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诺贝尔医学奖与你身体的第六感息息相关

来源: 作者: 发布日期:2021-10-09 访问次数:44

日常生活,我们无时无刻不在感知酸甜苦辣、寒热温凉。但这些习以为常的温度感受与刺激反应,是如何在神经系统中转化为电脉冲的呢?

美国生理学家David Julius和美国分子生物学家Ardem Patapoutian因这方面的贡献荣获2021年诺贝尔生理学或医学奖。其中Ardem Patapoutian发现了对触觉和本体感觉至关重要的Piezo,为机械敏感离子通道的研究拉开序幕。
莎娜(Sana),一位娇小的,有着一头棕色卷发的31岁法国女人,正坐在美国国立卫生研究院临床研究中心的一把椅子上。她面前放了一张桌子。12台红外摄像机围绕在她周围记录她每一次行动。测试即将开始。
一只黑色的圆筒立在莎娜面前的桌子上,顶端放着一个银色的塑料小球。挑战内容如下:莎娜需要先用手指触碰自己的鼻子,再触碰她面前的小球。这很简单。她成功碰到了自己的鼻子,又碰到了小球。
现在轮到难的部分了。
一位实验室技术员请莎娜闭上了眼睛。他先把莎娜的手指放在了小球上,然后把她的手指移向她的鼻子。技术员随后放手并请莎娜自己闭着眼睛尝试这一动作。
突然之间,莎娜脑海中的小球位置信息仿佛被清除了。莎娜摸索着,左右晃动自己的手臂。她成功碰到小球的动作更像是巧合。她挣扎地寻找自己鼻子的位置,错了好几次。
“我像迷路了一样。”莎娜通过口译员如此说道。闭上眼睛时,她根本不知道自己的身体在空间里所处的位置。
正在读这篇文章的你也可以自己试试看。在你面前放一个水杯,睁着眼睛重复碰几次它的顶端,然后闭上眼睛,试着去找找它的位置。你可能依然可以碰到它。

闭上眼睛时,我们对世界和自己身体所处位置的感知并没有消失,一种非视觉的印象依然存在。这种感觉被称为本体感觉(proprioception):一种对四肢相对位置和身体空间位置的意识。正和其他感觉(视觉、听觉等)一样,它是我们的大脑在这个世界里的导航助力。科学家们有时把它称为“第六感”。但它又和其他感觉有着关键的不同之处。我们知道捂住耳朵感觉到的是静默,也知道闭上眼睛看到的是黑暗。可除了极少数的情况之外,本体感觉从不关闭。

莎娜是世界上少有的几位知道本体感觉关闭的感受的人之一。她36岁的姐姐萨珊(Sawsen)亦是其中之一,于2019年8月也接受了美国国立卫生研究院的测试。她和莎娜一样,也很难在黑暗中找到自己鼻子的位置。
“在家的时候,”萨珊说,如果停电的时候她站着,“我会摔倒。”形容那种感受和想象它一样困难。“那就好像你带着眼罩被人旋转了好几次,然后被要求向一个方向走去。在开始的几秒内,你根本不知道你该走向哪儿。”完全迷失方向。
这对姐妹(为保护她们的隐私,我不会提到她们的姓氏)也和我们分享了另一桩奇事:她们对大多数自己触碰的东西没有任何感觉。“就算睁着眼睛,触碰小球的时候我也感觉不到它。”萨珊说。
触觉上的“盲人”
在所有感觉里,触觉和本体感觉可以说是我们理解最浅的。但在过去的十年间,神经科学家们对此有了极大的突破,揭示了触觉和本体感觉的工作机制。对于截肢人群而言,这给更好地治疗病痛和完善假肢带去了希望。同时,科学突破也让我们更完整地理解身为人类以及通过身体感受世界的意义。
莎娜,萨珊,和少数其他类似的患者是研究触觉和本体感觉的科学家们理想的实验对象。他们的肌肉和大脑与常人无异,只仅仅缺少一样微小却极具影响力的东西:一个分子大小的、像大门一样的感受器,通过它,身体上的受力得以进入神经系统,又上升至意识。这个感受器名为piezo2,十年前刚刚被发现。这个分子的缺失本质上让患者在本体感觉的系统里失去了“眼睛”,也让他们的皮肤无法感受特定的感觉。
这种病人数量极其稀少——美国国立卫生研究院团队和他们全世界的同事只找到了18例,其中最先的两例被记录在2016年的《新英格兰医学杂志》里。这两例案例的重要性“等同于找到第一个盲人或是聋人”,亚历山大·切斯勒(Alexander Chesler),一位曾经和莎娜、萨珊以及其他患者合作的美国国立卫生研究院神经科学家说,“根据我们现在对此感受器的了解,这些病人正是触觉上的‘盲人’。”
在缺失感受器的情况下,人很难控制自己的身体,特别是在他们的视线被阻断的时候。而且这种稀少的遗传病的症状经常被误诊或是很多年都诊断不出。

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