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谁没有思考过，记忆是如何形成的，一句话是如何产生的，我们是如何欣赏日落的，一个创造性的行为是如何进行的，或者一个令人发指的罪行是如何犯下的？
人脑是一个重达三磅的器官，在很大程度上仍是一个谜。但大多数人都听说过大脑的灰质，它是学习、记忆和推理等认知功能所必需的结构。
更具体地说，灰质是指整个大脑中神经细胞(即神经元)集中的区域。这个被认为对认知最重要的区域称为大脑皮层，它是大脑表面的一层灰质薄层。
但是大脑的另一半——白质，却经常被忽视。白质位于皮层之下，在大脑的更深处。无论在哪里发现白质，它都将灰质中的神经元相互连接起来。
我是神经病学和精神病学的教授，也是科罗拉多大学医学院行为神经病系的主任。我的工作包括评估、治疗和调查患有痴呆症的老年人和患有创伤性脑损伤的年轻人。
了解这些疾病对大脑的影响，是我进行多年研究的动力。我相信，了解白质也许是解开这些疾病的关键。但到目前为止，研究人员还没有给予白质应有的重视。
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了解白质
对白质认识的匮乏很大程度上源于研究手段的困难。因为白质位于大脑表面以下，即使是最先进的成像技术也无法轻松解析其细节。但由于脑成像和尸检技术的进步，最近的发现开始向研究人员展示白质的重要性。
白质由数十亿个轴突组成，这些轴突就像承载电信号的长电缆。轴突作为神经元的延伸，我们可以把它们想象成细长的尾巴。轴突在称为突触的连接处将神经元相互连接起来——这就是神经元之间进行交流的地方。
轴突聚集成束，贯穿整个大脑。将一个人脑中的轴突首尾相连，它们的总长度约为85,000英里（约136,794千米）。许多轴突被髓磷脂包裹绝缘，髓磷脂是一层主要由脂肪组成的结构，可以将神经元之间的电信号或通信速度提高100倍。
这种速度的提高对大脑的所有功能都至关重要，也是智人拥有独特心智能力的部分原因。尽管毫无疑问，正是因为亿万年来进化所增加的神经元，我们才有了大脑，但其实在进化过程中，白质的增加甚至更多。
这个鲜为人知的事实有着深远的影响。白质体积的增加(主要来自轴突周围的髓鞘)，提高了灰质中神经元优化脑功能的效率。
想象一个国家中的城市，它们都独立运作，但没有通过道路、电线、互联网或任何方式与其他城市相连。这种情况类似于没有白质的大脑。语言和记忆等高级功能被组织成网络，在这些网络中，灰质区域由白质束连接。这些联系越广泛有效，大脑的工作就越好。
白质和阿尔茨海默症
鉴于白质在脑细胞之间联系的重要作用，受损的白质可以干扰认知或情感功能的任何方面。脑白质病变存在于许多脑部疾病中，严重的情况下足以导致痴呆。髓鞘的损伤在这些疾病中很常见，当疾病或损伤更严重时，轴突也会受损。
30多年前，我和我的同事将这种综合征描述为白质痴呆。在这种情况下，功能失调的白质不再作为连接器充分发挥作用，这意味着灰质不能以无缝和同步的方式一起行动。从本质上讲，大脑已经与自身脱节。
同样重要的是，白质功能障碍可能在许多目前认为起源于灰质的疾病中发挥作用。这些疾病中，有一些很难理解。例如，我怀疑白质损伤可能在阿尔茨海默症和创伤性脑损伤的早期是至关重要的。
阿尔茨海默症是老年人中最常见的痴呆症。它会损害认知功能，剥夺人们的身份认同。目前不存在治愈或有效的治疗手段。自从Alois Alzheimer在1907年观察到灰质蛋白质(称为淀粉样蛋白和tau蛋白)以来，神经科学家一直认为这些蛋白质的积累是阿尔茨海默症背后的核心问题。然而，许多去除这些蛋白质的药物并不能阻止患者认知能力的下降。
最近的研究结果越来越多地表明，在这些蛋白质积累之前的白质损伤可能是真正的罪魁祸首。随着大脑年龄的增长，大脑经常会因为从心脏输送血液的血管变窄而逐渐失去血流。较低的血流量严重影响了白质。
值得注意的是，甚至有证据表明，遗传形式的阿尔茨海默症也具有早期白质异常的特征。这意味着，针对维持流向白质的血流量的疗法可能比试图去除蛋白质更有效。一种可能有帮助的简单治疗方法是控制高血压，因为这可以降低白质异常的严重程度。
白质和创伤性脑损伤
创伤性脑损伤患者（TBI），尤其是中重度损伤患者，可能会终身残疾。TBI 最糟糕的后果之一是慢性创伤性脑病，这是一种会导致进行性和不可逆痴呆的脑部疾病。在TBI患者大脑中，tau蛋白在灰质中的积累是明显的。
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研究人员早就认识到，白质损伤在TBI患者中很常见。通过对那些患有重复性脑外伤的人（足球运动员和退伍军人是常见的研究对象）的大脑进行观察，研究人员发现，其白质损伤的情况很突出，并且可能先于灰质中缠结蛋白质的出现。
科学家们对白质的新兴趣越来越高涨。研究人员现在开始承认，传统上对灰质研究的关注并没有带来他们希望的结果。更多地了解大脑的另一半——白质，可能会帮助我们在未来几年找到减轻数百万人痛苦所需的答案。
撰文：Christopher M. Filley，科罗拉多大学安舒茨医学院神经病学和精神病学教授
