书城自然未解知识之谜总集(求知探索系列丛书)
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第3章 人体生理解密(3)

节食和运动,虽然简便易行,却难以坚持,因为饥饿和疲劳常常动摇人们的信心。于是,近年来学者们试图找出一种既不影响口福,又能减少体重的途径。例如,国外研制出一种减肥脂肪,它的外形和色、香、味与动物脂肪毫无二致,但人体却不能吸收。寻找一些减肥食物,也是一个重要的方面。例如我国南方四川等省产的魔芋,就是一种。魔芋中含有40~50%的葡萄甘露聚糖,可以有效地防治便秘、胆结石、结肠癌、痔疮和静脉瘤,被称为“胃肠道的扫把”。葡萄甘露聚糖的膨胀系数极大,可达到原体积的30~100倍。日本将它做成助控保健食品一海曼那,吃得不多,能给人以饱感,可避免因营养吸收过多而发胖。国外报纸称它是“肥胖者的福音”,“肥胖者再不用忍饥挨饿了”。

此外,针灸减肥,自我暗示减肥也在试行,并在某些人身上取得了成效。美国等国的医药厂商,正在研究能使体内热量充分利用,而不变成脂肪的生热药。据说这种药将比其他减肥药更加优越。

总之,随着科学技术的发展,人类一定能克服自身的肥胖。

口吃之谜

从人类开始使用语言起,就存在着口吃现象。自古以来,曾有许多人研究和探寻给人们造成语言障碍和精神痛苦的口吃之谜。早在2000多年前,古希腊大哲学家亚里士多德就提出,口吃是人的四种基本情绪发生混乱的结果。100多年前,有位普鲁士外科医生,试图用割去一部分舌头的方法来治疗口吃,结果只是给这些人造成了更大的痛苦。

第一次对口吃进行系统研究的人,是60年前美国爱俄华大学的温戴尔·约翰森。他是因自己深受口吃之苦而立志研究这个问题的。但是,由于他确信自己无论在神经上还是生理上都没有缺陷,因此只提出了一种观点:口吃是人在儿童时期模仿口吃者讲话学来的。但是,他从未能证明这种观点。

据统计,每100人中就有1~2名口吃者。在口吃者中,大约有1/5的人是暂时性口吃,一般发生在2~7岁期间,成年后口吃自行消失。另外4/5的人是持续性口吃。迄今为止,许多矫正口吃的方法都有助于增强讲话的流利性。但经矫正后,通常表现为讲话速度较慢。

从特点上看,口吃者讲话中充满了快速的重复和突然的停顿。由于声音的产生要求大脑、呼吸系统、声带、舌、腭和唇的协调配合,因此,生理学家们一直试图找出是哪一部分器官失常造成了口吃。

有些研究人员认为,口吃的原因很简单,只是因为口腔送气不足,不能把要讲的话语连续发出。还有的人提出,口吃是大脑两个半球争夺对语言控制的冲突造成的。但是,这种推测一直无法证实。相反,口吃者的大脑与正常人是没有区别的。事实上,正常人偶尔也会出现表现为口吃的语言障碍,而且这种现象与口吃者一样,通常都是出现在一句话开始时或换气之后。

在一般情况下,当口吃者唱歌,低语,参加集体朗诵或没有留意自己在讲什么话时,几乎没有口吃现象。但是,当他们处于紧张和压力之下时,如作公开发言、打电话或介绍情况时,口吃就会变得很严重。在学校里,口吃的儿童和同学在一起时,可以顺利地背诵课文,但在课堂上教师检查时,他们则会张口结舌。

根据上述现象,许多心理学家把口吃归因于教师对学生过于严厉或家长对孩子过于苛刻,这些因素在孩子内心中引起无法解决的冲突,而口吃则是这种内心冲突的表现。但是也有许多人不同意这种看法,他们指出,许多口吃者在儿童时代并没有经历过类似的环境。

弗洛伊德精神分析学派的专家们相信,人的敌意或焦虑是通过受阻碍的语言表达出来的。他们认为,口吃是一种精神性疾病。但是,事实上,大多数口吃者,用精神疗法都无效。

而且大量心理表象显示,口吃者并不比其他人更神经过敏。

最新研究表明,口吃与家族有关。而且男性是女性的4倍。此外,有证据显示,不是口吃本身具有遗传性,而是在这些家庭的成员中的一种倾向性或易感性使他们容易变成口吃者。美国德克萨斯大学语言心理学家弗朗斯·福利曼认为,这种倾向性的存在,并不能使孩子注定变成口吃者,而是需要某种确实存在。或被孩子感觉存在的压力促使口吃在他们身上出现的。有些儿童可能从遗传上获得的只是较慢的语言功能或较差的语言协调能力,在这种情况下,许多因素,如父母讲话很快,就可能成为激发孩子出现口吃的原因。

美国休斯顿大学的语言病理学家马丁·阿德姆斯提出,迄今为止,已经使用了几乎所有方法对口吃者进行了研究、检查、测试和分析。环境和遗传这两个因素显然都与口吃有关。

越来越多的证据显示,口吃并不是由某种单独的因素造成的。

科学家相信,通过不断深入的研究,迟早会解开这个使人们困惑已久的口吃之谜,并能找出有效方法来彻底解除它给许多人造成的语言障碍和精神痛苦。

记忆与“多米诺骨牌”

据说,法国皇帝拿破仑有很强的记忆力。有一次,一位军官向他报告法军海岸炮兵的备战情况,说错了一门大炮的位置。拿破仑立即当众纠正了军官的错误,使在场的人对皇帝的记忆力都惊奇不已。实际上,拿破仑不仅对法军海岸大炮的位置记得很清楚,他甚至对每门大炮的种类和射程都能一一背诵。欧洲的山川位置、每个驿站之间的距离,哪儿可能屯兵、哪儿可以埋伏奇兵、哪儿可以作战场,拿破仑都熟记在脑,这就难怪法军在欧洲屡战屡胜、所向披靡了。

然而,记忆却是一种十分复杂的大脑活动过程。即以“苹果”这个词为例,你也许不会想到,这个简单的单词在你的大脑里,竟会引起那么多的脑细胞活动。众所周知,苹果是一种吃起来脆甜的粉红水果。可是在记忆里,苹果是由“脆甜”、“粉红色”、“水果”这三个概念组成的,而这三个概念又分别储存在大脑里的三个部位一这是在对失语症患者的研究中发现的。其中最典型的是一位名叫M·D的35岁男子,他由于左脑中风而患失语症。当人们把各种水果、蔬菜放在一起,让他指出哪个是苹果时,他会马上用手指出来。这说明M·D是具有这些水果、蔬菜的知识的。但如果别人单单把苹果拿出来,问他这是什么水果时,M·D却叫不出来。显然,他大脑里的词汇提取能力出了故障。

故障在哪里呢?人们拿玩具、工具、颜色、衣服和动物图片给M·D辨认,他都能一一说出它们的名字。但一看到水果或蔬菜时,他就张口结舌说不上来了一可见,他记忆水果、蔬菜的那个脑区出了故障。

这些研究以及对动物的实验,为研究记忆形成时的物理化学变化奠定了基础。因为,只要知道储存记忆的部位,就可以把研究的重点放到那个部位的神经元(神经细胞)上去,并进一步弄清神经细胞在记忆过程中所发生的物理化学变化。神经元包括细胞体、树突和轴突。轴突是信号的通路,与其他神经元相连。两个神经元之间的突触是信息转换点,突触包括前膜、间隙和后膜。

美国哥伦比亚大学的埃·坎代尔博士和国立卫生研究所的丹·亚尔古博士,用电刺激动物大脑里的海马组织,几个星期后,他们发现海马组织的神经细胞对电刺激特别敏感,也就是说,这些神经细胞形成了记忆,即“持续活化”了。

美国加利福尼亚大学的神经学家凯莱·林奇博士用白鼠脑组织做了类似两位博士所做的实验。结果,他发现白鼠脑组织在电刺激下,也会产生持续活化;此外,他还发现神经细胞的结构也产生了变化:神经细胞之间的结合数增加了,同时,神经细胞的特定部位还出现了变形。林奇兴奋地说:“这可是我从来没见过的异常变化。这说明,神经细胞对于物理刺激的反应很强烈,所以能产生持续的变化。也许,我们能由此而解开脑记忆之谜哩!”

与林奇共事的波多利博士,则着重研究当兴奋通过突触传到神经细胞时,使其产生的结构变化。他发现,这个传导过程是这样进行的:前一个神经元首先放出一种化学物质(即神经传导物质),通过扩散而穿过突触,跟下一个神经细胞头部(突触后膜)的受体结合,使受体活化,这样,带电粒子就穿过了下一个神经细胞的膜,把兴奋传递过去了。

他们两人合作,又有了新的重大发现:原来当神经细胞受电刺激后,在持续活化的情况下,会放出大量钙离子,而钙离子又能够活化神经细胞里的番木瓜酶。番木瓜酶再去分解其他蛋白质一这个过程就像推一个、倒一串的多米诺骨牌游戏似的。

在番木瓜酶分解的蛋白质里,有一种叫做“弗得林”的蛋白质(神经细胞轴突的主要构成材料),它被分解时,就会使神经细胞变形,并使神经细胞之间产生新的结合。林奇认为,这一连锁反应的结果就形成了叙述性记忆,而其中的关键物质是番木瓜酶。

当“弗得林”被分解时,神经细胞中专司接受谷氨酸的受体就会增多(谷氨酸是大脑中海马神经细胞之间交换信号所必需的传导物质),从而使突触后膜的神经细胞对谷氨酸的反应变得更加敏感;而受体增加后,钙离子的流入量也会增加,被活化的番木瓜酶又会增多……

林奇博士为了验证叙述性记忆在海马组织中形成时,番木瓜酶所起的关键性作用,便用抗纤维蛋白溶酶剂对白鼠进行试验(抗纤维蛋白溶酶剂具有阻碍番木瓜酶分解弗得林的作用),他把一个特制的小泵植入白鼠的大脑里,这个小泵能使抗纤维蛋白酶制剂在白鼠的脑内循环。结果,白鼠的饮食、睡眠等没有受多大影响;但在复杂的“迷路实验”中,白鼠却不知道该走哪条路线才能得到食物,这跟切除了海马和扁桃体的白鼠的表现一样;却跟正常白鼠的表现大相径庭。正常白鼠总是能在复杂的迷路中找到食物,并可记住寻找食物的正确路线。

由此可见,钙离子一番木瓜酶一弗得林这个连锁反应,就是在海马中形成叙述性记忆的必经路线,番木瓜酶以及由它引起的突触变化是形成叙述性记忆的关键。

那么,操作性记忆又是怎样形成的呢?人们猜测,这个过程的形成关键在于神经细胞必须合成新的蛋白质。

为了解开这个谜,林奇博士把白鼠分成两组,对第一组白鼠的脑内注射肌球蛋白,对第二组白鼠脑内注入抗纤维蛋白溶酶制剂,然后检验两组白鼠学习躲避打击的能力。结果发现,第二组白鼠跟正常白鼠一样,一下子就学会了如何躲开打击;而注入肌球蛋白的第一组白鼠却显得很迟钝,几乎总是惨遭打击。

由此可见,注入肌球蛋白会阻碍操作性记忆的形成,其原因恰恰在于肌球蛋白是阻碍合成新蛋白质的化学物质;而这种新蛋白质到底是什么?至今还是个谜。