10%-13%之间,但是如果出现了去大脑僵直,死亡率就会飙升至71%。

而对头部中枪的患者来说,姿势异常等于宣判了死刑,出现去大脑僵直或去皮质僵直的头部枪伤患者的存活率接近0%。而在溺水幸存者中,出现去大脑僵直或去皮质僵直的人的后遗症风险比其他人高很多。

请勿模仿:拳手在大脑遭受震荡后出现了姿势异常。

那么,姿势异常到底是什么原理呢?

医学界目前认为,姿势异常是中脑、脑干和高级脑区的通讯中断造成的。

在去大脑僵直中,连接脑干中的前庭核和脊髓的前庭脊髓束(vestibulospinal tract)起到了关键作用。

脑干(红)。图片来源:wikimedia

正常情况下,前庭脊髓束的“默认设置”是让四肢 “伸”而不“曲”。不过,大脑皮层的权限比前庭脊髓束高,可以抑制前庭脊髓束,所以正常人的四肢不会僵硬地伸直。如果大脑皮层和前庭脊髓束之间的通讯中断,那么前庭脊髓束就失去了约束,“系统还原”到默认配置状态,四肢就会出现异常的僵硬伸展。

而在去皮质僵直中,中脑的红核也有重要作用。

中脑(红),红核位于中脑。

灵长动物的上肢非常灵活,而灵长动物的上肢也有一套“默认设置”,那就是抓握反射(也叫达尔文反射)。新生儿的双手会自动抓住手中的物体,让自己不会掉下来,这就是抓握反射的表现。

新生儿的抓握反射。

而在灵长动物中,和抓握反射密切相关的是中脑的红核和脊髓之间的神经“光缆”――红核脊髓束(rubrospinal tract)。红核脊髓束主要影响上肢,可使人展现出原始的抓握反射。

不过,大脑皮层也可以抑制红核脊髓束,从而抑制抓握反射,这就是为什么脑皮层升级完成的成年人不会自动抓住手里除手机以外的其他东西。因此当大脑皮层受损,或和红核脊髓束的通讯中断时,上肢就按“默认值”表现出原始的抓握反射。这被认为是去皮质僵直的可能原理。

从去皮质僵直到去大脑僵直,再到领便当的整个过程。

当然了,如果情况进一步恶化,或者受伤情况特别严重,患者就会从姿势异常变成全身松软无力,此时就无力回天了。

夏紫薰同学从姿势异常过渡到全身瘫软,目测脑干以上都没了。

影视剧中对领便当的人的套路化描绘反映的就是这一过程,乏味却也真实。

以前的演员:挺识相的。

现在的演员:挺尸像的。

参考资料

[1] Bricolo, Albino, et al. "Decerebrate rigidity in acute head injury." Journal of neurosurgery 47.5 (1977): 680-698.

[2]Idro, Richard, et al. "Decorticate, decerebrate and opisthotonic posturing and seizures in Kenyan children with cerebral malaria." Malaria Journal 4.1 (2005): 1-10.

[3]Sherrington, Charles S. "Decerebrate rigidity, and reflex coordination of movements." The Journal of physiology 22.4 (1898): 319.

[4]Jones, J. Gareth, E. M. Tansey, and Douglas G. Stuart. "Thomas Graham Brown (1882C1965): behind the scenes at the Cardiff Institute of Physiology." Journal of the History of the Neurosciences 20.3 (2011): 188-209.

[5]Hosseini, Ario H., and Jonathan Lifshitz. "Brain injury forces of moderate magnitude elicit the fencing response." Medicine & Science in Sports & Exercise 41.9 (2009): 1687-1697.

[6]www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK559135/

[7]Decorticate vs Decerebrate. zeabsnrn

[8]www.cdc.gov/masstrauma/resources/gcs.pdf

[9]www.glasgowcomascale.org/

本文经授权转载自微信公众号“把科学带回家”,原题目为《影视剧里人被打晕的时候为啥身体要先挺一下?没想到这还挺科学的》。

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