19世纪末，德国免疫学家保罗·埃尔利希向老鼠的皮肤注入染色剂后，注意到了一个奇怪的现象：几乎所有的器官都被染剂渗透了，在显微镜下，肾脏、肝脏以及心脏都呈现了清晰的蓝紫色，为什么只有脑部组织颜色没有任何变化？
　　随后，埃尔利希的学生重复了这个实验。这次他们将染料注入进了脑髓，这时脑细胞被染成了蓝色，而身体其他器官并没有染色。这些实验说明在大脑和身体组织之间应该有一层屏障，防止二者之间物质的渗透。这层屏障会是什么呢？由于当时没有人能找到这层屏障，只能推测血管是这层屏障。
　　直到20世纪60年代，借助扫描式电子显微镜，科学家们才弄清楚了这层屏障到底是什么。不像在其他组织的血管里，内皮细胞排列得有较大的缝隙。在大脑血管里，内皮细胞间衔接得非常紧密，形成了脑血管障壁，即血脑屏障。血脑屏障几乎不让任何物质通过，除了氧气、二氧化碳和血糖，大部分的药和蛋白质由于分子结构过大，一般无法通过，堪称是大脑与身体之间的“防火墙”。
　　很久以来，人们认为大脑的这道防火墙非常坚固，由此导致大脑是唯一一个不跟免疫系统相连的身体器官。然而，越来越多的研究表明，这个观点并不正确。
　　基因缺陷让“墙”打开
　　经典韩剧《我脑中的橡皮擦》中，婚后美丽的女主记忆力开始急剧下降，她生活渐渐开始不能自理，忘掉回家的路，做不成一顿简单的午餐，最终忘记掉她的丈夫和家人，失去所有的记忆，就像橡皮擦擦掉了她脑中所有的事情。这个女主角患的正是“阿尔兹海默症”（老年痴呆症）。
　　一般，老年痴呆症是由于β-淀粉样蛋白积聚造成的，β-淀粉样蛋白由细胞分泌，具有很强的神经毒性作用，沉积后会导致血管硬化，甚至容易破裂或形成血栓。然而，实际上，β-淀粉样蛋白的集聚也可能跟血脑屏障被破坏有关。
　　在血脑屏障中，周细胞非常重要，是形成血脑屏障的最重要的一种细胞。周细胞还有调节毛细血管血流量、清除细胞碎屑的作用。不过，有一种基因能破坏这一细胞，这个基因就是APOE4，APOE4能引发周细胞的炎症反应，打开大脑屏障，进而引发大脑的神经毒素。由于周细胞携带的蛋白，是清除β-淀粉样蛋白的主力军，周细胞失去作用，大脑就越难摆脱β-淀粉样蛋白。
　　细菌病毒能轻易入侵
　　喜爱猫咪的人往往会对猫咪又爱又怕，它们的萌萌的长相固然让人喜欢，但它们可能携带的弓形虫又会让人敬而远之。因为弓形虫可以很容易地钻入大脑，然而，它们又是如何突破专门拦截病毒细菌的血脑屏障的呢？
　　经过长期的研究发现，弓形虫能感染大脑中位于血管内壁的内皮细胞，并在这些细胞内繁殖，然后继续移动并侵入中枢神经系统。
　　除此之外，在HIV感染后的四个月内，艾滋病病毒也能入侵血脑屏障，进入大脑内部，造成大脑萎缩。而许多运动员因为轻微的头部撞伤，都可能致命，一个原因是由于大脑的血脑屏障被毁坏，导致许多潜在的有害细胞和分子进入大脑。
　　无计可施的人类
　　虽然致命病毒入侵血脑屏障非常容易，但人工方法却很难入侵血脑屏障。由于这一道防火墙拦截下了大多数治疗脑部疾病的药物。一些化疗药，最好的情况下，也只能渗透进20%，有效性并不高，所以人类一直很想打开血脑屏障。
　　現在的方法主要是穿刺、手术埋入，或者是向脑髓直接注射，然而这种强迫打开脑血屏障的方法，不仅手术风险很大，还会让人疼痛难忍。
　　不过，现在科学家们找到了更简单的“翻墙”方法。研究者们首先会将化疗药物通过微小气泡注入到患者血液里，当这些气泡药物流到脑组织部位时，研究人员会借助超声波发射器，发射高强度聚焦超声束射到这些微小的气泡上，使它们振动，最终迫使血脑屏障的内皮细胞分开。这时化疗药物就能从间隙中穿过，到达肿瘤细胞附近。而且不用担心，在大约12小时后，血脑屏障会逐渐关闭，恢复正常工作。在未来，这一治疗方法还将可以用于对老年痴呆症、癫痫病的治疗。
　　更多的连接
　　大脑实际上还与身体有更多的连接通道。比如，研究者发现，在脊髓损伤后，有一种叫做巨噬细胞的免疫细胞能帮忙修复相关的神经元。老鼠的T淋巴细胞缺乏后，没法完成最基本的认知任务。然而这些免疫细胞无法越过血脑屏障，它们是怎么进入大脑，影响神经元的呢？
　　2013年，研究者发现了大脑的另外一道“防火墙”——一脉络丛。脉络丛是将大脑与身体血液隔开的另一道屏障。研究发现，巨噬细胞正是通过这个防火墙进入大脑，这一过程由叫做γ干扰素的细胞因子控制。
　　除了脉络丛，科学家们还发现了大脑也有淋巴管，跟身体免疫系统发生着“互动”。所以，大脑并不是像之前科学家们想象得牢不可摧，它的防火墙不仅有漏洞，而且还有与身体免疫系统更多的“互动”通道。