5亿年祖传Bug：脊柱裂为何会在人类身上发生？
在我们之间，有10%以上的人脊柱上有条裂缝——但大部分人没有严重后果，可能终生不会察觉。
每1万名新生儿中有一个升级版：腰底脊椎上有个明显开口，脊髓有可能从这里顶出来，严重受损，危及生命。
所有脊椎动物身上都能看到这种开口。
是不是老祖宗设计的脊椎本身就有问题？
假如你是老祖宗
想象你就是老祖宗——一个会游泳的干饭机器，时刻面临性命攸关的抉择：要么上桌，要么被端上桌。
可是在水中游泳需要剧烈摆动身体，中枢神经很容易绷不住就断了。你要怎么优化老祖宗？
A. 分散保护神经？ B. 集中保护神经？
选择A
分散保护神经的朋友们，在头上长出了强韧的盾。恭喜你们以头足类的名号称霸四海。美食界，你们的躯体不需要硬支撑，依靠发达的肌肉换来了灵敏的移动方式。
选择B
做出了跟老祖宗一样的选择，也很棒。这个沿中轴线生长的棒子就是脊索，它韧性十足，让神经男崩，还能像弹簧一样储存释放弹性势能，方便游泳。恭喜你们成为了第一批脊索动物，在干饭的路上更进了一步。
但脊索的问题也不少：如果长得太软，就达不到足够的保护支撑；太硬，又限制了摆动时的灵活度。
这时候：
- A. 经典结构缩小体型，减少对支撑力的依赖
- B. 疯狂给脊索加组件，获得软硬兼备的新特性
继续进化
选A的朋友务实且高效。今天的文昌鱼仍然保留这种极简的脊索结构，足以证明”it just works”的含金量。
选B的朋友更想进步：脊索四周出现一节节的骨骼组织，向上彻底环绕，保护中枢神经。这套分级的模块化结构同时满足了硬度和灵活度的需求。
我们终于得到了脊椎动物的名号，成为强健的吃货。
胚胎发育：重走进化路
我们曾在第95期节目呈现了人类胚胎面部发育的动态原型。如果继续聚焦脊椎的形成过程，将会看到：你在胚胎时期其实就经历了祖先的演化路线。
第14天
你需要确定身体的中轴线。中轴线的一端向内分化出一条脊索。脊索不仅支撑胚胎结构，还能向上发出信号蛋白，诱导外胚层增厚，形成你的神经板。
第21天
神经板凹陷出一条沟槽，沟槽的两侧隆起，像拉拉链一样逐渐融合，形成一根与脊索平行的管道，也就是神经管。
神经管是你未来中枢神经的雏形——你要长脑子了。
这个过程中，你还要注意节奏感。在即将”拉拉链”的时候，胚胎尾部要发出规律性的波动信号，以100分钟左右为周期向前推进，形成一个个体节。
随后，神经管手尾两头闭合，每个体节分化成三部分。其中生骨节和生肌节的最终形态，就是你躯干四肢的真皮层和骨骼肌。
第50天
看看生骨节——这堆细胞一边迁移，包裹住脊索和神经管，一边转化成软骨。之后，你逐渐将软骨硬化成坚硬的脊椎。同时，脊索逐步退化成为椎间盘里毫不起眼的髓核，完成它的历史使命。
脊柱裂：叶酸不足的代价
胚胎发育需要大量的细胞分裂。初中课上学过：细胞分裂过程中，DNA复制需要嘌呤、嘧啶等部件，而组装这些部件的原料需要由四氢叶酸（也就是四氢维生素B9）来搬运。
如果胚胎的叶酸供给量太少，搬运工人手不足，胎儿细胞分裂就可能跟不上发育的节奏。
时间不等人。
当项目进度进入脊椎软骨化的阶段，上一个步骤的神经管万一还没来得及闭合，这时候脊椎无法向上环绕，形成完整的”保护套”——就像这只玩具熊后背的拉链如果拉链插不上棉花就会”越狱”。
- 神经管在头部合不上：就会引发脑部膨出，或者无法存活的”无脑症”
- 神经管后端闭合失败：就是开头提到的脊柱裂
如果是严重的开放性脊柱裂，膨出的脊髓有可能破裂，导致神经组织暴露在羊水中。胎儿是会尿尿到羊水里的，其中的尿素、尿酸持续刺激胎儿的神经组织——字面意义上的”我杀我自己”。
这常常导致下肢瘫痪、大小便失禁，甚至危及生命。
叶酸的教训
干饭机器老祖宗曾经发现食物里有大量的叶酸，于是优化掉了合成叶酸这个不必要的能力。但人类的烹饪过程极大地破坏了食物中的天然叶酸。
务实的演化，导致现在人类备孕期间只能刻意额外补充。
的确，经过几十年的科学普及，现在孕期补充叶酸、预防神经管缺陷正在变成常识。这份共识里提到了更具体的补充方法：
- 每日补充0.8毫克，可以让红细胞叶酸浓度更快高于906纳摩尔每升
- 要从妊娠前三个月开始，至妊娠满3个月
- 共补充至少6个月，覆盖胚胎前期细胞快速分裂的阶段
人类正在用自己的方法修补遗留Bug。
不需要繁殖，这也是务实的演化——演化总会寻找最简单、最有效的路径来解决问题。
人类的正面是哪一面？
时间向前回滚，我们率先演化成拥有中轴线的左右对称动物。
我们腹部长着神经索，向前连接着神经环，约等于我们的脑子。环中间是消化道唯一的开口，但从这里干进去，便便也从这里出来。
这样的双向进出严重拉低了干饭效率。于是我们决定给自己长出一个新的开口，让消化道贯通身体。
但原有的开口是当做嘴还是当做肛门？
这个决定身体朝向的问题，听上去就很重要。
原来的口周围具有一圈神经，很适合直接拿来当做头部，可以最低化成本加BUG——代价是神经环和食道互相抢占空间，严重制约大脑发育。
恭喜选A的朋友们成为了蠕虫、昆虫等繁盛的圆口动物。
而选B选项的我们，其实并不是喜欢用圆口当肛门，而是选择了游起来——游起来才能干到更多更好吃的饭。
但游起来后，神经所在腹部既不方便控制游泳又不安全。于是，老祖宗做了一个违背祖宗的优化：身体180度上下翻转，正反面互换。
神经所在的位置自然而然移到了上方更安全的背部，在新口附近重新排布了头部结构和神经中枢，顺便解决了大脑发育空间被消化道卡脖子的问题。为了保护背部的神经索，长出了一条充满弹性的棒子。
所以，哪一面才是人类的正面？
是梦想游泳的那一面，是即使前路未知依然笃定自己选择的那一面。
是适当选择被证明有问题，依然有勇气违背之前的决定、推翻重来的那一面。
别再犹豫了。