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《人类感觉之谜——百感交集》

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【基本信息】

作者:王欣

出版社:科学出版社

出版时间:2013年1月2

【内容简介】

感觉是联通人类和世界的桥梁,如果失去了感觉,人就被封闭在孤独黑暗之中。然而人们对感觉的认识非常有限。例如:绝大多数人都以为人只有五种感觉,实际上,除了视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉这五种常见感觉之外,还有痛觉、温度觉、快感、饥饿、渴感、本体感觉、内脏感觉等多种类型,仅内脏感觉就有几十种,人体的感觉真可谓是“百感交集”。

本书将讲述人类各种感觉的起源、内在机制、功能和意义及保健知识。使读者对感觉有着更为清晰的认识,并且知道如何使用和保护这些感觉。除了深入浅出地讲解与感觉相关的生物学和医学知识之外,书中还融汇了生理、历史、人文知识,力求读者在阅读过程中获得身心调养与启迪。

【作者简介】

王欣,女,1977年生。临床医学学士,生理学专业感觉生理学方向硕士、博士,现为华中师范大学生命科学学院副教授。从事生理学和营养学教学十余年,主持和参与完成多项国家自然基金项目,并获中国生理学会及湖北省优秀科技论文奖。出版的科普书籍有《健康的普罗旺斯:365天的营养之旅》、《人体中的深海与苍穹》。

 

【目录】

前言——感觉知多少

第一章  视觉——缤纷世界的影像

第二章  听觉——聆听万物的足音

第三章  味觉——快乐盛放的花蕾

第四章  嗅觉——神秘体验

第五章  触觉——感知生命的存在

第六章  痛觉——严厉的老护士

第七章  快感——致命诱惑

第八章  温度觉——冷暖只自知

第九章  饥饿——唤起最原始的本能

第十章  本体感觉——今宵身在何处

第十一章  内脏感觉——不为人知的护身天使

第十二章  第六感——你可曾经历超验世界

第十三章  幻觉——花非花,梦非梦

第十四章  通感——是谁开启了那扇门

第十五章  情感——人类精神的花朵

尾声——感知生命的灿烂

 

【章节选读】

圣经上记载,神说:“要有光”,于是就有了光。

光是什么——光子组成的电磁波,可在真空、空气、水等透明的物质中传播。迄今为止,人们仍无法彻悟它那不可思议的波粒二象性,更不可思议的是,我们竟能接受从天而降的光,并以此作为最主要的信息来源。

进化论的观点认为,视觉的雏形是模糊的光感。亿万年前的海洋生物们,在黝黑的海底看见了模糊的光影,它们好奇地向着光线明亮的地方移动,发现那里有更多的温暖和食物。最先拥有感光能力的是一种叫“眼虫”的单细胞原生动物。它的身体在显微镜下看起来,就像一只细长的丹凤眼拖着一根长长的鞭毛。鞭毛基部有红色的“眼点”,乃是感受光线的部位。根据“眼点”的感光作用,眼虫随时调整运动方向,趋向适宜的光线。

水母在海水中翩然舞动。有个笑话说,两只水母撞到一起,水母甲叫道:“搞什么嘛!你游泳不长眼睛啊?”水母乙问:“什么是眼睛啊?”水母甲说:“我也不知道,上次和別人撞到的时候他这样骂我的。”可真是小看水母了,它是有眼睛的,只是长的位置很隐蔽——在每个触手的根部。水母眼睛的感光机制与人类相似,编码其结构的Pax基因被认为是各种眼睛的共同起源。

蜻蜓凸着大大的复眼,炫耀地在水面穿梭。每个复眼包含了2万个左右的单眼,由此感受到2万个明暗不同的光点。成像原理如同报纸上喷绘出的黑白照片,清晰度就由单眼的数目来决定。复眼的优势在于:视角大,几乎可以看到360°的空间范围;灵敏度高,能快速分辨近距离物体的位移。这些特点被用到仿生学,就出现了广角监视装置、相控阵雷达、全息摄影系统等高科技。

鱼类的眼睛大而无神。你一定听说过鱼目混珠的故事吧?鱼的晶状体特别圆,而且没有弹性,最多看到前方15米的水域。绝大多数的鱼还没有眼睑,不能眨眼,好在它本身就泡在水中,不需要像我们一样靠眨眼来涂抹泪液,保持眼球的湿润。其它结构上看,鱼眼已经非常接近人眼了,那层宝贵的角膜,甚至能移植到失明者的眼球上呢!

鸟儿的眼睛非常灵活,视力之好令飞行员也望尘莫及(部分鸟儿夜盲则另当别论)。鸟眼最奇特之处是长着“后巩膜角膜肌”,能迅速改变晶状体和角膜曲度,完成瞬间调焦。鹰的视力比人类高8倍,它在万米高空发现猎物后立刻俯冲,以迅雷不及掩耳之势抓住田鼠或麻雀,调焦之快令人惊叹。鹰眼的犀利还在于含硒丰富,硒能消除对眼睛有害的自由基,从而保护眼睛。我们若想效仿鹰的眼力,不妨多吃含硒丰富的宁夏枸杞等食物。

人的视力较之动物并不逊色,在没有月亮的夜晚,能看见30公里外一根燃烧的火柴。人眼有很强的适应性,既能在正午太阳直射下看报纸,也能就着萤火虫的微光读书,两种背景下的照度相差108之多。人眼非常灵活,每天开合转动数千次,配合面部肌肉做出各种表情。“水是眼波横,山是眉峰聚,欲问行人向哪边,眉眼盈盈处”。这道灵动的风景,有时也是可怕的,记得上解剖课的时候,最惊悚的一幕就是看见白瓷盘中血淋淋的眼球——后来才知道是猪的眼球!此后我对于眼科大夫格外敬佩,等实习转到眼科的时候,就把眼球里外看了个仔细。

让我们返观自身,从这双眼眸看进去。

 

眼球外层覆盖着透明的角膜和瓷白色的巩膜,角膜用来折光,巩膜起到支撑和保护作用。光线穿透角膜,照见里面清澈的房水(提供营养给眼内组织的液体,也参与折射光线)。经过角膜和房水折射的平行光汇聚成光束,穿过虹膜中央的瞳孔。虹膜如它的名字一样,可以是五颜六色的,包括蓝色、绿色、琥珀色、铅灰色、淡紫色……作为黄种人,我们的虹膜多为棕褐色。虹膜的作用是调节瞳孔的大小,一如相机的光圈。在它的基质层,分布有环形的瞳孔括约肌和辐射状的散瞳肌,能根据光线强弱、情绪变化来调节瞳孔孔径。中午时分,瞳孔会发生收缩,让进入瞳孔的光线减少,于是我们觉得阳光没有那么刺眼。傍晚天色昏暗之后,瞳孔便会放大,进入瞳孔的光线增多,眼睛的分辨能力得以增强。瞳孔可以比喻成心灵的窗户,高兴的时候,瞳孔因交感神经兴奋而散大,于是炯炯有神地打量面前的人或物。厌倦的时候,瞳孔因副交感神经兴奋而缩小,恨不得“对面不相识”。据说精明的商人可以通过顾客瞳孔的变化判断他对货物的喜爱程度,谈判专家也会刻意观察对方的瞳孔,因为人可以掩饰面部表情,却无法指挥瞳孔。

穿过瞳孔的光线遇见了晶状体,它就像是一面悬于瞳孔正后方的凸透镜,对光线再次进行强有力地折射。晶状体中央厚、周围薄,其凸起的弧度由悬韧带调节。看近物时,睫状肌向中央收缩,悬韧带松驰,晶状体变凸,折光能力增强;看远物时,睫状肌舒张,悬韧带收紧,晶状体变平,折光能力减弱。我们年轻的时候,晶状体弹性很好,看远看近随心所欲。年纪大了之后,晶状体的弹性会下降,于是出现了所谓的“老花眼”,无法在看近物时达到正常的折光效果。有些人想当然地认为,近视的人年纪大了之后不会再老花。非也,两者原因不同,不能抵消,这类人士乃是既近视又老花。

光线透过晶状体继续前进,遇到一大团胶冻状的玻璃体。玻璃体无色透明,对眼球起填充作用,同时也折射光线。光线经过四次折射之后,终于聚焦在视网膜上。视网膜起源于胚胎的神经管,也可以说是脑的外延部分或称外周脑,视网膜本身就是由大量感光细胞构成的复杂网络。它像布满了星斗的夜空,在黑暗中熠熠生辉。那些“星斗”——尖的叫视锥细胞,用来感受明亮的光线;长的叫视杆细胞,在昏暗的光线中感觉物体的轮廓。700万个视锥细胞和1.2亿个视杆细胞集中于两只视网膜的方寸之地,比电视机和照相机的构造精细多了。

光线经过视网膜的感光细胞,就变成了感受器电位,这个过程称为“光电换能”。换能原理非常复杂,以视杆细胞为例,首先,感光色素视紫红质吸收光子,化学结构发生改变。未感光的视紫红质呈紫红色,感光后的视紫红质呈乳白色,很像照相机胶卷的感光过程。这个原理有时在破案中会起作用:假如受害人在暗处而凶手在明处,受害人的视网膜上可能留下凶手的影子!感光色素经过感光后,会激活在细胞内信号传导途径中起着重要作用的G蛋白,被激活的G蛋白与PDE二聚体偶联并表现出酶的活性,从而促使环鸟苷酸(cGMP)水解。cGMP的浓度下降,使cGMP门控通道关闭,Na+和Ca2+内流减少,形成超极化感受器电位。感受器电位的形成意味着“光能”转变成“电能”,以电能的形式在神经纤维上传导。

视锥细胞的换能机制与视杆细胞相似,不同之处在于,视锥细胞含有感受红、绿、蓝三原色的感光色素,分别吸收三种不同的光谱。当其中一种感光色素受刺激时,感受到相应的颜色,如感红光色素受刺激时将获得红色觉;两种感光色素受刺激时,感受到调和的颜色,如感红光色素和感绿光色素受刺激时将获得黄色觉;三种感光色素受刺激时,感觉到更加丰富的粉紫、湖绿、灰蓝、玫红……而三种感光色素受等量刺激时,感受到的是白色。视锥细胞只能在较强的光照下发挥作用,因此到了白天,万物色彩纷呈,大地光彩重生。视杆细胞则是在弱光下起作用,它的分辨率低且没有色觉,但是可以将光信号汇集和放大,到了夜晚方显身手。

视网膜上除了视锥细胞和视杆细胞之外,还有双极细胞、无长突细胞、神经节细胞构成的“集成电网”。它们将视锥和视杆细胞“光能换能”后形成的感受器电位,加工后汇聚到视神经上。视神经就像一股粗壮的电缆,携带着视觉信号穿出视网膜,穿过眼球的附属结构,进入颅腔,沿着视交叉、视束、外侧膝状体一路上行,终止于视皮层。在视皮层,视觉信息将被加工整理,形成真正的视知觉。

视神经穿出视网膜的部位,是没法安置感光细胞的,于是构成了生理盲点。在一场车祸中,肇事司机坚持称被撞倒的行人落入了他眼中的盲点。这是不可能的。因为人类的两只眼睛相互代偿,左眼的盲点投射区被右眼补偿了。而且眼球不停地运动,行人不可能始终处于狭小的盲点投射区中。即使单眼凝视正前方不动,大脑也会对视觉图像进行处理,让人忽略盲点的存在。你可以用一个简单的实验发现自己的盲点:本页下方有两个点,将左侧的点摆在右眼的正前方20厘米处,遮住左眼,将书慢慢拿近,而眼球不要转动,忽然之间,右侧的点奇迹般地消失了——它进入了盲点的投射区。

发布时间:2013年08月30日 14:33 来源:科学出版社 编辑:代影 打印