揭开神秘“感官世界”之谜

「热了就出汗」是什么原理？薄荷为什么能让人感觉凉爽？事实上，我们接触到的日常生活中蕴含着科学真理。10月4日，2021年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。来自美国的两位科学家大卫·朱利叶斯(David Julius)和阿登·帕塔普蒂安(Arden Pataputian)因“发现了温度和触觉的感受器”而获此殊荣。两位科学家的发现通过解释感知热、冷、机械力的分子基础，揭示了神秘的“感官世界”。

这些“热晕”“冻僵”的感觉从何而来？

在烈日下会“热晕”，在零下十几摄氏度的天气里会“冻死”...我们的“感觉”在我们的日常生活中无时无刻不在发挥作用。但是“热”的感觉是怎么来的呢？不要认为这是理所当然的。这背后隐藏着科学家执着的探索精神。

人类感官的好奇可以追溯到16、17世纪。笛卡尔构想了连接皮肤不同部分和大脑的线。通过这些“线”，当我们赤脚走过草地时，会感觉到脚底划过草叶的痒痒，也能感受到烈日的“灼人”光芒。

“痒”和“烧”引起科学家的好奇:我们是如何体验这些“感觉”的？

约瑟夫·厄兰格和赫伯特·加瑟是最早探索“感官世界”的科学家。他们在研究中发现，我们体内有一种特殊的感觉神经纤维，在不同的外界刺激下可以做出不同的反应。这项研究获得了1944年诺贝尔生理学或医学奖。

至此，科学家对“感官”的探索如火如荼。因为对生活和环境的细微感知，人类的情感体验得以丰富。

“辣汗”是痛觉的功能。

日光浴会让你出汗。这是因为阳光的“刺激”，但是吃麻辣火锅的时候，也会出汗。原因是什么？2021年诺贝尔生理学或医学奖的获奖内容之一来自于对“辣”的研究。

NTU的景健教授说，获奖科学家之一的大卫·朱利叶斯(David Julius)在20世纪90年代的研究中发现，辣味的来源辣椒素和高温的条件“相互帮助”，可以刺激一些神经元，使其活跃起来。这种现象背后是一种叫做TRPV1的受体分子在起作用。TRPV1作为一种离子通道蛋白，在接受辣椒素或高温信号时会被激活，让钠或钙离子等带电离子流入细胞，从而产生神经信号。

“一般来说，我们对辛辣食物的感知可以分解为:感受细胞内辣椒素的外界刺激，然后将这种刺激转化为神经信号，传递到大脑或神经系统的其他部位。然后，神经系统会对这些电信号做出反应:这个辣家伙又在吃麻辣火锅了！”景健分析了“吃辣”的过程。“所以，‘辣’不属于‘味’，主要是辣椒素。这种感觉用英语表达更直接，英语中的‘辣’可以翻译成热，意思是又辣又辣。”

大卫·朱利叶斯的研究不仅包括“辣”，还包括“冷”和“凉”。在发现TRPV1受体分子后，David Julius还确定了TRPM8，这是一种对薄荷醇和低温有反应的分子。

“感官世界”的应用空

科学家对“感官”的探索，远没有停留在“感知温度”的层面。我们在拥抱、触摸时产生的“真实感觉”，其实是最早、最广泛的一种触摸，叫做“机械感”。邓·帕塔普天发现，在多种细胞中都存在一种离子通道，即“压力感受器”。这使得人们逐渐认识到压力感知在触觉、痛觉、血压调节、本体感受等方面的价值和作用。

这个获奖的发现虽然不是第一次发现“感觉世界”的存在，但它只是获得了“痛觉”和“触觉或机械感觉”的意义的发现。对于人来说，如果没有温度感，我们就不再会对“热晕”或“冻僵”做出反应，中暑或丧失生命就变成了“日常”。但是，如果触摸物体时没有“真实的感觉”，我们的生活质量就会大打折扣。

景健说，“五感”的研究在神经生物学领域有着广泛的应用空。“比如疼痛，这一点非常重要，它不仅与人类的情绪有关，而且在未来止痛药的研发中也有广泛的应用。”比如糖尿病患者，由于周围神经病变，可能会造成对温度和疼痛的不敏感，使用热水瓶时可能容易烫伤，甚至可能不知道自己的腿被感染了。

有些研究者甚至很期待，“机械感觉”的研究可以为目前流行的脑机接口、机械手等领域提供基础。了解人类感受温度和触觉的机制，可以让机械设备代替神经系统完成感受和传递。

(扬子晚报2021年10月4日杨)