沉默「第六感」之謎

2023-04-01 12:15:51 1

Christina Animashaun

利維坦出版社:

與在黑暗中迷失方向且無法定位的正常人不同，患有「本體感覺缺陷」的患者在閉眼(黑暗)的情況下無法定位自己的某些部位(例如鼻子)，同時，他或她也無法感覺到外界對他或她的身體的輕微觸摸。這確實很奇怪——病人可以控制他或她的身體和四肢，但是他或她的外部刺激迴路被中斷了。

請想像以下場景:你閉上眼睛，試著走一會兒。總的來說，雖然路線有偏差，但你的基本方向和空的感覺是存在的。然而，那些缺乏本體感覺的人不能移動，甚至摔倒在地上。

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——3——被綁在國家衛生研究院臨床醫學中心椅子上的法國女人叫薩那，31歲。她身材嬌小，棕色捲髮。她面前是一張桌子，周圍有12個紅外攝像機，用來跟蹤和記錄她的動作。測試將很快開始。

桌子上有一個圓筒，頂端有一個銀色的塑料球。薩那的任務是這樣的:她會先摸摸自己的鼻子，然後摸摸她面前的塑料球。很簡單。她也這樣做了，先摸摸鼻子，然後摸摸塑料球。

然後是困難的部分。

實驗室技術員讓薩那閉上眼睛，然後把後者的手指放在塑料球上，然後把它移到薩那的鼻子上，最後放開，讓薩那閉著眼睛繼續做這個動作。

結果，塑料球的位置似乎突然從薩那的腦海中消失了。她四處摸索，雙臂左右擺動。當她成功抓住塑料球時，這看起來也像是一個巧合。她甚至很難確定鼻子在臉上的位置，有幾次她完全失去了位置。

「就像迷路了一樣，」薩那通過翻譯告訴我們。當她閉上眼睛時，她不知道自己的身體在空之間的位置。

你也可以試著看看你是否能完成這項任務。在你面前放一杯水，睜著眼睛觸摸上面幾次，然後試著閉上眼睛看看你是否能找到一個地方。你很有可能完成這項任務。

閉上眼睛後，我們對世界的感知和身體位置的感覺不會消失。仍然有一個看不見的標記。這種感覺被稱為「本體感覺」，是對肢體位置和身體之間的位置空的感覺。像其他感官(視覺、聽覺等)。)，本體感覺幫助我們的大腦在世界上導航。科學家有時稱之為我們的「第六感」

克裡斯蒂娜·阿尼瑪肖恩

本體論意義不同於其他意義的一個關鍵方面是:本體論意義永遠不會關閉，除非在少數情況下。即使我們捂住耳朵，我們也知道什麼是沉默。即使我們閉上眼睛，我們也知道黑暗是什麼。

薩那是世界上為數不多的感到本體會關閉的人之一。另一個是她36歲的妹妹索森，她也在2019年8月在國家衛生研究院接受了測試。結果顯示她在黑暗中找不到自己的鼻子。

「在家裡，」索爾森說，如果燈突然關了，她還站著，「我很難找到椅子坐下。」這種感覺不僅難以想像，也難以描述。「就像有人蒙住你的眼睛，讓你轉幾圈，然後讓你朝某個方向走。在最初的幾秒鐘裡，你根本分不清東、西、北和南的區別。」你一點方向感都沒有。

出於個人隱私的原因，我不能透露這兩姐妹的姓氏。他們兩個都有另一個奇怪的特徵:他們不能感知許多被觸摸的東西。「即使我睜著眼睛觸摸球，我也感覺不到它的存在，」索森說。

在所有的感官中，觸覺和本體感覺可能是我們所知最少的。然而，在過去的十年裡，神經科學家在這兩種感覺工作方法的研究上取得了重大突破。這一隨訪也將幫助我們為截肢患者提供更好的疼痛緩解方法和假肢裝配程序。我們也可以利用這些研究對出生意味著什麼以及身體如何體驗世界有更全面的理解。

薩那、索爾森和其他有類似症狀的病人是科學家研究觸覺和本體感覺的理想對象。他們的肌肉和大腦沒有任何異常，除了他們缺少一個微小但重要的東西:一個分子大小的受體，它作為一個入口，通過它身體的力量進入神經系統並上升到意識的水平。這個傳感器被稱為「壓電2」，僅在10年前才被發現。

這兩姐妹缺失的分子很可能使她們失去本體感受系統的「眼睛」，也導致她們的皮膚無法識別特定的觸感。

在視頻中，一個天生沒有壓電陶瓷的女人，當她的眼睛被遮住時，無法找到她面前的物體。視頻和研究結果首次發表在《新英格蘭醫學雜誌》上。這位婦女是美國國家衛生研究院臨床醫學中心發現並測試的第一批壓電2缺失患者之一。新英格蘭醫學雜誌

缺少壓電2的病人非常罕見，只有18例被美國國家衛生研究院臨床醫學中心和他們在世界各地的同事證實。前兩個病例發表在2016年新英格蘭醫學雜誌上。「這兩個病例的重要性相當於第一個盲人和第一個被人類確認的聾人，」亞歷山大·切斯勒說，他是國家衛生研究院臨床醫學中心負責薩那、索森和其他人的神經科學家。「根據我們當時對壓電2分子的了解，我們認為這些病人沒有觸覺。」

(www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1602812)

有這種症狀的病人很難控制自己的身體，尤其是當他們的視力受到阻礙的時候。此外，這種罕見遺傳疾病的症狀經常被誤診或多年無法診斷。

通過對這些案例的研究，神經科學家已經能夠探索觸覺和本體感受系統的基本功能，並理解大腦無與倫比的適應性。

小分子，大力量

研究之門

卡斯滕·波尼曼是一名偵探，研究神經醫學的奧秘。當孩子有一些難以診斷的神經症狀時，他會撲上去「解決」這些未解決的病例。「我們正在尋找無法解釋的東西，」國家神經疾病和中風研究所的兒科神經科學家說。

2015年，波尼曼去卡爾加裡檢查一名患有奇怪疾病的18歲女性。她能走路——她在7歲左右學會了走路——但只能通過看她的腳。如果她站著時閉上眼睛，她會摔倒在地上。就像她的視力有能力打開一個秘密開關。當開關打開時，她可以控制她正在看的身體部位。一旦看不見，她的身體就失去了控制。

「當我檢查她的時候，我意識到她沒有本體感覺，」波尼曼說。當她閉上眼睛時，她感覺不到醫生輕輕地移動她的手指。然而，這種知覺的喪失不僅發生在她的手指關節。肘部、肩部、臀部，任何她感覺不到的身體關節運動。

雖然本體感覺不在我們的意識系統中，但它仍然扮演著重要的角色。霍華德·休斯醫學研究所研究本體感覺的神經科學家亞當·哈特曼說:「如果你想以一種協調的方式運動，你必須知道自己身體的位置。」。「你可以盯著自己的四肢，但這意味著你看不到其他任何東西。」有了本體感覺，我們的眼睛可以聚焦在身體以外的東西上。

為了找出這種症狀的原因，波尼曼的團隊開始對這名婦女的整個基因組進行測序，發現負責觸覺傳感器「壓電2」的基因發生了突變。2015年，壓電2仍然是科學界的新事物。

現場科學

在此之前，科學家早就知道各種特殊的神經在我們對外界的感知中起著重要的作用。如果神經是將信息從外部世界傳遞到我們大腦的導線，那麼這些感受器就是開關——生物機器的第一個齒輪，人體——電信號就是在這裡產生的。

壓電2的裡程碑式發現誕生於傑斯克的利普斯研究所，多年來研究人員一直用小玻璃探針刺激細胞。(當壓電接收器受到刺激時，它會釋放一個小電流。壓電在希臘語中是「壓力」的意思。研究人員發現了兩種類型的受體:壓電1和壓電2。當含有這兩種受體的細胞伸展時，受體打開，允許外部離子進入細胞並釋放電脈衝。

壓電1和我們內置的血壓監測系統以及其他依靠壓力傳感的內部系統。進一步的研究表明，壓電2是一種對觸覺和本體感覺都非常重要的分子。這是一扇大門，機械力可以通過它進入我們的意識。

(www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27797339)

2015年，科學家們剛剛開始研究壓電2對老鼠的影響，更不用說對人類的影響了。波尼曼不得不自己研究相關內容，然後回到馬裡蘭州貝塞斯達的國家衛生研究院臨床醫學中心。波尼曼給切斯勒發了一封電子郵件，切斯勒正在研究通過基因編輯切斷壓電2基因的老鼠。波尼曼向切斯勒描述了加拿大病例和另一個病例(聖地牙哥的一名8歲女孩)，兩人都證實了壓電2基因發生了突變。

「這封郵件讓我興奮得從椅子上跳了起來，並立即跑到了波尼曼的辦公室，」切斯勒說。「我沒有機會讓老鼠描述它的生活和經歷。我甚至不能問問題。」

人類接觸的秘密已經被解開了。

薩那和索爾森，像波尼曼的第一個病人一樣，生來就有導致壓電2失敗的基因突變。這導致他們終身本體感覺、觸覺和運動障礙。這兩個女人只能走一點路，只能像正常人一樣用電動輪椅四處走動。然而，他們都沒有任何特殊的照顧，獨自生活。薩那是一名臨床心理學家，而索爾森是一個殘疾兒童營地的負責人。

他們從未體驗過有本體感覺的生活，甚至難以描述他們失去的感官。「我甚至沒有很好的控制力，因為我一直都是這樣，」薩那說。

——8——伊南·沃特曼，《本體感覺的喪失》。能說會道的手

在醫學歷史文獻記載的少數本體感覺缺陷病例中，最著名的是伊恩·沃特曼。英國男性負責觸覺和本體感覺的神經元因感染而衰竭。結果，雖然他的頸部下部仍然可以移動，但他沒有任何知覺或本體感覺。神經科學家喬納森·科爾在沃特曼的醫療記錄中寫道，這是一個「沒有四肢的監獄」。

沃特曼顯然知道他的神經受到了損傷，但是薩那和索爾森直到大約一年前接受測試時才知道他們的問題是什麼。他們的壓電2基因突變的測試結果是陽性的，而波尼曼和切斯勒當時正在研究壓電2在人體內的功能，所以薩那和索森進入了這兩位神經科學家的研究。到目前為止，研究人員已經發現了12例壓電2受體故障。

觸摸是一種非常複雜的感覺，因為它有各種各樣的形式，每種形式都依賴於稍微不同的神經系統和受體系統。

只要想想那些我們能感覺到的東西，就能激發一種敬畏感。「如果我們中的一個人走到你身後，撥弄你的頭髮，你馬上就會知道，」切斯勒說。"這是最驚人的生物機制之一."

我們通過身體獲得的各種感官信息在很多方面都比我們的眼睛、耳朵和嘴巴更加多樣化。

例如，冷、熱的感覺和輕微觸摸的感覺涉及不同的神經，所用的感受器也不同。(其中一些我們最近才發現。)疼痛、瘙癢和壓力涉及不同的神經和受體。此外，還有一些觸覺依賴於環境。想想這種情況:你穿t恤的時間越長，它對你身體的影響就越弱；曬傷後穿同樣的t恤可能會突然感到難以忍受的疼痛。

(www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4843893/)

研究之門

沒有壓電2，薩那和索爾森姐妹將無法感覺到輕微的觸摸，尤其是他們的手和手指。索爾森告訴我，當她把手伸進錢包後，「當她覺得手裡有東西時，她就把它拿出來，結果發現空什麼都沒有。」她不能感知物體或知道自己手的位置。因此，如果她不盯著錢包，它很可能像一個黑洞。

然而，兩姐妹會感到冷和熱，也會感到壓力，也會感到疼痛。值得注意的是，他們也能感覺敏銳。

索爾森的愛好是銳利的射擊(「釋放壓力」)，一個鋒利的矩形物體被安裝在武器的扳機上。這樣，當她的手指接觸到鋒利的邊緣時，她可以感覺到並扣動扳機。

刺痛感一定是通過除壓電2以外的受體進入神經系統的。「當你感到刺痛時，我們無法在分子水平上確切理解是什麼激活了相關的神經元，」切斯勒說。

這非常令人驚訝。在2019年，踩樂高積木造成的劇烈疼痛如何進入我們的神經系統仍然是一個問題。

壓電2缺失的病人可以感覺到刺痛，但他們不能感覺到另一種觸覺異常性疼痛。這種疼痛意味著在正常情況下愉快的輕微觸摸感也變得疼痛。(在實驗室裡，研究人員用辣椒素擦拭皮膚，辣椒素是辣椒中的刺激性化學物質，產生這種觸覺異常性疼痛。)

另一個謎是，缺少壓電2的病人可以感覺到頭髮被觸摸的皮膚，例如手臂上的皮膚，但奇怪的是，他們似乎感覺不到一根頭髮的運動。「我們不知道為什麼，」切斯勒說。這意味著神經科學還沒有完全理解感官是如何在體內產生的。

正是這些研究成果帶來了許多實際應用，即治療疼痛的新方法。科學家們希望下一步將是識別給身體帶來生理感覺的各種受體，然後學會在引起疼痛時增強或關閉它們。

「這是每個疼痛研究者的夢想，」切斯勒說。「我們用來研究疼痛的這些方法仍然相當粗糙。我們能擺脫這些相對低級的方法，從更系統的角度來理解疼痛問題嗎？」提升認知方式具有重要意義。例如，如果一個人不知道與刺痛相關的受體，他當然不能設計藥物來關閉這種受體。

本體感覺之謎

觸摸非常複雜，但本體感覺可能比觸摸更複雜。然而，在研究本體感受的過程中，研究者也可能發現並應用遠遠超出人體範疇的東西。

人體所有肌肉的深處都有一種叫做肌梭的纖維。這些纖維和神經束記錄肌肉拉伸。是的，你會在紫色萼肌束的神經末梢發現壓電2。當肌肉的這一部分被拉伸時，其他肌肉會收縮，然後peizo2會將所有這些信息傳送到脊髓，以確定肢體的位置。

網絡評論

令人驚訝的是，我們身體的每一塊肌肉都一直在釋放這樣的信息。神經系統以某種方式處理大量數據，沒有意識的參與。如果這種信息的處理需要有意識的參與呢？你肯定會因為信息超載而發瘋。

想想坐直。當坐直時，背部的所有肌肉必須釋放正確的信息，以確保脊柱的所有骨骼對齊。那些缺乏壓電2的病人不能做到這一點。他們坐著的時候是脊柱側凸，因為他們的背部肌肉不會向大腦發送信息來對齊脊柱中的所有骨骼。(我聽說這些病人中的許多人在出生前在母親的子宮中有異常的胎位，或者在出生時有髖關節移位——這是本體感覺缺乏引起的基本問題。)

沒有本體感受提供的基本輸入，薩那和索爾森必須努力集中精神，以免迷失方向。薩那說，有時候，只是把頭髮飄在眼前會讓她失去位置感。如果有人離她的臉太近，擋住了周圍的視線，類似的情況也會發生。這意味著如果她想親吻別人，她必須非常努力地集中注意力。

大腦是如何如此容易地整合所有本體感受信息源的？這仍然是一個相當大的謎。

「最令人驚訝的是，大腦在處理這種信息時相當靈活，」霍華德·休斯醫學研究所專攻本體感受研究的神經科學家亞當·漢特曼說。「你可以讓我拿起這個杯子說，『用一種你從未用過的方式』。對我來說，我可以把我的手倒過來，放在背後，然後拿到杯子，而不需要任何練習。我以前從未這樣做過，但現在不用練習我就能輕鬆做到。」

此外，這項研究中仍有許多優雅的「併發症」，科學家們尚未對其進行徹底研究。

科學家通常認為觸摸和本體感覺是不同的系統。「但是這兩種感覺在某種程度上是重疊的，」哥倫比亞大學研究本體感覺的神經科學家喬莉恩·德·努瓦說。皮膚中的傳感器幫助我們掌握四肢的位置。「當你走路時，你邁出的每一步都會激活你腳上的所有壓力感受器，」她說。這給出了身體的大腦位置信息。

我們的感覺系統有很多很多的輸入，這些輸入給我們反饋並告訴大腦身體在做什麼。「了解這些大腦是如何工作的——它使用哪種算法來構建和使用這些模型——有助於我們構建更好的機器，」漢特曼說。

尤其重要的是，研究人員可以製造出更好的由病人神經系統直接控制的假肢。「目前，這種機器具有非常強大的功能，可以從大腦獲取信號並驅動假肢運動，」他說。「但是我們還沒有能夠從假肢上獲得感官反饋信息，也就是說，我們還沒有能夠形成一個閉環，完美地完成整個工作。」

大腦還會做另一件涉及本體感覺的事情，研究者非常想知道:它如何彌補信息的缺乏？就像薩那和索森的情況一樣。

大腦能做的最重要的事情

肌肉束和其他神經末梢解釋了本體感覺在體內是如何工作的，但更奇怪的是這種感覺是如何在我們的頭腦中出現的。

我一直在想當我閉上眼睛伸手去拿東西時會發生什麼。我面前的桌子上有一個玻璃杯。我閉著眼睛也能抓住它。我試圖集中精力思考玻璃在空之間的位置，並剖析了這個想法:我此刻到底在經歷什麼？

男高音

這有點像描述白日夢。你知道玻璃在那裡，看起來很真實，但它沒有任何形式。「這就是意識，」斯克裡普斯研究所的神經科學家阿爾登·帕塔普提安說，他的實驗室是第一個發現壓電受體的實驗室。他說意識的某個物理方面在某種程度上是由本體感覺決定和塑造的。

在描述這個故事的過程中，我逐漸想像出在大腦中創造意識的過程，就像一個巫師或魔術師在攪拌藥物一樣。巫師從我們的身體中獲取諸如觸覺、溫度和關節感覺等感官輸入，將它們與我們的思想、感覺、記憶和對世界的預測混合在一起，然後將它們投入坩堝中以產生意識。一個完整的自我意識是從這些不連續的部分中產生的，並且大於後者的總和。

然而，即使缺乏某種成分，最終獲得的「意識」藥物也不一定會失敗。薩那和索爾森都缺乏來自壓電傳感器的信息，但他們的大腦仍然使用其他組件來彌補信息的缺乏。他們的意識和其他人沒有什麼不同。

切斯勒認為姐妹們的大腦仍然可以產生身體的圖像。然而，他們必須使用其他輸入，如視覺或其他感覺，如冷，熱或疼痛。

正如盲人通常有敏銳的耳朵一樣，薩那和索爾森會用他們的其他感官來彌補本體感覺的缺失。薩那說，當她閉著眼睛伸手去拿桌上的圓筒時，她會試著感受附近的溫度變化。她記得觸摸球時變冷的感覺，所以她想找到溫度較低的地方。

「他們的大腦缺乏我們習慣的本體感受信息，所以他們如何構建身體圖像？這個問題是與本體感受相關的最重要的問題之一，」切斯勒說。"我希望我的實驗室能在未來幾年內真正開始解決這個問題。"

然而，人類的大腦必須有難以置信的靈活性，你不需要花很大力氣去測試。

「你已經習慣了你的身體，」索爾森說。「你也學會了如何處理你得到的所有材料。」

文/布萊恩·雷斯尼克

翻譯/喬奇

校對/兔子的一瞥

original/www . vox . com/the-highlight/2019/11/22/20920762/property ception-第六感

本文基於《知識共享協議》，由喬奇在《利維坦》中發布。

這篇文章只是作者的觀點，不一定代表利維坦的立場。