生命电流
电能,能够驱动各种各样的机器进行运作;电信号,可以控制各类机器执行不同的指令。而生命本身也是一台极为精密的机器,只不过机器是硅基的,而生命是碳基的(有机物)。因此在生命中,电也有着不可或缺的作用,不仅仅是我们知道的会放电的电鳗等,所有的生命都离不开电。本期我们来探索生物电在生命过程中起到的重要作用。
以人体为例,人体内的每一个细胞处于人体的环境之中,由于细胞液与外部环境电解质浓度的不同,因此会有一个电压差,而这个浓度差和细胞膜的特性有关,细胞膜对电解质的通过具有阻拦作用,当细胞接收到一些化学指令时,细胞膜会开放对电解质的通过通道,因此形成电压的变化而形成电流。这种电流就是人体活动的基础单元。
人体中的神经指令都是通过神经电流来进行传导的,这种传导也是通过细胞中电解质来传递的,而七十一期中提到的,神经元之间的信号传输,其实有着一个更为复杂的过程,本期我们不会详细讨论神经微管形成自发意识的过程,我们只看在外界刺激之下生物电的反馈以及自发意识指令发出之后形成的电现象。
上面说到了,在接收到指令(或外界刺激)之后,会开放对电解质的通过通道,一般来说,神经细胞在没有收到指令或刺激时,处于一种静态的状态,这时候,细胞液外部的带正电的钠离子与细胞内部形成一个内低外高的很小的电势差,当细胞膜受到外部刺激时——这种刺激通常来自细胞外部液体中电解质浓度的变化,会对细胞膜产生一个“去极化”的效果,这种变化通常是阈下的(此处的阈下与人体接收信息的敏感度阈有所不同但存在关联),此时细胞膜会打开钠离子进入细胞内部的通道,因为这种变化冲动不会因为平衡而停止,会形成一个细胞内部电势高于外部的情形,此时细胞便会产生一个电位动作——就像电磁阀一样。
而当刺激超过某一个阈值的时候,则不会产生去极化而是相反的产生一个“超极化”,这时候细胞不会有电位动作而是被抑制。
当神经细胞产生电位动作的时候,人体就会做出相应的动作,具体的动作可能是激素水平的变化,或者是肌肉的收缩,或者是大脑某部分片区的兴奋——产生思考或想法。
而在人体中,神经信号传递,一方面是依靠神经元内部细胞电流的传导,一方面又是依靠神经元之间电感应的传递,而神经细胞上没有髓鞘的部分,被称为“郎飞结”,由于没有髓鞘,因此电信号可以直接从一个神经元跳跃到另一个神经元,这是一种电感应,两个结之间会形成一个隔空的电传导,这种传导速度极快,因而加快了神经元信号的传递速度。
另一个显然的事实是,当我们从外界接收到信息时,这个信息会转化成电信号进入脑部,而脑部(或者是有脊髓控制的部分反射则是脊髓)对该信息会形成一个反馈,一方面在海马体中形成一个信号记录(类似写到硬盘中),一方面对该信息与已有经验进行结合分析后作出相应的动作,大部分的动作都是由潜意识决定的,在五十六期中我们提到潜意识参与的动作通常具有其高效性和稳定性,而不需要表层意识对其进行非常长距离的因果连锁分析(参看七十五期),有一种说法认为潜意识存在于人的右半脑中,但在一些脑管联结手术的例子中我们可以知道,在必要的时候左右脑的分工是可以互相替换的。另外一个关于左右脑功能的例子是海豚,海豚从不睡觉,但它们的左右脑其实是轮流“睡眠”的,因此左右半脑的功能应当是几乎完全一致的,信息也是完全互通的。
海豚的左右脑分时休眠
人体内的细胞也受着激素水平的控制,而人的表层意识几乎无法控制激素的产生和抑制,其中也包括一些胺类激素比如我们熟知的多巴胺,以及诸如内啡肽之类的肽类物质。
有很多激素都能够影响情绪,最典型的就是肾上腺素,肾上腺素,顾名思义,就是从肾上腺中分泌出来的激素,但这不是重点,重点在于,肾上腺素可以使人变得激动和亢奋,当人们被外界刺激产生了兴奋的状态后会分泌肾上腺素,而肾上腺素又会进一步加强人的兴奋状态,当这个兴奋状态又一次转到表层意识的时候人又会进一步兴奋从而分泌更多的肾上腺素。当然这个循环不会是无穷无尽的,当人的兴奋度到达某一个阈值的时候,产生兴奋的神经元就会出现抑制状态,这也是为什么人在亢奋停止之后会觉得空虚和失落。但这显然是一种保护机制,如果人体无限循环一个加强兴奋的过程,神经电流的载荷会不断变大,最终形成过载,过载的结果就是危及生命。
一些兴奋剂或者是更为严重的毒品,会将这个抑制机制的阈值提高,或者是干脆使得细胞丧失超极化的能力,最终使得人在经历极为亢奋的过程后电流过载或者是电能耗尽,进而各种器官衰竭。因此作为一个正常人,是绝对不能沾染毒品的。
在第一节中我们提到,生命本身就是一台精密的机器,可是生命在运作后会感到疲劳,机器却可以持续工作那么久,这个说法似乎又没有什么道理?
我们知道的是,首先的一点是,机器在关机后可以重新启动,其功能(除了记忆存储设备需要持续供电)不会发生变化,而生命一旦断电则无法重启,而现代医学鉴定死亡的准则是脑死亡,在心脏停跳一定时间内,脑部供给没有断开太久以至于脑电波归零的情况下,是有一定机会可以“复活”的。其实这部分就和记忆存储设备一样,我们知道,我们的计算机主板上会有一块充电电池,每次开机都会同时对其进行充电,而在计算机关机后,这块电池就可以保证主板中的各项缓存不会丢失。
其二一点是,机器在长时间工作后也会产生疲劳,并且机器各零部件的寿命其实远远短于生命的周期,机器在疲劳积累的时候,可能会展现为过热,或者是大量磨损,等等形式,过热是一种可以依靠停机或者冷却进行缓解的疲劳形式。而生命的疲劳,我们上面说了,本身其实是一种保护机制,并且周期性的需要睡眠。生命和机器不同的点又在于机器是持续供电的,而生命内的电的来源其本质是化学能,而生命的化学能是需要定期的外部输入的(吃饭喝水)。
在中医的经络学中,依靠刺激不同的穴位,就可以使得人体状况得到改变。现代科学研究认为,人体的不同穴位具有和身体其他部分不同的偏高的电势,刺激这种电势较高点可以形成对整个身体电循环的调节与控制。
事实上,在解剖学中,是看不到经络实际存在的情形的。有一件老生常谈的事情可以与之类比,那就是电鳗,电鳗可以说是现代解剖学“头上的一片乌云”,如果没有见过活体电鳗放电,人类是无法从解剖电鳗这一行为中得知电鳗其实是可以放电的,人类只能依靠推测来判断电鳗具体放电的机制。
因此经络在解剖学中是不可见的。但在一些与解剖学相关的情形中,我们可以对经络生物电理论有更为控制变量的解释。在一些器官切除的例子中,我们根据经络穴位的反射理论,在切除器官原本应当反射的穴位上,相比切除之前,该穴位的电势有一个明显的降低,也就是说,这部分的生物电的某个集中区域随着器官的切除而消失了。
当然在死亡之后,是测不到任何生物电的,死亡对于生物电有两种情形,一种是过载,一种是电量不足。当神经受到极大的刺激,比如剧痛,或者是触电,这类的情况会导致神经电流过载,最终死亡。而更为常见的还是电量不足,电量不足的原因基本在于供给系统的失效或破坏,比如失血过多,或者是器官衰竭等等。
有时候,我们觉得睡着了就像死了一样,关于睡眠和清醒的边界,以及死亡和活着的边界,这两者其实和意识的连续性相关,但这种开关式的模式显然是离散的,关于这部分暂时没有一个很好的结论,毕竟活着的人们都没有死去过。事实上,睡眠是人体机能得到恢复的一段时间,这段时间表层意识会大部分关闭,当没有表层意识参与时,人体会非常高效地去进行一些事情,比如体内激素水平的调节,以及生物电流的平抑等等。
根据生物电理论,我们其实可以有一整套的方式方法来探索人体的奥秘,以及将其应用于医学中,现有的医学主要是以控制人体细胞化学环境(药物)、物理干预(手术)以及一小部分直接使用电对人体生物电进行直接干预的手法,但最后这种方法目前来说还极为不完善与不稳定。而大部分的生物电理论其实更多被应用于脑机领域,对大脑的研究以及对意识的研究,脑电波是被研究最多的生物电。然而根据在之前的小讲堂中得出的结论,潜意识是一种身体意识,因此,在人体的其他部分的生物电,可能可以成为探索潜意识的重要依据。
#今日思考,木头是不导电的,那么木本植物是否也存在生物电呢?
嘤嘤时间子