一朝学有机，头脑变神奇

有机化学是化学、材料学和生命科学专业的必修学科。学了有机化学会怎样，除了通过期末考试还能带来怎样的改变？前不久，来自美国卡耐基梅隆大学认知脑成像中心的Marcel Adam Just 和Timothy A. Keller在Brain Structure and Function 杂志上发表文章，正儿八经地研究了学有机会对大脑神经系统带来哪些神奇的改变。

作者在卡耐基梅隆大学就地招募了10名19-37岁、没有有机化学基础的志愿者。随后，志愿者被要求学习几个有机化合物的结构与名称，短暂休息后，志愿者需要判断化合物结构与给出的名称是否匹配。在学习前、学习中以及学习后，志愿者将接受头部的功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）并进行多体素模式分析（multi-voxel pattern analysis，MVPA）。整个研究过程如下图所示。

图片来源：Brain Structure and Function

实验结果很有意思，作者发现受试者的左侧海马区在学习有机化合物前后其弥散张量成像（diffusion tensor imaging）的平均扩散速率显著下降。这意味着海马体的微结构发生了改变。进一步的多体素模式分析表明，海马体的信号以及功能连接都在学习有机化合物后也发生了改变。这些改变也发生在左侧海马体。

图片来源：Brain Structure and Function

在这项研究中，作者发现的最神奇的现象莫过于学习有机化合物能够引起左侧海马体变化。海马体在大脑记忆中发挥的重要作用已经被写入教科书。可是为什么发生变化的是左侧海马体而不是右侧呢？作者也在文章的讨论中提出了该问题，这应该也是其后续研究的一个方向。

当然，作者还提及了一个本君也关心的问题，学习有机化合物对海马体的影响是否跟这些化合物具有空间特征有关。学习一些不具有空间特征的知识（比如编程）是否也会引起类似的变化呢。本君还想知道这种变化对于大脑是利大于弊，还是弊大于利，不过这点在文章中并没有明确的答案。本君不死心地翻了医学领域的影像学教材，想根据文章的数据找个靠谱的解释，可惜未能如愿。不知道大家关注的“做套有机卷子死无数脑细胞”的说法，到底能不能得到试验的支持。

学着认识有机化合物可以说是学习有机化学的基础，看过了研究有机化学入门技能对大脑微观的影响后，咱们还是说点宏观的影响吧。本君虽然有机化学没学得多么出神入化，但是学完之后最深刻的体会是多了一份敬畏之心，懂得了尊重规则。忽略操作规则轻则影响实验的成败（比如无水无氧的控制），重则导致无数人命的丧失（比如化工厂爆炸事故）。也希望更多朋友分享出你们学习有机化学之后的变化，包括但不局限工作、生活、物质、精神甚至世界观。