感覺是聯(lián)通人類和世界的橋梁,如果失去了感覺,人就被封閉在孤獨黑暗之中。然而人們對感覺的認識非常有限。例如:絕大多數(shù)人都以為人只有五種感覺,實際上,除了視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺這五種常見感覺之外,還有痛覺、溫度覺、快感、饑餓、渴感、本體感覺、內(nèi)臟感覺等多種類型,僅內(nèi)臟感覺就有幾十種,人體的感覺真可謂是“百感交集”。
本書將講述人類各種感覺的起源、內(nèi)在機制、功能和意義及保健知識。使讀者對感覺有著更為清晰的認識,并且知道如何使用和保護這些感覺。除了深入淺出地講解與感覺相關(guān)的生物學和醫(yī)學知識之外,書中還融匯了生理、歷史、人文知識,力求讀者在閱讀過程中獲得身心調(diào)養(yǎng)與啟迪。
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此時此刻,你可曾看見天的蔚藍、聽見風的舞動、嗅到花的芬芳、觸到草的柔軟、嘗到水的甘甜?你可曾記得爐火的溫暖、盛宴的飽足、擁抱的喜悅、熟睡的迷蒙……那些環(huán)繞在我們身邊的點點滴滴,是怎樣激起內(nèi)心的漣漪?
感覺將我們與世界的連通,帶給我們生命的活力和美好的感受。然而,我們時常忽略它們,或濫用它們。希望通過這本書你會明白——擁有這一切感覺的我們是多么幸運,善用它們,就能握住幸福而快樂的人生。
王欣,女,1977年生。臨床醫(yī)學學士,生理學專業(yè)感覺生理學方向碩士、博士,現(xiàn)為華中師范大學生命科學學院副教授。從事生理學和營養(yǎng)學教學十余年,主持和參與完成多項國家自然基金項目,并獲中國生理學會及湖北省優(yōu)秀科技論文獎。出版的科普書籍有《健康的普羅旺斯:365天的營養(yǎng)之旅》、《人體中的深海與蒼穹》。
圣經(jīng)上記載,神說:“要有光”,于是就有了光。
光是什么?——光子組成的電磁波,可在真空、空氣、水等透明的物質(zhì)中傳播。迄今為止,人們?nèi)詿o法徹悟它那不可思議的波粒二象性,更不可思議的是,我們竟能接受從天而降的光,并以此作為最主要的信息來源。
進化論的觀點認為,視覺的雛形是模糊的光感。億萬年前的海洋生物們,在黝黑的海底看見了模糊的光影,它們好奇地向著光線明亮的地方移動,發(fā)現(xiàn)那里有更多的溫暖和食物。最先擁有感光能力的是一種叫“眼蟲”的單細胞原生動物。它的身體在顯微鏡下看起來,就像一只細長的丹鳳眼拖著一根長長的鞭毛。鞭毛基部有紅色的“眼點”,乃是感受光線的部位。根據(jù)“眼點”的感光作用,眼蟲隨時調(diào)整運動方向,趨向適宜的光線。
水母在海水中翩然舞動。有個笑話說,兩只水母撞到一起,水母甲叫道:“搞什么嘛!你游泳不長眼睛啊?”水母乙問:“什么是眼睛?”水母甲說:“我也不知道,上次和別人撞到的時候他這樣罵我的!笨烧媸切】此噶耍怯醒劬Φ,只是長的位置很隱蔽——在每個觸手的根部。水母眼睛的感光機制與人類相似,編碼其結(jié)構(gòu)的Pax基因被認為是各種眼睛的共同起源。
蜻蜓凸著大大的復(fù)眼,炫耀地在水面穿梭。每個復(fù)眼包含了2萬個左右的單眼,由此感受到2萬個明暗不同的光點。成像原理如同報紙上噴繪出的黑白照片,清晰度就由單眼的數(shù)目來決定。復(fù)眼的優(yōu)勢在于:視角大,幾乎可以看到360°的空間范圍;靈敏度高,能快速分辨近距離物體的位移。這些特點被用到仿生學,就出現(xiàn)了廣角監(jiān)視裝置、相控陣雷達、全息攝影系統(tǒng)等高科技。
魚類的眼睛大而無神。你一定聽說過魚目混珠的故事吧?魚的晶狀體特別圓,而且沒有彈性,最多看到前方15米的水域。絕大多數(shù)的魚還沒有眼瞼,不能眨眼,好在它本身就泡在水中,不需要像我們一樣靠眨眼來涂抹淚液,保持眼球的濕潤。其它結(jié)構(gòu)上看,魚眼已經(jīng)非常接近人眼了,那層寶貴的角膜,甚至能移植到失明者的眼球上呢!
鳥兒的眼睛非常靈活,視力之好令飛行員也望塵莫及(部分鳥兒夜盲則另當別論)。鳥眼最奇特之處是長著“后鞏膜角膜肌”,能迅速改變晶狀體和角膜曲度,完成瞬間調(diào)焦。鷹的視力比人類高8倍,它在萬米高空發(fā)現(xiàn)獵物后立刻俯沖,以迅雷不及掩耳之勢抓住田鼠或麻雀,調(diào)焦之快令人驚嘆。鷹眼的犀利還在于含硒豐富,硒能消除對眼睛有害的自由基,從而保護眼睛。我們?nèi)粝胄Х满椀难哿,不妨多吃含硒豐富的寧夏枸杞等食物。
人的視力較之動物并不遜色,在沒有月亮的夜晚,能看見30公里外一根燃燒的火柴。人眼有很強的適應(yīng)性,既能在正午太陽直射下看報紙,也能就著螢火蟲的微光讀書,兩種背景下的照度相差108之多。人眼非常靈活,每天開合轉(zhuǎn)動數(shù)千次,配合面部肌肉做出各種表情!八茄鄄M,山是眉峰聚,欲問行人向哪邊,眉眼盈盈處”。這道靈動的風景,有時也是可怕的,記得上解剖課的時候,最驚悚的一幕就是看見白瓷盤中血淋淋的眼球——后來才知道是豬的眼球!此后我對于眼科大夫格外敬佩,等實習轉(zhuǎn)到眼科的時候,就把眼球里外看了個仔細。
讓我們返觀自身,從這雙眼眸看進去。
眼球外層覆蓋著透明的角膜和瓷白色的鞏膜,角膜用來折光,鞏膜起到支撐和保護作用。光線穿透角膜,照見里面清澈的房水(提供營養(yǎng)給眼內(nèi)組織的液體,也參與折射光線)。經(jīng)過角膜和房水折射的平行光匯聚成光束,穿過虹膜中央的瞳孔。虹膜如它的名字一樣,可以是五顏六色的,包括藍色、綠色、琥珀色、鉛灰色、淡紫色……作為黃種人,我們的虹膜多為棕褐色。虹膜的作用是調(diào)節(jié)瞳孔的大小,一如相機的光圈。在它的基質(zhì)層,分布有環(huán)形的瞳孔括約肌和輻射狀的散瞳肌,能根據(jù)光線強弱、情緒變化來調(diào)節(jié)瞳孔孔徑。中午時分,瞳孔會發(fā)生收縮,讓進入瞳孔的光線減少,于是我們覺得陽光沒有那么刺眼。傍晚天色昏暗之后,瞳孔便會放大,進入瞳孔的光線增多,眼睛的分辨能力得以增強。瞳孔可以比喻成心靈的窗戶,高興的時候,瞳孔因交感神經(jīng)興奮而散大,于是炯炯有神地打量面前的人或物。厭倦的時候,瞳孔因副交感神經(jīng)興奮而縮小,恨不得“對面不相識”。據(jù)說精明的商人可以通過顧客瞳孔的變化判斷他對貨物的喜愛程度,談判專家也會刻意觀察對方的瞳孔,因為人可以掩飾面部表情,卻無法指揮瞳孔。
穿過瞳孔的光線遇見了晶狀體,它就像是一面懸于瞳孔正后方的凸透鏡,對光線再次進行強有力地折射。晶狀體中央厚、周圍薄,其凸起的弧度由懸韌帶調(diào)節(jié)?唇飼r,睫狀肌向中央收縮,懸韌帶松馳,晶狀體變凸,折光能力增強;看遠物時,睫狀肌舒張,懸韌帶收緊,晶狀體變平,折光能力減弱。我們年輕的時候,晶狀體彈性很好,看遠看近隨心所欲。年紀大了之后,晶狀體的彈性會下降,于是出現(xiàn)了所謂的“老花眼”,無法在看近物時達到正常的折光效果。有些人想當然地認為,近視的人年紀大了之后不會再老花。非也,兩者原因不同,不能抵消,這類人士乃是既近視又老花。
光線透過晶狀體繼續(xù)前進,遇到一大團膠凍狀的玻璃體。玻璃體無色透明,對眼球起填充作用,同時也折射光線。光線經(jīng)過四次折射之后,終于聚焦在視網(wǎng)膜上。視網(wǎng)膜起源于胚胎的神經(jīng)管,也可以說是腦的外延部分或稱外周腦,視網(wǎng)膜本身就是由大量感光細胞構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。它像布滿了星斗的夜空,在黑暗中熠熠生輝。那些“星斗”——尖的叫視錐細胞,用來感受明亮的光線;長的叫視桿細胞,在昏暗的光線中感覺物體的輪廓。700萬個視錐細胞和1.2億個視桿細胞集中于兩只視網(wǎng)膜的方寸之地,比電視機和照相機的構(gòu)造精細多了。
光線經(jīng)過視網(wǎng)膜的感光細胞,就變成了感受器電位,這個過程稱為“光電換能”。換能原理非常復(fù)雜,以視桿細胞為例,首先,感光色素視紫紅質(zhì)吸收光子,化學結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。未感光的視紫紅質(zhì)呈紫紅色,感光后的視紫紅質(zhì)呈乳白色,很像照相機膠卷的感光過程。這個原理有時在破案中會起作用:假如受害人在暗處而兇手在明處,受害人的視網(wǎng)膜上可能留下兇手的影子!感光色素經(jīng)過感光后,會激活在細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)途徑中起著重要作用的G蛋白,被激活的G蛋白與PDE二聚體偶聯(lián)并表現(xiàn)出酶的活性,從而促使環(huán)鳥苷酸(cGMP)水解。cGMP的濃度下降,使cGMP門控通道關(guān)閉,Na+和Ca2+內(nèi)流減少,形成超極化感受器電位。感受器電位的形成意味著“光能”轉(zhuǎn)變成“電能”,以電能的形式在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)。
視錐細胞的換能機制與視桿細胞相似,不同之處在于,視錐細胞含有感受紅、綠、藍三原色的感光色素,分別吸收三種不同的光譜。當其中一種感光色素受刺激時,感受到相應(yīng)的顏色,如感紅光色素受刺激時將獲得紅色覺;兩種感光色素受刺激時,感受到調(diào)和的顏色,如感紅光色素和感綠光色素受刺激時將獲得黃色覺;三種感光色素受刺激時,感覺到更加豐富的粉紫、湖綠、灰藍、玫紅……而三種感光色素受等量刺激時,感受到的是白色。視錐細胞只能在較強的光照下發(fā)揮作用,因此到了白天,萬物色彩紛呈,大地光彩重生。視桿細胞則是在弱光下起作用,它的分辨率低且沒有色覺,但是可以將光信號匯集和放大,到了夜晚方顯身手。
視網(wǎng)膜上除了視錐細胞和視桿細胞之外,還有雙極細胞、無長突細胞、神經(jīng)節(jié)細胞構(gòu)成的“集成電網(wǎng)”。它們將視錐和視桿細胞“光能換能”后形成的感受器電位,加工后匯聚到視神經(jīng)上。視神經(jīng)就像一股粗壯的電纜,攜帶著視覺信號穿出視網(wǎng)膜,穿過眼球的附屬結(jié)構(gòu),進入顱腔,沿著視交叉、視束、外側(cè)膝狀體一路上行,終止于視皮層。在視皮層,視覺信息將被加工整理,形成真正的視知覺。
視神經(jīng)穿出視網(wǎng)膜的部位,是沒法安置感光細胞的,于是構(gòu)成了生理盲點。在一場車禍中,肇事司機堅持稱被撞倒的行人落入了他眼中的盲點。這是不可能的。因為人類的兩只眼睛相互代償,左眼的盲點投射區(qū)被右眼補償了。而且眼球不停地運動,行人不可能始終處于狹小的盲點投射區(qū)中。即使單眼凝視正前方不動,大腦也會對視覺圖像進行處理,讓人忽略盲點的存在。你可以用一個簡單的實驗發(fā)現(xiàn)自己的盲點:本頁下方有兩個點,將左側(cè)的點擺在右眼的正前方20厘米處,遮住左眼,將書慢慢拿近,而眼球不要轉(zhuǎn)動,忽然之間,右側(cè)的點奇跡般地消失了——它進入了盲點的投射區(qū)。