“牵一发而动全身”出自清朝龚自珍的诗《自春徂秋偶有所感触》：“一发不可牵，牵之动全身”，意指牵动一根头发，全身都会被影响，比喻极小部分的变化就会影响全局。  

问题就这么来了，一是，为什么头发自然脱落时，人会毫无感觉，而牵拔一根头发，人会那么疼呢？问题的答案在于人体复杂的神经系统，疼与不疼都在于大脑是否能够接受到神经系统传递过来的电信号。

二是，牵一发而动全身与我们常讲的蝴蝶效应很相似（初始条件下微小的变化能带动整个系统的长期的巨大的连锁反应）。 “牵一发”有时候能“动全身”，有时候“没感觉”，从“一发”到“感觉”的神经系统传导的过程是否也暗藏着混沌呢？

神经系统是通过动作电位来处理和传输生物信号的。动作电位对外界刺激的表现形式有很多种，并且动作电位的变化受许多因素的制约和影响，如细胞所处环境离子浓度的变化，外界温度的变化，神经细胞本身参数的变化等。随着科学研究的不断深入，科学家们证实，神经系统是一个由大量的非线性元件通过广泛连接所构成的多级系统，混沌广泛存在于神经系统中[1]。

在细胞层面上，通过对枪乌贼巨轴突的实验观察及对其数学模型(H—H方程)的求数值解方法早已观察到单个神经元的混沌行为：即受到周期性外加电刺激诱发的乌贼巨轴突的周期性触发表现为混沌的触发模式，通向该混沌的途径有周期倍分叉、阵发性、准周期崩溃三种方式。

在整体层面，科学家把目光聚焦在极为复杂的非周期脑电信号（EEG）上。研究表明，脑电并非随机无序的，而是具有确定性的混沌信号，具有非线性动力学性质，脑电活动的不同状态可以用不同的混沌参数来表示：一是混沌与意识有关，在意识清楚的状态下，脑电活动的混沌度较高，而在意识缩小或丧失等状态下，其混沌程度减少；二是混沌与学习、记忆、认知等思维活动有关，健康人在视觉、文字和空间认知时，脑电混沌活动的相关维数增加；三是混沌与神经、精神疾病有关，健康人、痴呆患者和帕金森病患者的脑电活动的相关维数依次减低，癫痫发作时，脑电活动的相关维数、复杂度等指标明显减低，而且离癫痫灶越近，指标减低越明显，抑郁症患者在首发症状和复发症状期脑电活动的复杂度明显降低。[2]

总之，一切运动本质上都是非线性的，不仅在神经系统，人体内的其它生理活动也普遍表现为非连续、非均匀、非规律性，采用非线性分析方法，尤其是运用混沌理论的方法对神经系统进行研究，具有极大的应用前景。敬请持续关注我的博客和微信公众号：“非线性科学与医学沙龙”，我们一起努力培育学科交叉的土壤，让更多的医学生懂混沌，让更多的理工科生关注医学。

    1.Class L. Synchronization and rhythmic processes in physiology. Nature, 2001,410:277-284

2. 杨红军，胡三觉，混沌在神经系统中的作用，生理科学进展，2002,33（3）：259-260．