2010年3月5日星期五

科学松鼠会

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健忘的传奇(二)

Fri, 05 Mar 2010 19:47:50 +0800

健忘的传奇(一)

记忆:混沌初开时
亨利的失忆症严重而独特。从布伦达一见到他开始,她就意识到了这一点。从表面看,亨利是个正常、可亲的年轻人,可是日常生活里遭遇经历的一切事情,对他来说都比雪泥鸿爪更加雁过无痕。他对眼前任何事件的记忆都只能持续几分钟甚至更短的时间,一旦注意力被转移到其他事情上去,他立刻就忘掉先前的那件事。他对时间的记忆停留在手术前:他告诉布伦达,今天是一九五三年三月,他今年27岁。事实上,他对于自己的手术只有极其模糊的印象,而对手术前几年的许多事情,也有严重的遗忘——譬如怎么也记不起来他最喜欢的舅舅,在他手术前三年就去世了。

可与无法记得眼下生活里的事情相反,亨利对童年的记忆非常正常。他知道父母是谁,家乡在那里,他记得小时候全家人去度假,他记得因为父亲来自南方,所以不习惯过圣诞� �。此外,他智商112,逻辑推理与语言会话能力一切正常。他也困惑于自己的改变,他告诉布伦达:"我像突然惊醒在一场梦里……我的每一个日子都是单独的,与另一日毫无关联。"

手术后失忆,在经历了脑叶切除术的病人里并不少见。可是亨利所损失的记忆能力却有着非同寻常而又异常清晰的特征,同时,因为他的手术过程被斯科维尔明确地记录下来,这就为准确将记忆缺失定位于受损脑区带来了可能。经过对亨利和另外九名接受了颞叶切除术的病人(他们被切除的脑区大小和记忆受损的程度各不相同)仔细的比较研究,布伦达和斯科维尔医生得出结论:在亨利被摘除的大脑部分中,有一个特殊的结构,因其形状细长弯曲,得名海马(Hippocampus)1。正是这个海马,是我们人类维持日常生活记忆的重要中枢。亨利的失忆症,就源于他海马� 缺失。而海马的缺失并未影响到他记忆之外的其他神经活动,也并未改变他的人格品性,除了失忆以外,他完全是个正常人。这说明,海马主要管理记忆,而对其他神经活动涉足甚少。

也许对于我们,这个结论听起来毫不惊人。现在,不同的脑区主管不同的神经功能的概念早已深入人心。故而我们往往不曾意识到,仅在短短几十年前,科学家们还不清楚我们颅骨内的这团柔软细腻的灰白色组织,究竟如何协调我们的思维和行为。以著名心理学家卡尔•拉什利(Karl Lashley)为代表的一些科学家认为,我们的大脑并没有明确的分区,当我们需要思考时,整个大脑都平等而均匀地参与了这一行动。此外,如果损伤大脑的一个区域,那另外的区域将取代被损区域的功能2。布伦达和斯科维尔对H.M.的这一项研究,直接挑战了这一理论,在神经科学史上首次将一项可以明确定义的神经功能——记忆,并且是某一种特定的近期记忆——如此精确地定位在大脑中的某个轮廓分明的区域上,开创了大脑功能分区研究的先河。他们的研究结果发表在一九五七年二月的《神经病学、神经外科手术和精神病学杂志》上。这篇题为《双侧海马切除后的近期记忆损失》的文章,从发表以来已被引用两千多次,是神经科学有史以来被引用次数最多的文章之一,被公认为奠定了现代神经科学与脑科学研究的重要基础。

海马究竟在哪里 ��现在想象你端坐在镜子面前,与镜中的自己四目对视,镜中的那道目光垂直穿过你的眼眶、平行直射入大脑深处,掠过双耳的位置后,停留在大脑中轴线的两旁,此时这道目光所见的灰白色的脑体,就正是你的左右两条海马体。且让我们的目光在这里多停留一会儿,仔细打量对我们生活至关重要的这团神经组织,并思考这样一个问题:虽然亨利不能再记得日常生活里的任何事情,却依然可以唤起自己童年时形成的回忆,那么,在我们近期的记忆与遥远的记忆之间,究竟有什么关系?


再来看这样一个事实:如果科学家让亨利在屏幕上看一串停留一阵又消失的数字,然后让他立即重复,当数字在六到七个之内时,他能够准确地完成任务。这一成绩,和我们绝大多数的普通人并无区别。这么看来,亨利并非完全不能"记住"东西,他和我们的区别只不过是,我们能把这些稍纵即逝的事件在头脑中长时间的保留下来,而他转过头就把记住的一切都忘掉了。

记忆和遗忘之间,又是什么样的关系?我们的大脑,究竟如何为我们保存各种各样的记忆?

其实要回答这些问题,最优秀的科学家也不敢说自己已经有了明确的答案。但通过许多像布伦达,像她的恩师和她后来的学生一样充满好奇的科学家们在过去几十年甚至上百年间的努力,对记忆这个既具体又缥缈的东西,� �们的认识,已经有了极其深刻的变化。我们正一步步地逼近了大脑最深处的那个秘密。

先来看看我们大脑的样子:在我们的颅骨里,最重要的居民大概是数以千亿计的神经元,它们的细胞体大多居住在大脑皮层的表面,挤挤挨挨地,形成了一层叫做"灰质"的区域。这些神经元的细胞体上,又长出长长短短的触手——轴突,它们深入大脑内部,互相纠缠,形成"白质"。这些神经元们,就靠着各种各样的轴突与彼此接触,形成错综复杂的神经网络。在这个网络里,一种被称为"神经递质"的化学物质,它就好像古时驿道车马上的信件、后来细细电话线里的电波、现在互联网中的即时消息一样,是神经元彼此联系、传递信息的重要介质。想象神经元小张,有事情要告诉神经元小王,小张便会通过接触小王的的那条轴突末端,释放出特定的神� 递质,而小王收到这些信息,把它们转化成特定的电信号,这就完成了一次神经元之间的交头耳语——突触传递,我们神经通讯最基本的机制之一。

记忆的本质,是靠加强特定的神经元之间的这种交流和耳语来完成的——也就是增强神经网络中特异的"节点"。如果你曾在江南烟雨中遇到过那个正当年龄的人,记忆将被刻写得如此深刻,以至于多年之后,当一滴小雨落在皮肤上,那微凉的感觉通过感觉神经元传入脑中,竟能准确无误地击中那个在很久以前就变得异常敏感的节点,于是那人的模样又历历在目,犹如亲见。这,就是记忆。

我们的记忆又分为短时记忆和长时记忆,其中短时记忆这一段,就是短期加强神经节点的效率——如果神经元小王知道小张有重要事情要讲,它会格外注意聆听小张那边的动静,交流变得高效,在这时,� 们就形成了短期的记忆。可是,这种加强效果非常短暂,一般只要几十秒钟,小王就会"忘掉"小张的重要性,我们的短时记忆就消失了。那我们如何获得长时记忆呢?

想象一面橡胶墙,如果你出拳撞击,将会在墙上形成一个拳头大小的坑,但如果橡胶弹性较好,很快这个小坑就自动平复了。可是如果你在好几天、好几个月甚至好几年的时间里,天天出拳撞击橡胶墙的同样一个位置,那里一定会出现一个永久的坑——墙发生了结构性的改变,而这,正是我们形成长时记忆时发生的事情。如果某一个信息在神经元中不断被重复——如果小张不断告诉小王重要事体,小王大约会面向小张长期建立一个敏感的接听器3。从此以后,小张的耳语能够毫无遗漏地传递给小王,激起合适的电信号,这两个神经元之间,形成了一个被长期增强的交流节点。� 这节点的长期性加强的过程,便是将短时记忆转化为长时记忆的存储过程。在这个过程里,许多基因被表达,蛋白质被合成,还有特异的酶长年辛勤工作,负责维修被增强的节点,保证它们一直高效。这是一个复杂而又长期活跃的过程。如果说,短时记忆靠的是稍纵即逝的化学信号的改变,而长时记忆的基础,则是在短期记忆的基础上,对神经网络里节点的物理结构产生了根本性的变化。

记忆,这个对于我们正常人来说仿佛是想当然、自然发生的过程,其实并非混沌一片。在我们的头颅之中,不同脑区、不同神经元和不同分子机制分担不同的任务,负责记忆形成过程里每一个精巧的步骤。而海马所承担的,正是这种将短时记忆转化成长时记忆的重要工作。在忙碌的海马中,节点增强每时每刻都在发生,它把我们阅读的书、欣赏的画、吃到的 ��食、窗外的风景、以及那些让人心跳慢半拍的名字……全都分门别类地放好,珍藏起来,供我们日后回忆。

可怜的亨利,虽然他旧日加强的节点依然完整,可却再也无法对其他节点进行加强,也就无法为回忆中其中增添任何新的内容了。

真的吗?
(未完待续)

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松鼠会书第三弹·《百尾千叶》

Fri, 05 Mar 2010 19:20:02 +0800

科学松鼠会又要出书了——

别急着去当当搜。这本书还没正式上市,另外,《百尾千叶》只是个缩写,正式的名字叫《一百种尾巴或一千张叶子》。

《百尾千叶》也很好听对不对?这本书的繁体版权已经在谈了,有可能就用这个名字。至于将来的日文版,有人建议《阡陌の叶尾》。

扯远了……来看看这本书的介绍。

新书封面封底

一百种尾巴或一千张叶子》可说是《当彩色的声音尝起来是甜的》之中"花世界"和"动物志"两部分的放大,汇集了四位擅长解读动物和植物知识的年轻作者的精选文章,约10万字,以妙趣横生而不失专业精准的行文展开,由浅入深,娓娓道来,旨在已经越来越远离大自然的都市人群中引领一种博物学精神的回归。

桔子帮小帮主

四位作者中,刘旸笔名桔子帮小帮主,本科毕业于北大生技系,现就读于芝加哥大学,细胞生物学专业,博士候选人。2008年2月加入松鼠会,一直担任songshuhui.net网站编辑,负责版面文章审核和小红猪翻译项目,也是网站上人气最高的作者之一,每次出手均有不凡表现,这本书中收入的《桔子史》《情人节葡萄》《鸟类天生花腔》等文章充分反映出其诙谐俏皮的写作趋向。

瘦驼

王冬,笔名瘦驼,现居烟台,是一名酷爱动物酷爱写动物的大学生物老师,爱好广泛,玩摄影、玩天文、玩自行车,在新京报开设有《动物行星》专栏,并为《新发现》、《新探索》等时尚科学杂志撰写多种文章,本书中《网络神兽的现实生活》《御风而行》《半夜鸡不叫》均出自其手笔。

张劲硕,中国科学院动物研究所博士生,现主要研究方向为蝙蝠,曾在北京地区房山蝠的重大发现中,少年时代即以科普写作为重要志向,17岁开始在各种媒体上发表文章,现在已成了颇受关注的新锐科普作家,并不时亮相于电视屏幕,严谨独特的风格见诸于《弘扬动物集体主义》《有一百种动物,就可能有一百种尾巴》《狼分析报告》等篇目。

史军,现居北京,是《科学世界》杂志编辑,曾先后就读于云南大学和中� 科学院植物研究所,获得植物学博士学位,主要研究方向为兰科植物繁殖和保护,业余爱好是摄影和旅行,还是《Lonely Planet》旅行丛书的译者之一,他以此次入选的《绿色顽主和超级杂草》《无花之果天上来?》《端午狂想》等话题与读者分享植物的激情和智慧。

作者合影


如何先睹为快:

征集愿意为本书写书评的读者,我们将为你免费快递一本书。没什么特别要求,希望你是松鼠会的读者,希望你答应了就会靠谱地写完。如果有博客或经常上豆瓣,那就更好。书评希望500字以上,1000-2000字尤佳,褒贬随意,时间也不紧张,我们会从中挑选优秀作品发表在平面媒体上。请联系:zhengwen@songshuhui.net,请记得简单自我介绍一下。我们会尽快联络你,如果来得及,在正式上市前就能送上新书。

推介:

人是大自然孕育出的白细胞,那些有关人的自然灾害是大自然的自我免疫、放疗、化疗。但大自然有时候也是无能为力的,它有属于它自身的无法超越的生老病死——周云蓬(歌手、诗人)

实人真是挺乏味的,费尽心机造出的机器却远远不及大自然精美和奇妙。这本书就生动风趣地讲了许多动物和植物的小故事,越看越有意思,读完之后似乎也跟大自然更亲近了,心情都好了不少——田原(作家、音乐人、演员)

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有蟑螂?把房间变成炉子烤死它

Fri, 05 Mar 2010 18:59:51 +0800

英国虫害防治公司泰铭能多洁(Rentokil)开发了一种系统,能将有虫害的屋子变成炉子,温度最高达56度,这个温度下家具和织物不会坏,但对昆虫生命周期中从卵到成虫的各种形态都足够致命。

研究者用了3年时间开发系统,这个星期开始试用。系统不用定位虫子的位置,而且建筑可以很快恢复。

系统包括手提箱大小的热交换器,有很多排列在一起的管道,以及一个移动锅炉机组来加热气体到致命的温度,并用温度计和红外摄像机来保证没有任何区域温度不达标。

前期试用中,对包含40个房间的3层酒店进行杀虫,只用了24小时。如果用熏蒸法得要几周才行。杀灭公共汽车上的虫子则不到3小时。

系统面临的问题是,是否能在足够长的时间中保持够高的温度,把床垫彻底加热来杀死所有害虫可能就有困难。也要小心高温损坏� �些材料,对老建筑和娇贵的房子,加热前需要更多的检查。这个法子不一定总能起到效果,比如臭虫可能就会躲在踢脚板后面,应该说所有系统都有弱点。

虫害增多的原因很多,比如到有虫害的地方旅行,二手货品买卖增多,都能造成虫害蔓延。

小编感想:

蟑螂平时藏在哪,是不是只要屋子里没有吃的它就走了呢?有时好像是从下水道爬上来的,估计一烤就要烤整幢楼吧。

消息来源:《新科学家》3月3日报道

图片来自corbis

徐青 编辑

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[科学女士]李小英:量子向我们展示别样的世界观

Fri, 05 Mar 2010 17:08:37 +0800

印象】

喂喂,本科毕业前途未卜的同学们要不要尝试一下这样的轨迹?先跑去考一个公务员,平平淡淡,结婚生子。过这么七年,再重返学校读硕士、博士、去美国做博士后,然后回国搞研究,在这条量子般随机的路途上走下去…… 好像有一点天方夜谭,但这就是李小英教授的超酷经历噢! 

——松鼠会办公室实习生淳子

 

李小英:量子向我们展示一种别样的世界观

文/桂祺莹

向李小英提问实在有些难度。难度不仅在于"量子"的概念之于一般人是这样的陌生,甚至还在于本次获得的采访时间是如此短暂。

 1月26日,第六届"中国青年女科学家奖"在京揭晓。获奖者之一,是来自天津大学精密仪器与光电子工程学院的李小英,她主要从事量子光学、量子信息和非线性光学等方面的研究。

李小英本人并不愿接受一次专访——像这次的其他几位获奖者一样,她总谦虚地认为自己"做的还不够好"。

Q:能否解释一下什么是量子?

A:什么是量子……嗯,是这样,量子是一个不可分割的个体,无处不在,但我们看不见它们,只能感觉。

Q:那可以这样理解吗?我们每次活动自己的身体,也就是在移动无数的量子?

A:可以这么理解,但不是很准确。对于这个理论,想象力要丰富,毕竟是一个全� �的世界观,常规的物理定律根本就不适用。以前我们总是先要找到一个实体,再去理解它们之间的关系。

Q:就像一个中间体。也就是我们必须习惯这个不可捉摸的中间体才能理解量子?

A:是的,这需要想象力。

(插播背景资料:德国 P.M.杂志曾对德国物理学家 Hans-Peter Duerr 做过一篇关于"就人类当今狭隘机械的世界观及其改变的可能性"的采访。老头当时说:"量子向我们展示了另一种世界观。去了解它,确实不那么容易,而一旦我们去尝试了,将会触摸到一个更为丰富的世界。在量子的世界,粒子的行为等同于波,反之亦然,它们拥有波粒二重性。这个模糊状态指出了万物的起源—— 一种无所不包的源码,那就是信息。")

Q:量子研究目前最大的突破是什么?

A:这个话题太大了。最大的突破,不是我可以评价的。很难说最大的突破是什么。比方说,量子通信,如果真要成为一个现实,传输、测量,每一个环节都很重要。量子通信真的走入我们的生活和工业中,这个时候回头看,才好评价哪个是最大的突破。目前,还有很多基础性的东西没有搞清楚。量子还是一个比较新的学科,从实验室技术走向工程技术,是正在推进的一个技术。

Q:能否简单介绍一下您的研究领域?

A:我主要是研究光的本性。通过研究,对光有一些新的认识。光和我们的生活密切相关。光源可以分为三类:第一类光源是最初的钻木取火,还有后来的白炽灯,这是非常伟大的发明,因为它,我们的生活发生了翻天覆地的变化 ��第二类光源是激光器。激光发明以后,物理、化学、医学的研究有了革命性的进展。现在呢,是研究光的量子特性。量子光学不同于激光,它是非线性光场,它是一个光子一个光子的发射。在量子的基础上研究光,能研究一些光的本质问题。非线性光场装置小型化、便携化,就像激光刚开始发明的时候,是一个很庞大的装置,如果想将激光用到各个领域,就得让每个人能非常方便的利用。我们现在的非线性光场也是一样的,有些大型装置,只有博士训练才能操作,现在会变得很简单,以前需要很复杂操作的,现在按个按钮就好了。这就和PC的发展是一样的,最初是几十吨的大个头,现在是我们能拿在手中的笔记本。只有小型化了,才更好普及。

Q:那现在量子光源有哪些应用呢?

A:可以利用光的量子特性,比如非局部关联,实现一些� 密通讯。现在是一个信息社会,信息的保密非常重要。还有就是进行新的编码,进行新的量子变相,更好的探索世界。

Q:能通俗地解释一下量子纠缠吗?

A:量子纠缠就是给予量子力学的这种态叠加原理派生出来的。

有两个粒子A和B,它们在一个系统中产生,把这两个粒子分别发向宇宙中很遥远的地方,尽管它们相距的很远,但如果对A粒子进行测量,B粒子瞬间就会塌缩到一个状态上。如果做一个比喻,就像日常生活的母女,女儿怀孕快生孩子了,她的母亲能不能成为外婆,取决于她生没生孩子。如果她生孩子了,不管她母亲知道或者不知道,她的母亲都在她生孩子的瞬间成为外婆了。大致就像这样的关联。

Q:您手头的工作目前进行到哪一步了?

A:前面已经说过,首先就是把试验装置做得更容易操作、更小型化。一个基础研究推向使用,是需要学科的人发挥聪明才智。如果基本工具能更好,很容易拿到,就能更好的实用化、发展。还� �一项很重要的工作,就是搭建利用光纤进行量子信息处理的平台。

Q:看资料介绍,您是8年后才进入科研工作的,为什么呢?

A:本科毕业,我起先做了一名公务员,过上了一杯茶一张报纸的生活,结婚生子。但是7年后,我才发现个人的兴趣依旧在科研上,然后就重返学校读硕士、博士、去美国做博士后,回国工作,在这条路上走了下去。

Q:8年的空白,要重新开始科研工作,一定很难吧。

A:只要真心喜欢,任何时候开始都不迟。关键是要耐得住寂寞,能坚持下去。我喜欢科学,而且科学本身的丰富与和谐优美有助于形成开放的思想和宽容的心态。可以说通过科学研究这个窗口,我触摸到一个更丰富精彩的世界。不觉得起步晚有多难。

Q:如果在您的研究领域,现在有机会得到一个终极问题的答案,您最想问的是哪个问� ?

A:我想知道量子力学的一个最基本的问题,这个世界它到底是实在的还是非局域的,也就是说根据量子力学这个测不准关系,月亮之所以在那里是因为我们在看它的时候才在么?这也算是一个哲学问题吧。

Q:那么有关量子的思考也可看做是对哲学问题的思考了?

A:量子那些费解的问题确实没有给局外人留下任何印象,而且让人费解,用语言及其难表达,但不能说是哲学,只是基于一些哲学假设。

【李小英个人介绍】

李小英,天津大学精密仪器与光电子工程学院教授。分别于1985和1998年在天津大学获学士和硕士学位,2001 年从山西大学博士毕业。2002至2005 年,在美国西北大学做博士后。2005年7月起在天津大学精密仪器与光电子工程学院工作。主要从事量子光学、量子信息和非线性光学等方面的研究。2006年入选教育部新世纪优秀人才支持计划。她在博士研究生阶段实验演示了连续变量量子密集编码;在美国做博士后期间研制了全光纤偏振纠缠光子对。2005年回国后,搭建了基于光纤的量子光学技术实验研究平台,主持和承担了多项国家和省部级项目,在国内完成了利用光纤产生量子关联光子对的实验,利用包括光子晶体光纤在内的多种光纤得到了纠缠光子,并积极探索其在信息处理中的应用。 

【背景链接】

"中国青年女科学家奖"由中华全国妇女联合会、中国科学技术协会、中国联合国教科文组织全国委员会、欧莱雅(中国)有限公司共同设立,旨在表彰奖励在科学领域取得重大和创新性科技成果的女性青年科技工作者,激励广大女性青年科技工作者为建设创新型国家、构建社会主义和谐社会贡献力量,鼓励引导更多的女性从事自然科学工作。该奖每年评选一次,从今年起获奖者年龄不超过45周岁,名额不超过6名,其中至少1名为在西部地区工作的女性科技工作者。

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欧盟12年来首次批准转基因作物种植

Fri, 05 Mar 2010 15:54:01 +0800

3月2日,欧盟12年来第一次批准了转基因作物的种植,这是一种工业用途的非食用土豆。生物技术产业很开心,但也引来了一些团体及部分成员国的愤怒。

这种土豆叫Amflora,由世界最大的化学公司德国巴斯夫研发,它不是用来吃的,淀粉可以用在工业生产中。同时还有3种转基因玉米产品获批准进入欧洲市场。

奥地利反对这个决定,声称维也纳要马上查封这种土豆。意大利农业部长也觉得欧盟委员会过分使用了职权。一些”绿色”组织则担心这种土豆中含有的一种基因会提升对一些救命药品的细菌耐药性,包括治疗肺结核的药品。就在2001年,欧盟还曾立法取缔含有抗生素抗性基因的产品。

德国巴斯夫公司称最快今年就会开始这种土豆的商业化种植,这种土豆的淀粉能让纸张更有光泽,并让粘合剂在更长时间中保持湿润,� �低对能量和原材料的消耗。


为什么在转基因作物里会出现抗生素抗性基因呢?
抗生素抗性基因本身对植物并没有任何好处,它之所以会出现在植物体内,是因为它是科学家从事转基因育种时的好帮手。利用抗生素抗性基因,可以让转基因工作变得更加轻松。

消息来源:商业周刊3月3日报道

图片来自corbis

徐青 编辑

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把狗当成人来养

Fri, 05 Mar 2010 12:21:07 +0800

为什么我们总爱给自己的宠物取名字:旺财,小强,Hello Kitty什么的?这个问题的答案要追溯到两千年前,希腊学者色诺芬尼提出的理论:神人同形同性(anthropomorphism),这个看起来牛逼闪闪的词儿可以用来解释为什么欧洲的神很白,非洲的神很黑。

现在《心理科学最新动向》2月刊一篇论文揭示了其中的心理学原理。现代神经科学发现,我们琢磨人类行为和思考其它非人类物体行为时,活动的大脑区域是很相似的。

人总是把动物植物也当成人来看待,你给它取名,跟它说话,让它穿漂亮衣服,认为应该人道地对待它。 拟人化让我们把一些东西赋予更复杂的意义。根据世界气象组织的资料,风暴名字的来源有圣徒,水手的女友,不喜欢的政客等等。这种行为也方便了信息的传播,更易为大家接受。

当然这种拟人化是有选择的 ��在精神正常时,你不会把所有东西都当人一样对待。怎么去选择呢?答案有很多种,比如相似性,和人越相似就越容易被拟人化,所以一般没人去吃猴子或猩猩。各种因素都可能作用于拟人化,比如寂寞,寂寞让人更喜欢猫,狗,充气娃娃…

法国大革命时期著名的政治家罗兰夫人有一句名言:我接触的人越多,就越喜欢狗。但对于我等凡夫俗子来说,或许接触的人越少,就越喜欢狗。当我们把狗当成儿子闺女来养的时候,总忘不了感叹一句:人生真是寂寞如雪啊。

消息来源:ScienceDaily 2月28日报道《心理科学最新动向》2月论文

图片来自corbis

肖谦 编辑

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不粗不细说偏头疼(一)

Fri, 05 Mar 2010 01:05:29 +0800

(一)哈林的旅程

为啥能看到月亮阴暗的部分?

舷窗外的夜色俊俏地黑着。弦月周围弥散着银灰色的光。大地黑沉沉,好像连着天。月的倒影像个小偷,在一片湖泊里隐没,又在另一片湖泊中出现。夜色润物无声,哈林觉得自己好像也慢慢变得松软了。这趟旅程漫长又艰辛,唯一的好处在于即将结束。要回家了,可不知为何,并没有觉得多轻松,倒是有些消沉。天空中不远处一抹孤云被月光浸成灰色,慢慢地飘走。哈林看来,那片云很像自己。漂泊无依。突然间,一股悲意塞得他有些哽咽,他想起家里的路由器、台灯、还有马 桶和摇椅,只有它们,陪伴他度过了一个又一个夜晚,不知此时没有人照顾是不是蒙上了尘。还有楼下叫春的猫,曾经被他扔过土豆,真担心它从此认为自己是一个粗鲁的男人。哈林的双眼都湿润了,真想早点回到家,好好刷一刷马桶,抱一抱台灯,对阳台下的野猫说一声"hello kitty~"。他还有很多想做的事情。他希望连电灯开关都知道自己对它们的感恩以及愧疚之心。

哈林的双眼继续湿润着,他恨此时的心境只有窗外的弦月可能了解。月色变得有些模糊,左上方的夜空里好像有什么亮东西在闪烁,可是定睛去瞧的时候却什么都没有。他揉了揉眼睛,再仔细看夜空,依稀可见余光里某处,一条光带转折闪烁,在夜空缓缓移动。机舱里发动机轰鸣,一阵耳鸣声由无到有越来越明显,哈林心念一 动,捂上眼,果然,黑呼呼的视野里,一道曲折的光带如波浪一般闪动。这条光带一边移动一边变宽,慢慢暗淡了下去。突然,机舱里似乎弥漫着某种怪异的气 味,哈林觉得有些恶心,又觉得像是晕机,冷汗跟着渗了出来。旁边的女士关心地问他怎么了。哈林睁开眼,像一盏台灯一样呆呆地看着她,他盯着她的眼,却看不到这个女人的右边下巴——有一片视野消失了。

哈林有些烦躁。他知道在这种嘈杂颠簸的环境下出现偏头疼意味着什么。可是无能为力。他什么药都没有带,除了等待头疼的到来,他什么也做不了。

不久,耳鸣声音微弱了。右边脑袋里,一阵波动着的疼痛隐隐而来。他一阵干呕,几乎吐了出来。这个动作让疼痛变得剧烈, 脑袋里好像有一股巨大的力量挣开束缚开始寻找出路,从里向外,拼命冲击脑仁。强烈的钝痛在右边脑子里漫开,应着心跳的节奏一阵比一阵强烈,就像巨浪拍击堤岸,每次都怀着将脑袋爆开的决心。他流着冷汗,机舱的噪音和光线让他觉得更加难熬。哈林的心里像有一团乱麻,任何细小的躯体动作都会加剧痛苦,任何希望它能 有一点点缓解的尝试都不会有结果,他只有静静地忍受。可这痛苦并未因他的顺从而收敛,反而愈加放肆,就像永远都不会终了。哈林开始觉得有巨石开始反复碾压下一刻就会爆炸的头颅。他已经完全无法回避,还得继续用全部注意力去接纳无休止的折磨。这感觉,让哈林分不清究竟是自己在咀嚼痛苦,还是痛苦在品尝自己。

首先是包括情绪变化、视觉异常、幻嗅耳鸣在内的前兆症状,这通常预示着疼痛就要开始了。然后是部分区域内强烈搏动性、持续性头痛,有的还伴随恶心甚至呕吐,以及难以忍受噪音和光的刺激。有时候还会有一过性的智力障碍——哈林所经历的这些,就是典型的有前兆性偏头疼(Migraine with aura)。


偏头疼一般以有没有前兆(aura)分为两类。这种疾病的患者高达人群的百分之十,其中大约五分之一有明显的以视觉问题为主的前兆。像哈林这样每次都来全套的,则非常少。平均来讲,每一个患者,虽然一年中只会有大约18天会遭受它的折磨,通常一次偏头疼发作,会持续4小时到3天不等,有些可怜的人,甚至会持续疼痛一周以上。这种痛苦的折磨常常让患者觉得痛苦如永远般漫长。在哈林的整个旅程中,这种折磨也许会一直持续下去——就像偏头疼一直伴随着人类的整个旅程。

正在治疗偏头疼的医生和鳄鱼

偏头疼带来的痛苦以及伴随着的奇异症状,让东西世界里很早就出现了对这种疾病的解释,不过都是一些怪力乱神的臆想。比如生活在新石器时期的人们,认为这种常常伴随幻觉的头疼是因为有恶灵进入了脑袋,于是就在患者头上钻洞,然后念咒语驱逐它们。古代埃及人稍微好些,从目前最古老的医学文献得知,三千五百年前的埃及法师指望他们的神会垂怜终止这种痛苦,于是让患者顶上一只叨着草药的泥鳄鱼,然后向神祈祷。

慈眉善目的大夫在打洞

比较这些方法对于偏头疼的疗效,有些像比较虱子和跳蚤谁是百兽之王。奇怪的是,顶鳄鱼的法子渐渐消失,而脑袋钻孔却一只延续到十六世纪。哈林有幸生在当 代,否则即便他强烈要求顶一只真鳄鱼,当时的大夫肯定也会诚恳地在没有麻醉没有无菌技术的情况下把他的脑袋钻成一个莲蓬。

在接下来的数千年里,东西文明中的先贤们——也许包括华佗——对这种疾病都给出了各自的解释。这些解释离迷信越来越远,但是并没有离事实越来越近。比如希波克拉底注意到偏头疼患者多会伴发恶心甚至呕吐,因此认为原因在于"胃气上袭入脑"——多么似曾相识。当然,当时的科学技术条件,注定了这种粗略的认知几乎不可能反映复杂疾病的真相。诸如此类的解释在接下来的千百年里陆续出现,又很快消失。一直到Thomas Willis1684年提出血管学假说,人类对偏头疼的认识才算是走上了正途。

发明"神经学(neurology)"这个词、发现基底动脉环的Thomas Willis

Thomas Willis以其在颅脑解剖及生理功能方面的卓越贡献,被认为是现代神经学之父、颅脑解剖的奠基人。和以前偏头疼的探索者不同,Thomas的假说基于他对人脑的广泛研究和深入理解。他注意到人脑虽然是人体神经细胞最密集的脏器,但是脑皮层却没有感觉神经末梢。负责监测颅脑生理环境变化的神经纤维,主要分布于脑血管壁以及覆盖皮层组织的硬脑膜。根据这些发现,Thomas认为大多数头疼——包括偏头疼——并不发生于脑实质,而是为脑组织供血的血管以及起保护作用的硬脑膜。血管的过度充盈以及随之出现的渗出物水肿,撑挤血管壁以及包裹血管的硬脑膜,刺激分布于这些组织的神经末梢,产生疼痛。偏头疼所反映的就是这些血管系统的变化。

血管学假说基于相当详实的解剖生理学证据。而且自血液循环的概念诞生之后,偏头疼特征性的搏动性疼痛和心跳同步。这个特点早就将其与血管联系在了一起。这种解释很快得到了多数人的青睐。血管学假说很好的解释了偏头疼的波动性特征,以及体位的变化对疼痛的影响,可偏头疼发作之前出现的各种先兆性表现,比如视力的变化、听觉异常、嗅觉的改变,甚至包括情绪乃至智力上的波动等等,明显是皮层功能出现的变化。这些现象单纯用血管过度充盈是解释不了的。实际上,如果更细致的观察偏头疼的发作,经常发现发病区域并不在血管供应区。这更是血管学说的硬伤。所以,即使Thomas的学术地位如日中天,认为偏头疼来自神经病变的挑战者仍然络绎不绝。

1873年,Edward Liveing "论头疼"一文中提出了截然不同的观点。他宣称,神经系统才是偏头疼的始发因素。

当时人们对真正和偏头疼相关的神经功能细节还不是很明了。但是以Edward Liveing为代表的研究者们知道视丘脑(optic thalamus)负责视觉信息的加工和传递、迷走神经核(vagus nerve)负责内脏——比如胃肠道——的功能调节。所以在他细致分析了67位偏头疼患者的发作表现症状后,认为偏头疼的视觉异常以及呕吐和这两个神经有关,最终将它们联系在了一起,提出神经病变假说,认为和这两个神经有关的某个感觉神经承载了过多的神经冲动——Edward 文绉绉地称之为神经风暴(nerve storms)——以致变得异常敏感,不仅激发邻近脑区产生前兆症状,还刺激血管产生反应性扩张。Edward还认为,搏动性疼痛不完全因为血管压力的大幅度增加,主要因为变得敏感的感觉神经将原来正常的外周神经刺激变成痛觉刺激

Edward的假设解释了疼痛原理,也更好地覆盖了血管学说无法解释的先兆症状。尽管听起来很有说服力,从今天的角度看其实并不正确。虽然迷走神经以及视丘脑的确和内脏以及视觉有关,但是真正引起偏头疼伴随症状的,却是脑的其他区域。而和疼痛直接相关的,也不是和迷走神经以及视丘脑相关的"某个感觉神经",而是三叉神经感觉支。

三叉神经在偏头疼中的原理简图

人体对收集、整理感觉信息有着细腻的安排。头颈部的感觉神经冲动,主要流向三叉神经和上颈部的脊髓背侧核,它们负责头面部绝大部分的皮肤粘膜的感觉。除此之外,三叉神经还负责传递颅腔内大部分血管壁以及硬脑膜的感觉。一般情况下,这些外周感觉细胞会将获得的信息一边交给直接控制血管的神经,一边汇聚起来像多米诺骨牌一样交给下一级的神经细胞,一路下去直到大脑皮层,进行最终的信息处理。接纳这些神经信息的次级神经,不仅邻接紧密相当集中,以至于有时候会出现信息分析方面的困难;而且这些神经信号在传递的时候,还会有一些进入某些和情绪有关的中枢系统。因此我们身体有些不同区域的感觉会出现混杂——比如挠肚脐眼,肛周会阴部位偶尔也会有感觉;又比如在日常生活中,头部受到撞击会觉得一种难以名� 的烦躁。这都是和神经系统的特点有关。

中枢神经这些复杂的生理学特点,才是多变的偏头疼症状真正的根源,也是借以判断这些理论对错的依据。可是于理论,当时人们对这个领域的探索才刚刚开始;于物质,这些复杂的生理、病理过程需要什么化学物质、以什么方式去实现?当时的科学水平更加不可能回答这样的问题。所以实际上这两种学说——尤其是神经学假说——尽管看起来挺美,都只是凌空虚蹈;尽管针锋相对,可既不能证明自己对还是不对,当然,也无法证明对方错还是不错。

这种尴尬局面一直持续到十九世纪的中叶。(有下集,吧嗒吧嗒)

—————–表 爱 心 以 及 诉 衷 肠 的 分 割 线—————–

偏头疼患者众多,也许读这篇文章的时候,有些读者还不知道自己为什么头疼,更别说如何寻求药物的帮助了。我希望这篇文章对哈林、橘子、猛犸还有窗敲雨这些饱受折磨的可怜娃们有帮助。

下一节会涉及到医学研究中用到的一些方法,以及所谓西医的现代医学中药物和疾病的关系。和这一节相比,多少有些枯燥。但是我个人觉得如果能理解,对我们看待很多有关医学方面问题是有帮助的。

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