感觉———视觉听觉触觉嗅觉和味觉.docx

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1、感觉视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉李璞译 华健校它们欢娱、调定和限制了我们这个世界的界限，同时它们也正在帮助我们 解开大脑的奥秘。对19世纪法国诗人波德莱尔来说，根本不存在有臭味之类的东西。他可能 会把20世纪的美国人看成是极为神经质和过分敏感的人 当时在美国，人体臭 味是禁忌的，强烈的香味会立即被空气清新剂压下去，一些素以其魅力和治疗 威力驰名的香水，在某些场合也是被禁止使用的，以保护那些对多种化学物质 极为敏感的人。的确，在波德莱尔开始其写作的年代，文明对人类的感觉的白然状态造成 的严重破坏，技术提供的能力，不仅是去驯服和使之安静，而且也是去挑逗和 过度刺激。人造香味和香料欺骗了鼻子和舌头。

2、广告商运用瞬间变幻的图像使 人眼花缭乱。报警器的尖啸刺耳声和寻呼机的嘟嘟鸣叫声时刻向听力进行挑战。在我们运用感觉之时，科学明白指出我们必须给予它们更多的尊重。越来 越多的事实记载了更新换代或滥用感觉的惊人后果。科学家正在发现，如果不 培育我们的天然能力，就阍影响特准的健康、情感乃至致力。例如，听觉和情 绪紧密联系，当一个吃奶的婴儿在其母的怀中仰望时，其中耳肌肉反射地收缩， 使他准备听到人语的音调。又如按摩般的抚摸可以减轻疼痛并使注意力集中。 我们否认如何冲刷或擦洗，每个人的身体都会散发出一种独特的天然气味，犹 如指纹一样，人人名异。研究人员认为这种气味是在选择性伙伴的一个重要因 素。各种感觉除

3、了它们的欢娱和调定能力外，也对人类大脑各种工作打开了一 个窗口。在过去的20年内，对嗅觉、视觉、听觉、触觉和味觉的大量研究已推 翻了大多数过去有关大脑如何作用的理论。例如，过去科学家认为大脑在一个 人出生时即已定型，以及构成神经中枢的上万亿个联系都是由遗传学所决定的。 但是，研究结果发现初生儿脑中绝大部分神经元需要各种感觉的输入，才能使 各种感觉相互适当地联系起来。同样，科学理论直到最近才认为各种感官完成外界大部分信息处理工作： 如眼睛观察运动，鼻子辨认气味。但是，现在科学家认识到耳朵、眼睛和手指 不过是一个中转站，它们传递一些信号，然后这些信号被加以集中处理。哥伦 比亚大学分子生物学家阿克塞

4、尔称：“鼻子并不嗅味，而是由大脑进行嗅味。我们的每个感觉只是把经验砸成碎片，并将这个世界解析成为许多施法上的一些 名词和动词，然后由大脑把这些碎片捡拾并拼接起来而成本感觉。”在美国一些实验室内，研究人员正在研究这些感觉的图像，这些图像不仅 能阐明大脑中神经系统的神秘、复杂情况，并且还能提出感官感受能力所以充 沛的缘故。一些科学家发现，把婴儿放在摇篮里摇晃不仅使他们感到妙不可言， 并且这对新生儿情感和认识上的发育是绝对重要的。这个研究结果，已被应用 于对感觉受损伤的人们进行实际帮助：去年，波士顿的研究人员研制出一种尔 做视网膜芯片的微型电子装置，它将使儿童期后致盲的盲人的视力恢复。这种 新的感官

5、科学对有感觉和有思想的人类意味着什么将被被重新定义。总有一天 它将导致对意识本身的理解。*1.视觉*百闻不如一见，因为视觉是人体最高的信息收集者，至少就大脑的认知一 点而言是如此。华盛顿大学神经学家艾森认为整个大脑皮层的1/4,即大脑皱褶的表层，用于视觉的多于其他感觉。因而，视觉给科学家提供了对大脑结构和作用最有力的洞察力，这种说法 是恰当的。伦敦大学学院神经生物学家津基尔，研究视力首先“要了解大脑” 是绝对重要的，部分原因是视觉的研究工作较其他感觉煌研究容易。提出视觉 研究的最初思路是在1950年，其时霍普金斯大学神经生物学家胡贝尔和维塞尔 正在进行一系列获得诺贝尔的实验。他们用细如毛发和电

6、极插入猫的大脑，并 记录下大脑在视觉形成区单一神经元的激动情况。当猫注视一根斜的光棒时， 就有一神经元会激动。当光棒稍稍移动一个不同角度，则另一个不同的神经细 胞产生反应。胡贝尔和维塞尔的发现导致了一个革命性的想法：当我们看到一幅统一的 景像时，大脑总是把景像分成许多部分，每个部分将激发不同的神经无组，称 之为视力图。一张视力图对颜色和形状反应，另一张则对动作起反应。单在视 力系统至少就有五张视力图，并且最近的研究工作正指明其他感觉也是同样地 在大脑中编码。例如，在一张听力图中，有两组神经元，它们对两种相似的声 音（如go和ko）起反应，这两组神经元相互靠近，而那些对“ mo”音起反应 的神经

7、元组则相距较远。尽管我们认为感觉能力是各白独立的，但研究人员正发现在理解这个世界 时这些器官相互支持和帮助。1995年办地斯特大学心理语言学家泰纳豪斯对人 们倾听附近的人说话时进行录像。在倾听时，倾听者的目光突然移向说话者。 泰纳豪斯发现这种动作极为快速，甚至倾听者都不觉得他们的目光已转变，可 是这些动作有助于他们理解这些句子的文法。显然，并不要求视觉动漫了解文 法。但是在这种情况下，大脑在处理语言时，综合了视觉暗示。大脑对彩色视觉也有极大影响，故大脑受伤的人老是把世界看成是灰暗色 的。感觉彩色的能力来白眼球后面的叫作锥形体的细胞。数十年来，科学家认 为每一个彩色视觉正常的人一般具有相同的色调

8、。然而，一些研究最近指出每 个人看到的三种锥体细胞一一视红、视绿和视蓝细胞一一并且看到相同的色调。 然而，最近一些研究指出每个人看到的调色板却各不相同。去年，威期康星医 学院的研究人员尼兹及其丈夫杰伊发现人的锥体细胞基因达9个之多，表明锥体细胞可能有许多。已发现有两个红色锥体亚种。具有其中一种的人与具有另 一种红色锥体亚种的人看红色就不一样。尼兹称“这就是为何人们主张要调整 电视机色彩的原因。”*2.听觉*听觉是通向语言的途径，也是人类特有的一种技能，一个正常婴儿一到人 世，其耳朵就能适应人类的声音，以此增强语言、情感和智力间神经中枢的联 系。甚至儿童在处理声音时遇有一个微波的故障也会影响听觉

9、的发育。美国约 有700成了个听力和智力正常的儿童在语言、阅读和书写方面发生一些不易消 除的总是，因为他们不能辨认语言的某些重要部分。鲁格期大学神经学家泰拉 尔指出对语言学习有缺陷的任意就不能区分“爆破”子音 b, t和p之间的差异。 贫僧往往将tug发成pug音。泰拉尔一直认为总是在于这些声音对这些儿童来得 太快了。母音共振约100微秒或较长，但爆破子音仅持续 40微秒，有些儿童用 这一时间来不及处理它们。他说：“这些耳朵听到了这种音，可是它未能正常地 传送到大脑”。两个前，拉尔与旧金山加州大学神经生物学家迈赞尼什合作开发了一套计 算机游戏，它使29例有语言学习障碍的儿童有了显著进步。她还和

10、其他一些神 经生物学家编写了计算机程序，生长了爆破子音，使这些儿童发音较响。他说： “这如同为大脑形成一个重点。” 一些语言和朗读成绩落后于其同学一年或三年 的儿童经过每个月一天三个小时的训练课程后，其进步神速，一下子跳了两整 年。这些研究人员成立了一家公司一一科学学习公司，以使他们的一套方法能 在数年内在老师和专业人员中得到谈及。儿童不能正常地听到人类语言声音，也可能是由于其孤独性所致，这使他 们不能与其他人进行情感上的交流。马里兰大学精神生理学家波杰斯认为许多 孤僻性格的儿童听到的不是人语之音而是一些可怕的噪音。他把这些儿童的畏 惧归咎于控制面部表情、语言、内脏感觉和中耳的部分神经系统。这

11、些体内最小的肌肉群能使耳朵过滤声音，很像眼内肌肉使眼球聚焦在近 处或远处的物体上一样。孤僻性格的儿童的神经系统（包括中耳在内）是比较 迟钝的。结果，这些儿童不能专心听到人类声音的高音而仅能听到低得多的低 音，台马路上车辆的隆隆声和吸尘器的轰鸣声。在过去长期的进化中，这些噪 音是危害的预兆。波杰斯认为孤僻性格的儿童很想与他人有情感上的联系，但 控制许多情感反应的神经系统不能得到发育。波杰斯说，训练神经系统可以帮助孤僻性格的儿童获得语言和情感技能。 他和他的同事们已经开始一种由音调和歌曲组成的试验必治疗法，用计算机筛 选出低音，迫使中耳集中在人们谈话的高音上。 有16个三年级学生经过5次90 分钟

12、课程后，其中大部分学生取得了连波杰斯都没预想到的巨大进步。*3.触觉*病理学家拉贝写道：“皮肤是身体实在的和隐喻的边缘 抵御一个怀有敌 意外界的边界。”可是，皮肤是一种能最清楚地表达爱情语言的器官一一不仅仅 在性感区。他人的抚触会引起激素的分泌，从而能消痛提神。一个丧失了触觉 的儿童，他的大脑和身体将停止生长。这种对最熟悉感觉的新观点，产生于 10年前，其时儿童学家菲尔德发现如 对早产婴儿每天按摩3次，每次15分钟，其体重交换比在加强护理（尽可能不 抚触的护理）增加47%。现任迈阿密大学触觉研究所所长的菲尔德称：经抚触 的早产儿并不吃得更多，而是他们能更有效地消化食物。他还发现，经抚触的 早产

13、儿在觉醒时对周围事物变得更加机灵和注意，而在睡眠时睡得更香更沉且 更具有恢复力。婴儿经8个月的按摩后，在智力和机动性的测试中都取得成绩。在三个一生中，经常受到抚触可产生治疗保健作用。研究人员发现，抚触 可使严重烧伤的儿童减少痛苦，并能增强锋利性免疫缺陷（艾滋病）患者的免 疫系统。菲尔德最近发现办公室工作人员每天接受 15分钟按摩可散发出与机警 有关的较高水平的大脑波。参试人员经按摩后，其错误也只有原来的一增。这些似乎仅是触觉和感觉上的发现，有越来越多的心理生理事实予以有力 支持。瑞典生理学家尤纳轴-莫伯格最近的一些实验表明轻柔的敲打刺激机体分 泌催产素，有时也叫爱的激素，因为它能增强多种动物母

14、亲和其孩子间的亲情。 尤纳轴-莫伯格称：“抚触和爱情之间有着的生理联系。” 一个人在不安和紧张时, 催产素可以减轻疼痛和阻止激素分泌。对任何动物的幼婴而言，抚触就意味着母亲一一食物、潮和安全的源泉一 一就在近旁。当母亲离开不在身边时，很多幼小动物在生理上出现紧张状态， 同时停止新陈代谢一一一种天生的保存能量的反应，直到母亲回来后才一切恢 复正常。杜克大学药理学家尚伯格称，小鼠尽管喟饱和保暖，如果没有母亲， 它们就不生长。如用一把刷子轰击它们以模仿其母亲对它们的抚舔，则它们马 上就能重新茁壮成长。尚伯格说：“需要一种正确的抚触促使它们成长，这比饲 以维生素更为有效。”*4.嗅觉*在人类进化过程的

15、很久以前，嗅觉起着很重要的作用，它表明谁已将成熟 和谁已能战斗。可是其后不入，嗅觉即告声名扫地。亚里士多德将嗅觉贬低为 感觉中最具兽性的一种，康德渴望失去这种感觉。最近的研究恢复了鼻子先前 的荣誉。费城莫尼尔化学感觉中心的主任布肯姆说：“气味在人类行为和生理方面所起的重要作用远比我们所认识到的要多。”幼儿一出生就能立即根据其母亲的气味识别她，而且一些研究表明成年人 单凭嗅觉可以识别其孩子或配偶穿过的衣服。在 1995年，布肯姆及其莫尼尔中 心的同事报道，一个妇女的气味是由遗传决定的，在怀孕时会有所改变，以反 映她本人和胎儿的混合气味。嗅觉最值得赞扬的能力是它能唤起记忆力。诗人阿科曼写道“击中一

16、个嗅 觉的引发线，记忆力立即爆发。”莫尼尔中心心理学家赫兹说，其原因是“嗅觉 具有情感的特性”。在她最新的一个实验中，赫兹向人们展示一系列能引起人们 回味的绘画。同时，以各种不同的方式向受试者展示另一个感觉信号，例如一 只桔子。一些人看到一只桔子。另外一些人摸到一只桔子，并听到桔子这个名 词或闻到桔子味。两天以后，当受试者得到同样的暗示，并且要求去回忆与其 相配的场景时，那些闻到桔子味的人记忆起当时闻桔子的场景并产生了一个充 满情感的反应。赫兹和其他人认为引起如此生动回忆的香味能力是由人体产生的。一种气 味在大脑中的第一通道是嗅球，这是两个紫黑浆果大小的一块皮质，神经细胞 就从嗅球伸展通过颅骨

17、进入鼻子。例如由桂皮飘来的气味分子与这些嗅神经细 胞相结合，嗅神经细胞发出信号首先到达嗅球，然后再到边缘系统性驱动、 情感和记忆部位。嗅球和新大脑皮质或大脑思考部分之间的联系，如与通向情 感中心的公路相比，则是一些次要的通道了。科学家们一度认为所有的嗅觉由七种重要气味组成。但是在一系列第一流 的实验中，由哥伦比亚大学的阿克塞尔和哈佛大学的布克领导的研究小组指出 嗅觉的机理是非常复杂的。在 1991年，这些科学家发现一个至少有 1000个基 因的家族，它们与在鼻子中的1000个嗅神经细胞类型是相一致的。每一个嗅神 经细胞类型对一个个仅仅一类型气味分子产生反应。一般人能闻出1000多种气味。这是因

18、为一种单一的气味是由一种以上、甚 至几十种类型的分子组成的。一支玫瑰可以刺激 A、B或C神经细胞，而茉莉 能刺激B、C和F神经细胞。阿克塞尔说：从“理论上说，我们能够测出一个天 文数字的气味。”相当于10的23次籍。然而，大脑不可能有如此大的空间保持 所有这些分子的可能结合，所以仅仅集中在与进化相关的约达10000种，如成熟果子或性配偶的气味上面。阿克塞尔和布克目前发现嗅球控制着一张“图”类似于大脑用来，进行视、 听的图。他们在小鼠体内植入一个基因，并把从动物嗅球进入它们鼻子的神经 染成蓝色。追踪这些神经细胞的轨迹，这些科学家发现，这些负责测出单一类 型味觉分子的神经细胞全部回到嗅球中的一个点

19、。换言之，鼻中所存在的杂乱 的嗅神经细胞在大脑中则顺序合并成组。总有一天嗅觉图可有助于嗅觉缺失症，即无嗅觉症状。弗吉尼亚州里契蒙 德的基洛恩三年前溜冰时头部猛地撞寺，造成从鼻子到大脑的损伤，从而丧失 了嗅觉，美食家基洛恩残废了。她说：“我能记得坐在餐桌帝请我的丈夫描述我 刚恩斯特就的菜肴味”。基洛恩的嗅觉能力已在逐步恢复，但是还不完善。弗吉 尼亚州立大学神经生理学家柯期坦卓说，一种可以性是鼻部的一些神经虽已恢 复或已再生，但目前在她的嗅觉图上，仍然不能与正确部位相连接。基洛恩的恢复情况虽不太完善，可是给了科学家一线希望，总有一天，例 如在脊髓损伤之后能促使其他神经细胞再生。柯斯坦卓和其他一些人

20、正在探索 由人体产生的化学物质能起到交通警的作用，清楚地告诉神经细胞在何处生长。 同时，基洛恩对每一点点扬眉吐气都感到十分可喜。她说：“在夜里我梦见洋葱和大蒜，并且闻到它们应有的气味。”*5.味觉*人类能把几乎一切东西，从带刺的尊麻到蟒蜻，都放进嘴里当作食物。幸 运的是进化赋予人类舌头以味觉，使人免于营养不良和中毒。四种单纯味道一 一甜、咸、苦、酸告诉人们何者对健康有利或有害。但是科学家们正在发 现味觉器官远不只是使我们避免中毒，每个人对食物的品各不相同，这是遗传 决定的敏感性，能影响人的胃口、体重和健康。全世界的人们为追求新奇，喜欢一些能引起微小疼痛的食物。康涅狄格州 黑文一家香炉食物实验室

21、的心理学家格林说：“人们已有能力说，嗨！它实际上 不会对我有什么损害的，让我再试一下！ ”他发现辛辣刺激口中神经，因而口内 感到极度发烫，引起辣烫印象。苏打水和香槟酒的气泡使人感觉它们好似在嘴 内翻滚，事实上，泡沫中的二氧化碳在刺激痛感神经。有些人把肉丸视为无上佳肴，但对另一些人来说，可能极为平淡无味。科 学家很早以前就知道有些人天生不能尝出一种淡苦味的东西，其名字颇为饶舌：“丙基硫氧口密喧”，筒称PROP。约有1/4的白种人是“不善品味者”，他们对PROP 极不敏感，而大多数亚洲人则能尝知其味。目前，耶鲁大学的心理学家巴托舒 克等研究人员发现第三类可称做“超级品味者”的人。他们的舌头十分敏感

22、， 甚至口中塞满PROP而能品尝出许多食物一一白巧克力、糖果到甘蓝等蔬菜中 所含的最微量的发苦化合物。巴托舒克：“这能够解释为何布什最讨厌吃甘蓝的 缘故。”她最近发现超级品味者口中的味蕾比不善品味者要多出2倍，并且具有较多的品尝食品的神经末梢。因此，他们感到糖果更甜，奶油更香。一碟好菜 可使他们欣喜若狂。在一项存在进行的研究中，巴托舒克的小组发现一些老年妇女往往偏爱短 信和油腻食品，可这些食物连有些超级品味者都认为过于油腻而拒用。毫不足 怪，超级品味者大都体瘦并胆固醇较低。这些研究人员在其实验中要求爱试者 品尝巴托舒克认为是一种可口的东西一一奶油与油脂的混合食品。她说：“我是一个不善品味者，我

23、体重较重。我吞食测试食物。”但是品尝能力并不仅仅是对食物的偏爱和体重的事。莫 尼尔化学感觉中心的一些科学家最近完成一项研究表明不善品味者可能也是嗜 酒者。人类的感觉只能感知现实的一部分：我们看不到引导蜜蜂采蜜的紫外线， 我们也听不到海豚发出的大部分声音。由此可见，感觉限制了智力认识界限。 但是大脑也限制了我们觉察事物的限度。人类所见、所闻、所嗅和所尝到的不是他周围的世界，而是世界的一种版本，是他们脑中所虚构出的一个世界。休 斯敦贝洛医学院神经科学家毛温塞尔称：“人们认为他们所见到的是真实存在的 事，但实际上并非如此。眼睛只是收集从我们周围物体反射出来的光线，但是 大脑仅注意到景像中的一部分。例

24、如在一个凌乱的写字桌上寻找一支笔，你只 是扫视一下桌面而不会去注意散放在桌上的一些文件。”感觉（sentience这个词是由拉丁语动词sentire派生出来的，意思是“去感 觉”。在感觉方面的研究，尤其是发现了感觉映像，使得科学家对我们称做意识 的状态有了进一步的了解。然而这个巨大的进展也不过是一个开端。马里兰 -巴 尔的摩大学神经学系主任雪普莱尔：“在某种程度上，这些有为有趣的映像大大 地诱惑了我们。但我们至今仍未回答出这些总是，如你如何从视觉映像来辨认 面貌，或者如何从听觉映像来识别两个不同的钢琴家弹奏的莫扎特奏鸣曲。21世纪的挑战将是弄清大脑一旦把感觉景像打成碎片后是如何再把它们结合在一 起的”8