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第23章 人体重大发明、发现(14)

目前临床用于人体显像的系统是由病人可卧的一块磁铁、一组射频线圈以及探测共振吸收部位和吸收强度的探测仪组成。探测仪输出的信息由计算机加工成三维图像。所以,病人可在无任何伤害下完成一系列的检查。医生得到的不仅能得到解剖形态的信息,而能得到内脏功能状态的化学成分的信息,这是因为它能逐点显示人体组织结构包括氢原子在内的任何原子的磁共振波谱,由此,医生能更准确地判断病人的疾病。

核磁共振主要对中枢神经系统,比如说脑子里的病和脊髓里的病进行检查。比如脑子里长瘤,发生脑出血、脑梗塞、脊髓病变等,都可以用这种仪器来检查。

核磁共振对心脏病也可以观察。过去观察心脏,要插一个管子到心脏或是大的血管里面去,还要打上一些造影剂,由于有一定的危险,病人担心心脏受损,所以许多病人不大容易接受,而用核磁共振,不需要插管、打造影剂,就能直接把心脏先天或后天的病检查出来。

核磁共振对于实质性脏器进行扫描,也可以清楚地观察出它们的病变来。倘若关节等部位有病,也能用核磁共振技术来检查。用X射线检查只能观察到骨头的病变,对关节腔韧带、软骨盘等部位的病变就观察不到,用核磁共振就可以观察得比较清楚。

由于核磁共振技术的研究与探索原子核的自旋规律有关,所以对于测定人体原子组成与揭示人体生命现象密切相关,核磁共振技术有望成为探索生命过程新的研究手段,对生命本质做出更新的解释。

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X射线透视技术和放射造影技术相比,核磁共振对人体没有辐射影响;与超声探测技术相比,核磁共振成像更加清晰,能够显示更多细节。但核磁共振也存在不足之处:它的空间分辨率不及CT;带有心脏起搏器的患者或有某些金属异物的部位不能作核磁共振的检查;核磁共振的价格比较昂贵。

高度发达的人脑

一个健康的人,不仅要有一副强健的身躯,关键还要有发育良好的大脑,它是支配人的一切活动的最高统帅。人体器官众多,机能复杂,因为有了脑的指挥,一切活动才能有条不紊地进行。如果蚊虫叮咬一个身高2米的人的脚,只要0.02秒的时间,大脑便会接到“情报”,然后用0.01秒的时间,向手掌发出“出击”的命令。人类高度发达的大脑是如何发展进化而来的呢?

我们知道,人是由低等动物逐步进化而来的,那么作为人体一部分的脑,自然也不例外了。科学家告诉我们:地球上最早的生命来自海洋,而原始海洋里最早的生命已经能够产生兴奋,并把兴奋传给别的细胞。神经细胞间的连接使之有了神经节。蚯蚓就只有脑神经节,昆虫已出现了原始的脑泡,两栖类动物已有两个大脑半球,爬行类动物才真正出现了大脑皮层。到了哺乳类动物,大脑两半球的皮层大大地扩展,脑量才迅速增加了。

人类的祖先是古猿,那么,古猿的脑子究竟怎样进化成人类脑子的呢?恩格斯在《自然辩证法》一书里明确地指出:“首先是劳动,然后是语言和劳动一起,成了两个最主要的推动力,在它们的影响下,猿的脑髓就逐渐地变成人的脑髓。”因为劳动,促使人类祖先直立起来,解放了前肢,逐步形成了手。手能够制造和使用工具。长期的劳动实践使手脑的配合、各种器官的协调日趋完善;在共同的劳动中需要交流思想,于是产生了语言,语言的使用给脑的刺激更加频繁。这样,脑的灵敏度越来越高,思维能力也就越来越发达,终于形成了人脑。

人类有了语言和思维,相应在大脑皮层也就出现了语言中枢。绝大多数人,语言中枢定位在左侧大脑半球,人是用大脑左半球“说话”的。这是100多年前法国神经科医生布洛卡发现的。一天,一个病人来找布洛卡医生,不论医生问他什么话,他都一言不发。后来,病人用文字告诉医生,他从前是能说话的,在一场突发性的大病中却丧失了语言表达能力。对这位“有口难言”的病人,布洛卡深感同情,对病因也产生了极大的兴趣,他非要把它弄个水落石出不可,于是坚持给患者治疗,直到患者去世为止。后来经尸体解剖,布洛卡终于发现,患者的左侧大脑半球的局部发生了严重的病变。面对这一病因所在,他不禁激动地说:“原来人是用大脑左半球‘说话’的。”布洛卡的发现,经过神经生理学家的多次实验和验证,确认他发现的这个区域是大脑皮层专管语言运动的中枢,取名叫“运动性语言中枢”,又叫“说话中枢”。如果说话中枢受损,可以引起运动性失语症,病人虽然能看懂文字和听懂别人谈话,但是已丧失说话能力,只能发出单个的声音。后来的科学研究发现左侧大脑半球不仅有运动性语言中枢,还有视运动性语言中枢(书写中枢)、听性语言中枢、视性语言中枢(阅读中枢)。书写中枢损坏时,会引起失写症。病人能听懂别人的话和看懂文字,自己也会说话,手部肌肉虽然能活动,但写字、绘画等精细运动发生障碍。听性语言中枢受损时,会引起感觉性失语症,病人可以讲话,也能听到别人讲话,但不能理解讲话的含义,因此对别人的问话常常是答非所问。阅读中枢受损时会引起失读症,病人视觉没有问题,但是看不懂文字的含义,变得不能阅读。因为有了语言,有了语言中枢,使人的大脑皮层的高级神经活动与动物有了本质的区别。

人的大脑是一切物质中结构最复杂的东西。神经重量学家们经过近一个世纪的努力才大致把握了它的基本形态。大脑进行诸如感觉、表达、记忆以及理解、推理、判断、想象等思维活动的基本组元是脑细胞,也叫“神经元”,估计有1000亿个,这个数字几乎跟整个银河系中的星星数相仿。每一个神经元平均含有1万个突触,也就相当于1万条线路。那么整个人脑就是一台相当于拥有1000万亿条线路容量的高度精密的电子计算机,其复杂、庞大的程度是任何人造电子计算机望尘莫及的。因此,人的大脑可以说是世界上最大的仓库,只是由于各种原因的影响,人脑接受信息的有效能力只占它总能力的1%左右,有着巨大的发展潜力。

科学发展到了今天,已经吹响了向大脑这个科学堡垒前进的进军号。如果大脑的秘密揭开了,人类就能更好地模拟大脑、模拟思维,人的智力将得到更大的解放。

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人脑活动时传递信息的媒介是脉冲电波,它在神经元之间传递的时候首先要变成核糖核酸。核糖核酸是人脑智慧的物质基础,每个人核糖核酸的合成能力并不一样,有的人强,有的人弱,这就是天资的差别。然而后天不断的学习和训练,可以明显提高人脑合成智慧核糖核酸的能力,“人脑越用越聪明”就是这个道理。

奇妙的灵感

灵感是人们在艺术构思探索过程中由于某种机缘的启发,而突然出现的豁然开朗、精神亢奋,取得突破的一种心理现象。

灵感最显著的特点是它的产生具有随机性、偶然性,通常是可遇而不可求的。虽然人们至今还没有找到随意控制灵感产生的办法,但大量的事实证明:灵感的产生多出现在长期紧张思索之后的短暂松弛状态,尤其是在夜深人静时,最容易爆发出灵感的火花。

据有关专家研究发现,人类思维的灵感女神之所以特别青睐夜色,其主要原因是人脑对问题思考的深度与思维潜力发挥的水平、大脑思维的状态、脑营养的供应情况及环境因素的影响关系极大。据此,专家们把人体思维方式按状态分为如下三种类型:首先是“睁眼思维”,这是人类思维的主要方式,但由于易受光线、气味、声音等环境因素的干扰,往往不能达到足够的思维深度;其次是“梦思维”,如弗洛伊德所述,它是通往无意识境界的捷径,虽不乏偶得的先例,但多呈随机性,有时还会完全违背逻辑思维的基本原则;第三是“临界思维”,即卧床闭目而思,因它介于前两种思维之间,为大脑思维潜力的最大限度发挥提供了比第一种思维优越得多的环境条件,又排除了违反思维逻辑的可能性,因此,被认为是三种思维中最佳的类型。

当代脑专家指出:人脑每10秒钟可接受1000万个信息,其中400万个来自视觉,500万个来自触觉,100万个来自听觉、嗅觉、味觉。夜半,夜色浓重,闭目而思,几乎完全避免了来自视觉的400万个信息对大脑思维活动的干扰刺激;静卧时又能将来自触觉的500万个信息对思维的干扰,减少到一天中最少的程度。由于此时,环境中万籁无声,使来自听觉、味觉、嗅觉的信息也近趋于零,这将十分有利于大脑思维潜力的最大限度的发挥,使对问题的思考易于突破。如再遇偶然和特殊因素的激发,还将有可能使大脑潜力获得超常水平的发挥即产生灵感。人躺着时,由于大脑供血状态明显地得到改善,这又为大脑活动提供了最佳营养保证的可能,加上睡一觉醒来,大脑在得到一段时间的休息后,又将进入到精力充沛的状态,这些也都为思维灵感在夜间出现创造了不可低估的条件。另外,脑研究专家们还发现,人脑夜间脑电图显示,绝大多数脑细胞的电活动,在晚上易处于同步状态。这也为大脑潜能的最大限度乃至超常发挥提供了难得的准备条件。

由上可知,人类灵感火花之所以常会在夜间爆发,产生于睡醒后的闭目而思,完全是因为环境条件的制约所为。可以设想,如果有朝一日,人类能够利用先进的科学技术手段去精心地为大脑灵感的出现,创造出更为完美的环境条件,那么,人类的思维灵感一定能绽放出更加璀灿和美丽的科技和文学艺术的花朵。

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灵感的产生虽然在一刹那之间,但它与一个人的知识、经验以及分析、综合、判断能力等有直接的关系。因此,灵感的产生离不开个人长期的积累,要想获得灵感,就必须付出长期的艰苦劳动。大作家列夫·托尔斯泰有句名言:“天才的十分之一是灵感,十分之九是血汗”,说的就是这个道理。

嗅觉的研究与利用

俗话说“民以食为天”。没有吃的,人就不能活着,于是粮食成了人的第一需要。后来,又有科学家发现,人饿上几天不要紧,要是几天不喝水,那就活不成了,于是,有人总结说“水就是生命”。其实粮食和水都不是人的第一需要,人的第一需要是空气。不信你试试,把鼻子和嘴巴捂严,不让它进一点空气,那么别说是三天两天,只要一分钟你就满脸胀红!如果断绝空气2~5分钟,人就会死亡。

成年人每分钟呼吸16次,每次吸入约500毫升空气,那么1分钟需要8升,一天就需要11520升空气。人呼吸空气,需要的是空气里的氧气,这样看来,人体就像一只炉子。所不同的是,炉子下面是进气口,出气口是上面的烟囱,而人的进气口和出气口只有一个,那就是鼻子。当人吸入一口气时,肺气泡里便装满了氧气,刚好血红素带着二氧化碳来到肺部,它便把人体不需要的二氧化碳甩给肺,而把肺泡里的氧气送到身体各部,甩给肺的二氧化碳在呼吸的同时,被排出了体外。人就是这样一呼一吸,排除二氧化碳,吸入新鲜氧气,才保证了人体这只炉子的“燃烧”。

我们都有过这样的感受:感冒时鼻子会不通气,这是为什么呢?原来,一般感冒,首先引起的是上呼吸道的感染。上呼吸道指的是鼻腔、咽、喉、气管等,这些地方都会发生炎症。鼻腔是呼吸道的门户,病菌感染,鼻腔是首当其冲的。鼻腔的表面是一层黏膜,密布着丰富的毛细血管,这些血管对寒冷空气的刺激特别敏感。冷空气的刺激,会通过神经系统的支配使鼻腔黏膜红肿起来。鼻腔的空间本来就不很大,鼻黏膜的红肿,很容易把空气进出的通道给堵塞,这样使得呼吸很困难,使人感到很不舒服。

鼻子不通气不仅使人呼吸困难,而且嗅觉也不灵敏。这是因为鼻腔的后壁上方分布有嗅觉细胞,专门接受空气的刺激,通过嗅神经传到大脑皮层嗅中枢,使人产生嗅觉,闻出气味。鼻子堵塞,阻挡空气进入,失去了气体刺激,当然不会产生嗅觉。而且鼻黏膜肿胀,也会降低嗅觉细胞的灵敏性,影响嗅觉。

嗅觉的利用最先表现在医学上,气味诊断法是中国医学的首创。中医看病的“望、闻、问、切”,其中的“闻”就包含有嗅气味。肺胃有热,口气臭秽;胃有宿食,口气酸臭;阿米巴痢疾,则大便恶臭。肾病和糖尿病人有一种夹有异香味的臭味;麻疹病人有刚拔下的禽毛味;肝病患者带有鼠臭味;低血糖的人有烂苹果味;尿毒症患者有尿臊味。有的研究报告说,癌症患者临死前发散出来的气味都是相同的。当然,人的身体气味有强弱之分,识别身体气味,也要有较强的嗅觉能力。

对于人类来说,基本气味只有六七种,即麝香味、花香味、樟脑味、刺激味、醚味、腐臭味等。这几种气味相互混合以后,就可形成千奇百怪的味道。随着化学工业与农业的日益发展,含有新气味的物质将继续增多。喜香厌臭是人之常情,世人最欢迎的气味是麝香味和香花味。气味对人的影响是不言而喻的,利用人的嗅觉功能,来改变人的生理或心理状况,这是重要的研究课题。气味是最好的商品广告,能长时间保持香气的商品,无论是衣服还是家具,都会有极好的市场前景。现在科研人员已经在病房、车间、教室里施放某种气体,用以治病、提高工效或者增强接受能力。用途各异的瓶装气体也已上市,有的可以安定人的情绪,有的可以刺激人的食欲,有的则能唤起人的美好回忆。

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据研究,鼻子比起眼睛有更强的记忆力。鼻子的记忆力往往是一生的,而眼睛的记忆力在几个月后便可能不准确。视觉记忆不准确的原因是脑袋容易混淆相似但不相同的影像。而嗅觉记忆,是人类的保护本能之一。原始人最初可能吃了变坏的肉或有毒的生果而致病,他的嗅觉记忆力在下次会警告他。人类嗅到在童年时第一次嗅过的东西,将会唤起他们对整件事的完全回忆。

思维的奥秘

思维是人脑对客观事物的本质属性和规律的间接的、概括的反映。那么,人的思维在头脑里是怎样活动的呢?这是科学家们一直非常关心的问题,为此展开了深入的研究,提出了各种观点。