用一根直径0.0000001毫米的针穿过人的大脑，会发生什么？
首先，我们需要明确这根“针”的尺度。0.0000001 毫米等于 10 的负 7 次方毫米，也就是 10 的负 10 次方米，或者 1 埃 (Å)。这个尺度比构成我们身体的任何细胞都要小得多，甚至比构成细胞的许多分子还要小。 1 埃大概是原子半径的量级。
基于这个极其微小的尺度，我们必须认识到，这根“针”实际上已经进入了原子和分子构成的世界。
以下是详细的分析：
1. 穿透力的性质改变：
宏观世界的“穿透”概念失效： 在宏观尺度，我们可以想象针尖具有锋利性，能够物理性地切割或推开物质。然而，1 埃尺度的物体，其“穿透”行为将完全不同。它不再是机械地推开，而是会与周围的原子和分子发生相互作用。
量子效应主导： 在这个尺度上，量子力学效应变得至关重要。
原子相互作用： 针尖的原子会与大脑细胞、组织中的原子和分子（如水分子、蛋白质、脂肪等）发生范德华力、电偶极相互作用等。
隧道效应（可能）： 如果针尖的能量足够高，理论上可能存在粒子（如电子）通过量子隧穿效应穿过能量势垒的可能性。但这需要非常特殊的条件。
电子云的扰动： 原子核外电子的分布（电子云）会受到外来原子核和电子的影响而发生变化。
2. 对大脑组织的直接影响（尽管方式非常不同）：
不是“切割”，而是“扰动”： 这根针不会像宏观针头那样“切割”路径，而是会通过与分子和原子的相互作用来“穿过”。
动量传递： 针尖的原子会与大脑物质中的原子进行碰撞和动量传递。这种传递不是通过大块的物理“推开”，而是通过微观粒子之间的碰撞。
能量交换： 碰撞会伴随能量的交换，可能导致局部区域的原子或分子获得能量，引起振动或电离。
分子结构的扰动： 即使是极小的物体，它在通过时也会扰动附近的分子键，暂时改变其空间构型，或者在极短的时间内断裂或重组一些弱相互作用力。
3. 生物学上的后果：
细胞层面：
细胞膜： 细胞膜主要由脂质双层构成，其厚度大约是 5 纳米（50 埃）。这根 1 埃的针比细胞膜薄得多。它可能会在细胞膜上留下一个极其微小的“洞”，但这个洞的尺度也极其微小，可能不足以引起明显的物质交换。然而，与细胞膜接触的原子会发生相互作用，可能影响其局部通透性或膜蛋白的功能。
细胞质和细胞器： 大脑细胞质包含大量的液态水、溶解的离子和蛋白质。细胞器如线粒体、内质网、核糖体等，其尺寸也远大于 1 埃。这根针在穿过时，会与这些分子和结构发生极其精细的相互作用，就像在一个复杂的分子迷宫中穿行。
神经元和突触： 神经元是负责信息传递的基本单元。它们通过突触进行交流。这根针在穿过神经元内部或突触区域时，会扰动神经递质、离子通道、神经元细胞膜的电化学梯度等。
生理层面：
电信号传递中断（局部）： 神经信号的传递依赖于离子在细胞膜上的流动和电化学梯度的变化。如果这根针经过的地方恰好是神经纤维或突触，它可能会短暂地扰乱这些微小的电信号。
信息丢失（极其微小且局域）： 扰动可能是如此之小，以至于大脑的冗余性和纠错能力可能在很大程度上忽略或修复这些微小的影响。除非这根针以某种方式干扰了大量关键的神经元连接或重要的神经化学过程。
炎症反应（不确定）： 即使是如此微小的异物，理论上也可能引发免疫系统的轻微反应。但由于其尺寸远小于病毒或细菌，免疫细胞（如巨噬细胞）可能难以“识别”并吞噬它，或者其反应会非常微弱。更可能的是，周围的分子环境会发生微小的改变，导致局部生物化学信号的暂态变化。
4. 材料性质与针的材质：
针的稳定性： 一根 1 埃尺度的物体，如果只是由少数几个原子构成，它本身的稳定性就是一个问题。它可能很容易与其他原子结合，或者解离。因此，我们假设这根“针”是一个稳定存在的微小结构，并且具有一定的质量和动量。
针的材质： 针的材质（例如是纯铁原子链、碳原子链还是某种纳米材料）会影响其与大脑物质的相互作用。例如，带电的针尖与极性分子之间的作用会更强。
5. 宏观视角下的可能性：
从我们宏观的视角来看，一根 1 埃的针“穿过”大脑，可能会发生以下情况，尽管其具体表现形式与我们想象中的“穿透”完全不同：
几乎察觉不到的影响： 大脑是一个极其庞大且复杂的网络。除非这根针以某种极其精准的方式干扰了对生存至关重要的关键通路（例如，恰好在一个神经元的关键离子通道上发生强烈的干扰，或者干扰了脑干的某个重要区域），否则其影响很可能在微观层面发生，并且被大脑的整体功能所掩盖。
局部的、短暂的化学或物理扰动： 可能在针通过的极短时间内，局部区域的分子分布、电荷分布或能量状态会发生微小变化，但很快会恢复正常。
理论上的“破坏”可能性：
对单个分子的破坏： 它可能与构成 DNA、蛋白质、酶等关键分子的原子发生相互作用，导致这些分子在极短的时间内发生结构变化或功能丧失。但由于其尺寸微小，这种破坏可能是孤立的。
干扰信息编码： 如果这根针恰好干扰了存储信息（例如在突触强度或神经递质浓度变化中）的某个微观物理或化学基础，可能会导致局部的信息错误。
总结：
用一根直径为 0.0000001 毫米（1 埃）的针穿过人脑，不会像宏观针头那样造成明显的物理损伤或出血。 相反，它的行为将是 原子与原子之间的相互作用。
它会扰动大脑的微观分子结构。
它会与构成大脑细胞的原子发生量子力学层面的相互作用。
其影响可能非常局域且短暂， 并且很有可能被大脑的强大冗余和修复能力所忽略。
最可能的结果是，大脑会对其进行极其微小的、可能无法被感知的扰动。 除非这根针以一种极其特殊、极其罕见的方式，恰好作用于大脑某个关键的、对信息处理至关重要的微观结构（例如，影响了某个非常关键的蛋白质构象或离子通道的功能），否则其后果可能微乎其微，甚至无法在宏观上被观察到。
需要强调的是，这是一个纯粹的理论推演，基于对微观物理和生物学的理解。在实际操作中，制造和控制如此微小的“针”，以及将其精确地穿过大脑，是目前人类科技无法实现的。
网友意见
万赞纪念，小透明来知乎之后的第一个万赞回答。
很感谢这么长时间以来各位知友对我的提点，与大家交（si）流（bi）也感觉获益良多。在此，阐述一下我个人对这个问题的看法。
题目给出的数量是10e-9米，而原子的直径数量级是10e-10米，也就是说十个原子并排放在一起也就是这么大一个数。
如果真的以可以视为静态的速度穿刺拿来刺穿人体，细胞膜连个窟窿都戳不出来。
但是如果加速到0.8或者0.9个光速，会释放很多能量，与你身体上的某个细胞粒子相撞保不准会撞出来什么全新元素。而据我所知粒子束基本没啥低速运动的情况。
所以说，这个问题还是见仁见智吧。
这个直径的话可以视为一颗原子了吧？我记得前苏联有一个真实的案例。
苏联有一座世界上最大的粒子加速器，U70加速器。有一名员工，阿纳托利·布高斯基，负责检查这个粒子加速器是不是有问题。
1978年6月3日那天他照常检查这台粒子加速器，结果因为各种原因，被一个高能粒子爆头，粒子从他左眼底下穿过、从后脑勺钻出。
他叙述的当时的感受：
我看到了比100个太阳还亮的闪光。
接下来他经历了一场一个人的切尔诺贝利。这次事故也堪称人类历史上最危险也最幸运的个人核事故。
医生检测后发现他在短短的几微秒内受到了300万毫西弗的照射。他的左脸肿了起来，鼻翼处有灼烧痕迹，后脑勺也有一块头皮上的头发掉光了。
医生是这么写的：横截面2×3毫米，高能粒子轨迹：头部枕骨，左颞叶中基底区，金字塔区，颞骨，鼓膜腔，颌窝，左鼻翼组织。
入射口辐射剂量20万拉德，出射口辐射剂量30万拉德。
紧接着他被送到了苏联卫生部三局六院。这是一家专门救治辐射病的特种医院。
很幸运的是，布高斯基活下来了。按照理论，高能粒子在击中物体后不会立刻释放能量，而是延时出现布拉格峰，在布拉格峰处释放掉所有能量。
布拉格峰根据粒子本身属性和被击中物体的属性，出现在不同的时间。这就是放疗的原理。
他的主治医生古斯科娃认为，这个粒子在击中他的整个过程中都没有来得及释放布拉格峰。
如果释放了，那就不止是100颗太阳的问题了。
属实没想到这篇回答这么快就破了千赞，知友们的评论也大体浏览了一遍，看着绝大多数人都在争论以下几个问题：
单个质子能不能算一根“针”？如果不是，那么粒子束呢？
速度问题，是缓慢刺入还是高速刺入？
我想我的回答只是在提供一种特定情况下可能出现的情况，我所能够想到的这一种情况肯定不能完全反映所有可能出现的情况，所以大家在评论区里面自由发挥就好。不过还是希望有想法的人把自己的答案发出来让更多的人看到。
我很欢迎大家在我的问题当中找到矛盾和分歧，可以讨论、辩论甚至争论，但是请不要争吵、不要钻牛角尖。
先说个真事。
有一次我在手术室，突然发现外面吵吵闹闹的，有一位患者头部被钢筋穿过去了，也不敢拔出，但是钢筋太长，又进不来手术室，我们也没设备锯断。
就在手术室门口等不记得是消防还是哪里的工作人员先带设备过来锯断，这个过程中伤者情绪还算稳定，生命体征也很平稳。
后来，手术挺顺利的，恢复也不错。
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再回到这个问题答案：不会有严重后果
先来看一下单位换算：毫米-微米-纳米
直径 0.0000001mm=0.0001μm=0.1nm
也就是说0.000001毫米只有0.1纳米
一个细胞的直径有多少呢？
再来了解一下从真菌到人体的尺寸变化——纳米到米
也就是说，直径0.0000001毫米的针可能连一个细胞的尺寸都达不到，只能从细胞中穿过去。
这几乎不会对实体器官造成损害。
我们来看一下有哪些实物进入大脑后并没有造成严重损害——
脑深部电刺激术（deep brain stimulation， DBS）.
1993年, Benabid教授及其同事研发出对丘脑底核的脑深部电刺激 (DBS) 并取得了极大的成功。到目前为止, 全世界有超过10万的患者接受该项手术方法。脑深部电刺激术（deep brain stimulation DBS）是一种通过影像学方法（CT或MRI）立体定位靶点，手术植入微电极并予以电刺激，从而改善运动症状和减少左旋多巴剂量的治疗技术。其刺激靶点主要是丘脑底核（STN）、苍白球内侧部（GPi）、丘脑腹中间核（Vim）和脚桥核（PPN），丘脑底核是最常见的脑深部电刺激术靶点。
这个手术相当于给大脑安装了一个起搏器，让大脑在微电极的刺激下改善功能。
DBS术中使用的定位的电极并不会损害大脑功能。术后大脑经过生理修复，并不会有功能缺失。
异物穿透
我们在新闻中可能见到这种意外——高空坠落钢管、钢筋穿透颅骨，高空抛物扎入头部，打架斗殴中利器插入头部。
伤者可能当场死亡，也可能昏迷，而部分患者能一直保持清醒。一些患者经过抢救后并没有留下严重后遗症，而一部分患者可能因为功能区被损伤而失去一部分能力，如语言能力。
在脑贯穿伤中，如果损伤面积较大、重要功能区受损、大血管破裂，都会导致严重不良后果；而没有损伤重要功能区或者大血管，伤者经过抢救后可能留下轻微后遗症，但是生命能够被挽回。
局部脑切除
或许你觉得不可思议，但是事实就是，切除一部分脑组织并不会导致人死亡。
有的人，去掉半个脑袋都能正常生活；但是，有的人大脑损伤范围很小却留下严重后遗症或死亡。
下图是美国迈阿密的Carlos，他的半个脑袋照片曾经在网上引起很大争议——半个脑袋怎么还能活？
Carlos是因为毒驾撞上电线杆导致头部严重受损，医生不得不切除了他受损的脑组织。Carlos现在仍然可以像正常人一样走路、进食、说话，他的逻辑思维也没有受到影响。不过Carlos的性格改变了很多，比以前要友好温和。
在 2009 年，中国一位只有8岁的小男孩侯国柱因为患有Rasmussen’s脑炎不得不多次接受治疗，他先后接受三次开颅手术，右脑半球被完全切除，家里花费了近20万元，还欠了数十万外债。由于术后出院后护理不当，刀口缝合处感染，小国柱半边颅骨被迫摘除。不过在控制病情后，小国柱接受了钛合金植入，又变回圆圆的脑袋了。
一些神经系统出现肿瘤的患者也会接受开颅手术切除病变部位，但是并不会导致患者术后意识丧失。
有一些肿瘤侵犯或压迫了患者的语言、认知、阅读等功能区，导致患者出现说话不清或不能说话，认知障碍、阅读困难等症状。如果手术清除了压迫功能区的肿瘤，患者术后接受康复治疗可以慢慢恢复一些功能。如果手术不得不切除侵犯正常组织的病变，患者术后可能丧失这部分功能。
如果切除了一个人重要的脑组织，或者刺激和损害了这些脑组织，这个人可能会立即出现生命危险。
比如我们的延髓（medulla oblongata），就是呼吸循环中枢，是调运整个人体基础生命特征的重要组织。延髓受到压迫、损害以及肿瘤侵犯，就会出现生命危险。
这是延髓周围有肿瘤、血管瘤的时候，患者很容易突发意外死亡，手术难度非常高的原因。
所以，你知道为什么枪击中头部有时候还能幸存，而饮弹自尽必死无疑了吗？当别人殴打你的时候，你一定要保护好自己的后脑勺，因为这个部位受到攻击会带来生命危险。
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