揭开神秘“感官世界”之谜

“辣出一身汗”到底是什么原理？薄荷为何能让人有清凉感？生活中我们接触到的日常，其实都蕴含着科学道理。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·朱利叶斯和阿登·帕塔普提安凭借着“发现了温度和触觉的受体”摘得荣誉。两位科学家的发现通过解释感知热、冷和机械力的分子基础，揭开了神秘的“感官世界”。

“热晕”“冻僵”这些感觉从何而来

大太阳底下会“热晕”，零下十摄氏度的天气会“冻僵”……日常生活中，我们的“感官”无时无刻不在发挥着作用。但“热”的感觉是如何产生的？不要认为这是“理所当然”，在这背后，是科学家坚持不懈的探索精神。

人类对于“感官”的好奇，可以追溯到16至17世纪。哲学家笛卡尔设想了将皮肤的不同部分与大脑连接起来的线。通过这些“线”，我们在赤脚走过草地时会感受到草叶划过脚底的痒痒感，也能感受到热辣辣的太阳“灼热”的光芒。

“痒”与“灼热”勾起了科学家们的好奇心：这些“感觉”我们是怎样体会到的？

率先开始探索“感官世界”的科学家团队，是约瑟夫·厄兰格和赫伯特·加瑟。他们在研究中发现，在我们的身体里，存在着一种特殊的感觉神经纤维，在外界的不同刺激下，这些感觉神经纤维可以作出不同的反应。这项研究在1944年摘得了诺贝尔生理学或医学奖。

至此，科学家对于“感官”的探索全面展开。正因为有了对生活和环境的细微感知，才能让人类的情感体验更加丰富。

“辣出一身汗”是痛觉在发挥作用

晒太阳能热出一身汗，这是因为有阳光的“刺激”，但在吃麻辣火锅时，也能“辣”出一身汗，这又是什么原因？2021年的诺贝尔生理学或医学奖的得奖内容之一，便来源于对“辣”的研究。

南大生科院景键教授表示，这次的获奖科学家之一大卫·朱利叶斯在20世纪90年代的研究中发现，辣味的来源——辣椒素，还有高温这一条件“相互帮衬”，能够刺激一些神经元，让它们变得活跃。这一现象背后正是一种叫TRPV1的受体分子在发挥作用。TRPV1作为一类离子通道蛋白，在收到辣椒素或高温信号的时候会被激活，让钠或钙离子等带电离子流入细胞，进而产生神经信号。

“通常来说，我们对辣的感知过程可以拆解为，感受细胞里接收到‘辣椒素的外界刺激，然后将这种刺激转换为神经信号，并传递到大脑或者神经系统的其他部位。接着，神经系统会对这些电信号作出反应：这个爱吃辣的家伙又在吃麻辣火锅了！”景键解析了“吃辣”的过程，“所以，‘辣并不属于 ‘味觉，主要是辣椒素在发挥作用。这一感觉在英文中表达得更加直接，英文的‘辣可以翻译为hot，既指热，也指辣。”

大卫·朱利叶斯的研究不仅包含了“辣”，还有“冷”和“清凉”。在发现了TRPV1受体分子后，大卫·朱利叶斯还相继确认了对薄荷醇和低温产生反应的分子TRPM8。

“感官世界”的应用空间

科学家们对于“感官”的探索远没有停留在“感知温度”层面，我们在拥抱、触摸时产生的“实感”，其实是触觉中最早、最广泛的一种，名为“机械感觉”。阿登·帕塔普提安发现在多种细胞上都有一种离子通道，即“压力感受器”。这让人们开始逐渐意识到压力感知在触觉、疼痛、血压调节和本体感觉等各方面的价值和作用。

这次获奖的发现，虽然并不是第一次发现“感官世界”的存在，但恰恰赢在了对“痛觉”和“触觉或机械感觉”重要意义的发现。对人来说，假如没有了温度感觉，我们将不再对“热晕”或者“冻僵”有反应，中暑或者丧失性命将会成为“日常”。而接触物体时如果没有“实感”，我们的生活质量将大打折扣。

景键表示，对于“五感”的研究，在神经生物学领域具有较为广泛的应用空间。“比如痛觉，这很重要，不仅与人类的情感相关，而且在未来的止痛药研发等领域，都有广阔的应用。”如糖尿病患者，由于末梢神经病变，可能导致温度觉、痛觉不敏感，在使用热水袋的时候容易烫伤，也可能腿部出现感染了都不自知。

甚至有科研人员在展望，“机械感觉”的研究可以为当下热门的脑机接口、机械手等领域提供基础。了解到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来完成感受和传輸。

（《扬子晚报》2021.10.4杨甜子）