
两个“诺奖”,两种荣耀:一面研究让神经元听光的话,一面研究喷嚏背后的空气动力学。(配图由AI辅助生成,下同)
2026年10月5日,斯德哥尔摩。2026年诺贝尔生理学或医学奖授予Karl Deisseroth、Peter Hegemann、Georg Nagel,理由是“关于光门控离子通道与光遗传学的发现”。
两天后的10月7日,《新英格兰医学杂志》(NEJM)在线发表PIONEER研究——这是光遗传学疗法首个多中心临床试验,在10例晚期视网膜色素变性患者中报告了安全性与初步视觉功能数据。诺奖刚颁完两天,临床转化就上了顶刊,这个时间点本身比任何评论都有说服力。
日历翻回到一个多月前,9月3日,瑞士苏黎世。第36届搞笑诺贝尔奖(Ig Nobel Prize)颁奖,这是该奖创办35年来第一次离开美国本土。其中医学奖颁给了日本已故学者海野德二(Tokuji Unno)——他1977年那篇论文的题目是《如何擤鼻涕:擤鼻涕的空气动力学研究》;奖由他的后辈、旭川医科大学耳鼻咽喉科第三代教授高原干代领。
一面研究让神经元听光的话,一面研究喷嚏背后的空气动力学;媒体喜欢把它们写成“科学的两面”。而本期【脑医冷知识】想做的事:就是从热点的边缘切进去,一直写到能改变临床动作或医嘱的那一层。搞笑,我们是认真的!
搞笑诺贝尔奖真的就是个“段子奖”吗?非也!搞笑诺贝尔奖由科学幽默杂志《不可思议研究年鉴》(Annals of Improbable Research)主办,1991年由Marc Abrahams创立。评选标准只有一句:先让人发笑,再让人思考。
关键在于它的执行方式:几乎所有获奖研究都是正式发表、经过同行评议的论文,主办方在官网逐条列出参考文献与DOI。2026年这一届的十项获奖研究,《Nature》的报道也逐条给出了文献出处(Nature 2026;657(8132):582-583)。
进一步的,脑医学其实是搞笑“诺奖”的富矿之一,并且很可能还是其中最富的一层,原因很实在:神经系统是全医学里反直觉密度最高的器官系统。你以为是常识的,常常是错的;你以为是段子的,常常有论文;你以为已经验证的,常常正在被推翻。本期例举的下面两条,正好一条对应“被推翻”,一条对应“能用上”。
1. 2006年的答案
啄木鸟一天要啄树上万次;高速摄影单次记录到的啄击频率可达每秒十余次;撞击速度约6-7 m/s,撞击瞬间头部减速度约1,000 g(另一组标本测算为1,200-1,400 g)。它不得脑震荡、不头痛、不发生视网膜脱离——这三句是观察,不是实验结论。
把啄木鸟读成“减震头盔模型”的源头,是1976年的两封Lancet通信。May等先在1976年2月发表《Woodpeckers and head injury》,结论是“初步解剖学研究提示,啄木鸟可能有助于探索一种与现行方案根本不同的头部冲击防护系统”;同年6月又写了一封通信。
真正给出第一组实测数据的,是May等随后在Arch Neurol.发表的《Woodpecker drilling behavior. An endorsement of the rotational theory of impact brain injury》,他们用高速摄影+显微密度计+计算机成像,记录下四个数据结果:钻啄轨迹基本是直线的、几乎没有头部旋转;撞击后位移极小;撞击速度约600-700 cm/s;撞击减速度约1,000 g。
当年流行两条解释:海绵状的厚颅骨像减震头盔,吸收冲击;瞬膜在喙触树前的毫秒级瞬间闭合,把眼球固定住,相当于安全带。这个说法拿了2006年搞笑诺贝尔鸟类学奖,并扩散到教科书、博物馆讲解词和动物园的亲子解说,还启发了头盔与减震材料的仿生设计。
2. 2022年的反转:它的头是一把硬锤子
比利时安特卫普大学Sam Van Wassenbergh团队用高速摄影追踪3种啄木鸟、100多次啄击,从而量化喙与头部各标记点的减速过程,结果于2022年7月14日发表在《Current Biology》上:
● 喙与脑颅各点减速完全同步,中间不存在任何缓冲区,头部在撞击瞬间表现为刚性整体;
● 多体动力学模型进一步显示:任何冲击吸收都会降低啄击效率;换大白话的意思,给锤子中间装一根弹簧,锤子就不锤了;
● 脑负荷仿真也显示:啄木鸟脑部受到的惯性载荷低于灵长类的脑震荡阈值。
综上,论文的结论写得很干脆:头部在体啄击时极硬;脑颅减速并不比喙小;缺少颅内减震是为啄击性能服务的适应;其脑的惯性载荷低于灵长类脑震荡阈值。所谓缓震、安全带,都是假象!
3. 其实在2022年之前,已经有人踩过一次刹车——走的是另一条路
2018,一篇病理学研究,首先踩了一脚刹车的。Farah等检查了10只乙醇固定的啄木鸟脑并将之与5只红翅黑鹂进行对照,经过Gallyas银染与抗磷酸化tau抗体,结果发现:10只啄木鸟中的8只出现了血管周围与白质束的银染阳性沉积;受检的3只中的2只可见tau阳性聚集;而对照组全部阴性。作者措辞很克制——“提示啄击可能诱导tau在啄木鸟脑内蓄积(可能与慢性创伤性脑病[CTE]有关),需进一步研究”。换大白话的意思,啄木鸟的脑子可能受伤了!
紧接着,一位物理治疗学者也在Lancet Neurol上喊停。Smoliga在针对前述病理学研究的评论文章指出,反复亚脑震荡暴露与CTE的证据正在快速积累,他的判断是——“拿啄木鸟做仿生学”的生物力学前提并未成立,不应该拿它去指导头部防护设计。

左:旧说“减震头盔”❌;右:2022实测“刚性硬锤”✔️——不是抗撞,是没地方晃。
4. 临床落点
第一,这是颅腔几何的一个极端样本。啄木鸟的脑小,惯性力小;脑与颅骨贴合紧密,脑脊液层极薄;脑组织相对颅骨的位移极小,剪切应变因此很低。从头部整体看,单次冲击的整体减速度确实很高;但啄木鸟脑组织在颅腔内的惯性载荷(剪切/压力)因“脑小+配合紧”而低于灵长类脑震荡阈值。
第二,但这只是力学结论,不是临床结论。“脑小更抗撞”绝不能推广成“儿童更耐撞”:婴儿颅骨薄、脑含水量高、桥静脉纤细、蛛网膜下腔狭小,硬膜下出血与摇晃婴儿综合征走的是另一套机制。把力学规律直接搬进病床边,是最常见的误读。
第三,人类没有啄木鸟那样的脑。重复性亚脑震荡暴露(拳击、橄榄球、足球头球)的本质,是同样质量的脑被反复施加了超过阈值的载荷。真正保护大脑的是几何与质量,而不是“材料能吸收多少能量”。
第四,反过来看,以啄木鸟头骨为灵感的减震设计,可能从一开始就抄错了对象。啄木鸟这个结构是为“输出冲击”进化的,不是为“承受冲击”进化的。
参考文献:May PR, Fuster JM, Newman P, Hirschman A. Woodpeckers and head injury. Lancet. 1976;1(7957):454-455. doi:10.1016/s0140-6736(76)91477-x;May PR, Fuster JM, Newman P, Hirschman A. Letter: Woodpeckers and head injury. Lancet. 1976;1(7973):1347-1348. doi:10.1016/s0140-6736(76)92675-1;May PR, Fuster JM, Haber J, Hirschman A. Woodpecker drilling behavior. An endorsement of the rotational theory of impact brain injury. Arch Neurol. 1979;36(6):370-373. doi:10.1001/archneur.1979.00500420080011;Schwab IR. Cure for a headache. British Journal of Ophthalmology 2002;86:843. doi:10.1136/bjo.86.8.843;Wygnanski-Jaffe T, Murphy CJ, Smith C, et al. Protective ocular mechanisms in woodpeckers. Eye (Lond). 2007;21(1):83-89. doi:10.1038/sj.eye.6702163;Van Wassenbergh S, Ortlieb EJ, Mielke M, Böhmer C, Shadwick RE, Abourachid A. Woodpeckers minimize cranial absorption of shocks. Curr Biol. 2022;32(14):3189-3194.e4. doi:10.1016/j.cub.2022.05.052;Farah G, Siwek D, Cummings P. Tau accumulations in the brains of woodpeckers. PLoS One. 2018;13(2):e0191526. Published 2018 Feb 2. doi:10.1371/journal.pone.0191526;Smoliga JM. Reconsidering the woodpecker model of traumatic brain injury. Lancet Neurol. 2018;17(6):500-501. doi:10.1016/S1474-4422(18)30157-1
让我们回到篇头的第36届搞笑诺贝尔医学奖——Tokuji Unno发表于1977年的“擤鼻涕”研究。他的结论:按住一侧鼻孔、从另一侧做较长而充分的呼气,比短促用力的双侧擤鼻更有效——因为按住一侧后,另一侧气流速度更快。听起来完全是耳鼻喉科的事。但它对脑医学的意义,恰恰在另一句话上:鼻腔并不孤立——鼻腔、鼻窦、咽鼓管、中耳、颅底、蛛网膜下腔,是一个连通的压力系统。
1. 旁证一:直接测压
1995年,Sakikawa等在鼓膜穿孔患者中直接测量中耳压,发现双侧捏鼻擤鼻后中耳压平均升至252 mmH₂O,且变化“幅度大、速度快”。同一课题组此前(1994年)在腰穿患者中就发现,双侧捏鼻擤鼻是日常生活动作中升高脑脊液(CSF)压力最显著的场景——脑脊液压力可达平均值388 mmH₂O。
2. 旁证二:真实世界的灾难
2009年,Mirone等报告一例50岁强迫症男性,用力擤鼻后急性意识丧失。CT显示左额叶张力性颅内积气,伴筛窦顶骨缺损。急诊行左额开颅、经脑内导管排气,并用骨膜瓣与肌瓣修补骨缺损,术后神经认知与运动功能恢复。
进一步地,研究发现:颅内积气有两条经典通路——球阀机制(正压把气体压入颅腔后不易回流,常见于擤鼻、咳嗽、Valsalva动作)与倒置瓶机制(脑脊液流失造成负压,把气体吸进来)。
3. 旁证三:擤鼻与抽鼻,方向是相反的
前述Sakikawa课题组在1995年论文中隐藏的细节——252 mmH₂O和388 mmH₂O的背后:
● 130 mmH₂O=脑脊液压力388 mmH₂O-减去中耳压252 mmH₂O=跨蜗窗压差。这一步推算的意义在于,它把颅内压与中耳压放进了同一个算式。作者据此推断:擤鼻时圆窗膜被推向中耳侧。
● 外淋巴瘘的“爆炸通路”:擤鼻→圆窗压力阶差→外淋巴瘘(PLF)。有意思的是,课题组1994年那篇CSF论文的原始假设,指向的正是同一个终点——那篇结论是“日常体位与动作可造成脑脊液压力显著升高,这种变化可能是外淋巴瘘的成因之一”。两篇论文隔着一年,是同一个假设的两半。
● 擤鼻和抽鼻不是一回事。
| 动作 | 中耳压 | 脑脊液压力 |
|---|---|---|
| 双侧捏鼻擤鼻 | 显著升高 | 显著升高 |
| 抽鼻 | 无变化 | 反而下降 |
1994年那篇的四种动作是:单侧捏鼻擤鼻、双侧捏鼻擤鼻、屏气、抽鼻。双侧捏鼻擤鼻升压最高;而抽鼻在所有受试者中都使脑脊液压下降。
临床含义:患者说“鼻腔不通”,问病史时要问“你是擤,还是抽”。这一个字的差别,可能就是颅底有没有被顶开一道缝的差别;未处理的颅内动脉瘤、动静脉畸形、近期缺血性卒中患者身上尤其要问。

鼻腔-鼻窦-咽鼓管-颅底-颅腔压力通路:筛板/筛顶是那道脆弱界面;擤与抽,方向恰好相反。
4. 旁证四:压力在颅脊轴内如何传导
Sakikawa与Mirone给的是点状证据:两项直接测压研究,加上一个张力性颅内积气的个案。要把这条线从“案例”抬升为“依据”,还差一块拼图——即压力在颅脊轴里到底怎么传。1976年,Williams发表的研究,通过16例坐位咳嗽患者的腰池与大池同时测压发现:压力波在颅腔与椎管之间不是同步等压的。
● 腰池压先到、大池压跟进:一个Valsalva动作产生的压力从下往上传,其间会出现“腰池压大于大池、大池压大于腰池”两段相位差。
● 大池压超过腰池那段可以拖得很久。Williams由此提出:咳嗽头痛、交通性脊髓空洞的充盈期以及小脑扁桃体疝,可能与枕骨大孔处的瓣膜样阻塞有关——阻塞造成颅腔与椎管的压力分离。请注意这是机制假说,而不是“压力把扁桃体顶下去”那样一句直白的力学结论;他本人在1980年另文用两例咳嗽头痛患者的手术结果支持了这一假说。
● “咳嗽压力试验”可能比Queckenstedt test(压颈试验)更敏感——Williams的原话是“建议”,而不是“已常规使用”。
5. 临床落点
第一,“三禁”要写进术后与出院医嘱,作为护理常规的硬指标清单,而不是口头一句“注意点”。不是只对颅底术后,所有颅压增高风险人群的护理常规里几乎都有同一个动作禁忌清单:“避免剧咳、避免用力排便、避免用力擤鼻”。
PS.脑肿瘤、脑出血、脑积水、未修补的颅底骨折、脑脊液漏、腰大池引流或分流术后……都离不开这条。一个带画面感的临床细节:在神经外科病房,乳果糖和开塞露的地位几乎可以说和甘露醇一样重要——因为便秘时用力屏气,就是一次自制Valsalva。这不是说笑,是颅压管理里成本最低的一环:一次通便,胜过事后一次降颅压。
值得强调的是,“三禁”保护的是同一个东西:一个尚未闭合的骨与硬膜界面。因此,写医嘱时不妨进一步给出可执行的细则:打喷嚏时尽量张口、避免用力排便、避免提重物与弯腰用力、避免剧烈咳嗽。这些是颅底术后患者教育的标准条目。
第二,同一套压力通路,也是“捏鼻鼓气调压”的物理基础。同一个动作,在不同患者身上既是治疗也是风险,区别只在颅底是否完整。判读这一点,比记住任何一个操作步骤都重要。但要记得同时反向问一句:患者是在擤,还是在抽(详见旁证三)?
第三,反复用力擤鼻引起的瞬时颅内压波动,是一个常被写进病历、却很少被追问的诱因。在未处理的颅内动脉瘤、动静脉畸形、近期缺血性卒中患者身上尤其如此。问病史时加一句“最近有没有用力擤鼻、剧烈咳嗽”,成本为零。
第四,一条顺手的解剖学冷知识:嗅神经纤维穿过筛板进入颅腔。所以,“闻不到了”从来不是鼻子的局部问题——它可能是颅底骨折、颅内占位(嗅沟脑膜瘤),也可能是神经退行疾病的第一声“问候”。事实上,在经典感觉通路中,嗅觉是唯一不经丘脑腹侧核团中继、可直接投射到皮层的感觉系统,这让它成为一扇难得的、成本极低的窗。

“三禁”适用的高风险人群共用同一条逻辑——颅腔与外界或颅腔与椎管之间,存在一个脆弱的压力界面。
参考文献:Unno T, Yajima H. Nihon Jibiinkoka Gakkai Kaiho. 1977;80(1):11-17. doi:10.3950/jibiinkoka.80.11;Sakikawa Y, Kobayashi H, Nomura Y. Changes in middle ear pressure in daily life. Laryngoscope. 1995;105(12 Pt 1):1353-1357. doi:10.1288/00005537-199512000-00017;Sakikawa Y, Kobayashi H, Nomura Y. Changes in cerebrospinal fluid pressure in daily life. Ann Otol Rhinol Laryngol. 1994;103(12):959-963. doi:10.1177/000348949410301206;Mirone G, Rotondo M, Scuotto A, et al. Spontaneous intraparenchymal tension pneumocephalus triggered by compulsive forceful nose blowing. Emerg Med J. 2009;26(11):837-838. doi:10.1136/emj.2008.067124;Williams B. Cerebrospinal fluid pressure changes in response to coughing. Brain. 1976;99(2):331-346. doi:10.1093/brain/99.2.331;Williams B. Cough headache due to craniospinal pressure dissociation. Arch Neurol. 1980;37(4):226-230. doi:10.1001/archneur.1980.00500530064010
2026年真“诺奖”给的是光遗传学。这条线值得完整看一遍。
√ 2002~2003年:Hegemann与Nagel在莱茵衣藻中找到通道视紫红质ChR1/ChR2——一种光照即开、让离子过膜的通道蛋白。藻类靠它追光游泳,这套元件在演化上比神经元古老得多。起点极其“无用”:Hegemann只是好奇,一种单细胞藻类为什么会朝着光游?
√ 2005年:Deisseroth团队(第一作者Boyden)用慢病毒把ChR2表达进哺乳动物神经元,实现毫秒级光控——光遗传学第一次从“观察相关”跨到“操控因果”。
√ 2021年:《Nature Medicine》单例报告。一位失明40年的视网膜色素变性患者,视网膜神经节细胞被导入红移通道视紫红质ChrimsonR,配合把图像转为琥珀色光脉冲的护目镜,恢复了部分视觉。
√ 2026年10月7日:《NEJM》在线发表PIONEER研究。10名视网膜色素变性晚期患者,开放标签、单臂、剂量递增,主要终点是安全性。结果10人中9人共发生34例眼部不良事件:23例轻度、10例中度;1例严重事件——玻璃体内注射后立即出现视网膜中央动脉一过性闭塞*,局部滴入阿普可乐定(iopidine,α₂受体激动剂类降眼压药)后数分钟内缓解。疗效方面:10人中7人光敏感度提升(2.0~62.3倍),6人达到临床意义改善(FST阈值改善至少0.6个对数单位,约相当于敏感度提高4倍)。需要强调的是,患者仍不能阅读、不能识别人脸,部分人无法分辨颜色;毕竟,从“能感知光”到“能看见世界”,中间还隔着很长的路。
PS.与上面那个“视网膜中央动脉一过性闭塞*”相关的视网膜中央动脉阻塞(CRAO),已被视为急性缺血性卒中(AIS)的特殊类型,因为视网膜缺血105~240分钟即可造成不可逆损伤;且动脉内溶栓(微导管超选眼动脉灌注)已写入中国专家共识——《视网膜中央动脉阻塞神经介入专家共识(2026版)》。
搞笑“诺奖”——从1977年的擤鼻涕论文,到2026年拿奖,隔了49年;真“诺奖”——从2002年的衣藻蛋白,到2026年的10例患者,隔了24年。两组数字指向一个事实:脑医领域的正确与错误,都以十年为单位结算;2006的那个搞笑“诺奖”也可为旁证——从当年的啄木鸟“减震头盔”解释,到2022年被推翻,也隔了16年。所以对临床医生来说,比“记住结论”更实用的能力,是“记住结论的年份”。

49年、24年、16年:脑医领域的正确与错误都以十年为单位结算。
参考文献:Nagel G, Szellas T, Huhn W, et al. Channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100(24):13940-13945. doi:10.1073/pnas.1936192100;Boyden ES, Zhang F, Bamberg E, Nagel G, Deisseroth K. Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity. Nat Neurosci. 2005;8(9):1263-1268. doi:10.1038/nn1525;Sahel JA, Futterknecht S, Audo I, et al. Optogenetic Therapy for Restoring Aspects of Visual Function. N Engl J Med. 2026;395(14):1399-1408. doi:10.1056/NEJMoa2602215;中国研究型医院学会神经微侵袭治疗专业委员会. 视网膜中央动脉阻塞神经介入专家共识(2026版)[J]. 中华神经外科杂志,2026,42(02):121-131. DOI:10.3760/cma.j.cn112050-20250905-00333
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