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《唤醒大脑:神经可塑性如何帮助大脑自我疗愈》光在不知不觉中进入我们的身体

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幸运的是,光,甚至自然光,并不需要光纤和外科手术才能进入大脑深处。我们以为皮肤和颅骨对光起到了绝对屏障的作用,但这是错误的。比如,正常阳光的能量能穿透皮肤,影响血液。讲座也介绍了利用光来治疗“新生儿黄疸”的例子。新生儿黄疸,就是新生儿的眼睛和皮肤发黄,因为他们的肝脏不成熟,无法执行全部的代谢功能。我们始终在产生新的红血细胞,不断刷新供血;新细胞取代旧细胞,旧细胞必须得到分解。旧的红血细胞分解时,会释放出一种叫作胆红素(来自胆汁)的化学物质,胆红素在身体中累积起来,便会导致新生儿黄疸。大约一半的新生儿都会患黄疸。它一般只持续几天,但如果长期持续,也会成为重症,如果未经及时治疗,有可能会在大脑里堆积起胆红素,造成永久性脑损伤。

随着医生们日渐精于挽救早产儿的性命,新生儿黄疸越来越成问题了。在英格兰埃塞克斯郡,一家自带阳光小院的前二战医院,专门照料这些泛黄的“幼鸟”。护士J.沃德(J.Ward)照料小孩的技术高超,便负责起了早产儿看护工作。她经常从保育箱里抱出最纤弱的孩子,把他们推到阳光明媚的院子里呼吸新鲜空气,虽说这种冲动常常让部分医务人员感到焦虑。不过,沃德负责的婴儿渐渐好转起来。有一天,她把一个宝宝脱了衣服,怯生生地拿给主治医生看。晒过太阳的地方不再是黄色了。

没有人把她当回事,直到有一天,一瓶黄疸病儿血样偶然间放在了阳台上,好几个小时都晒着自然的阳光。找回样品之后,血样正常了。医生们确信这肯定是弄错了。但R.H.多布斯(R.H.Dobbs)和R.J.克勒梅(R.J.Cremer)医生进一步调查,发现血样里的过量胆红素不知何故分解(或代谢)了,试管里的血液恢复了正常胆红素水平。也许,这解释了为什么护士沃德照看的黄疸患儿在阳光下会好转。

调查很快证实,引发这一神奇治疗效果的是可见的蓝色光波长,因为它穿透婴儿的皮肤和血管,进入血液,甚至肝脏。利用光来治疗黄疸成为主流。沃德护士的偶然发现证明,我们并不像自己想得那么“不透光”。

其实,沃德护士、多布斯及克勒梅医生的发现,古代人早就观察到了,只是败给了现代医学。罗马帝国最有名的一位医生,索兰纳斯(Soranus of Ephesus)素来主张把黄疸新生儿放在太阳下。当时的人十分重视地接受了这一观点,并认为“日光疗法”(heliotherapy,这个名字来自希腊语的太阳神赫利俄斯)疗效极佳,古代的许多建筑在设计上就是为了尽量多地接受阳光的沐浴。罗马人甚至制定了“光线权”的法律,保证人们家里能得到太阳的照射(并进而发展出了日光浴室)。只可惜岁月流逝,这些法律不再强制执行,光线的治疗作用也几乎遭到遗忘。[1]

直到近代护理的创始人之一南丁格尔再次倡导,医院才又加强设计,让患者尽量多地沐浴阳光。但人工灯泡的发明,结束了19世纪人们对阳光友好的短暂时期,人们相信灯泡和阳光直射有着完全相同的全光谱。(很遗憾,人造光既非全光谱,也不等同于自然光。)医院的设计不再青睐自然光,因为科学无法解释南丁格尔对阳光有治疗作用的见解。

光是有效治疗方式的观点,在“光天化日”之下遁形了几千年。尽管古埃及人不太懂什么科学,他们可不怀疑自己亲眼所见的东西:太阳对生长和生命必不可少。他们崇拜太阳神“拉”——Ra,照字面意思解读,这就是太阳;和大多数拜神者一样,他们希望太阳神不仅保护自己,也能医治自己。“拉”无处不在。即使是无所不能的“法老王”(pha-ra-oah),名字里也嵌着“太阳神”(ra)。埃及人和其他许多古代人,认为太阳是生命的重要来源,归根结底,所有生命形式都从太阳那里获得能量。(太阳光为光合作用所必需;通过光合作用,植物把二氧化碳和水变成能量来源葡萄糖。不进行光合作用的生物体,靠吃植物或吃其他吃植物的动物来获得能量,所以说到底,地球上所有的生长都依靠太阳。)

古人还感觉到,受损组织的愈合需要生长。古代埃及、希腊、印度和佛教的医士全都系统化地让患者接触阳光,促进愈合。一份来自法老时期的古埃及纸莎草介绍说,用液体涂抹疼痛不适的组织,放置在阳光下以获得医治效果。所以,近年来许多关于光的发现,其实是二次发现:比如,2005年,人们发现,把外科手术后正在康复的患者放在阳光照射的房间里(相对于人工照明的房间),能明显减少其疼痛。

1984年,美国国立卫生研究院的诺曼·罗森塔尔(Norman Rosenthal)医生发现,有些抑郁症照射阳光可痊愈,近来也有研究表明,全光谱的光线对某些抑郁患者来说跟药物同样有效,而且副作用更少。古代希腊人和罗马人都知道这些观点。希腊医生阿莱泰乌斯(Aretaeus of Cappadocia)在公元2世纪写道,“嗜睡者应当放在阳光下,接受光线的照射,因为疾病是阴霾。”如果说,阳光影响情绪,那么它也影响大脑。

小学时学的自然课告诉我们,光能进入眼睛,击中视网膜和视网膜上的视杆细胞和视锥细胞;光在此转化成电能模式,顺着视神经的神经元进入头部背面的大脑视觉皮层,产生视觉体验。

2002年,我们发现了从视网膜到大脑的第二条通路,它有着完全不同的目的。除了我们用于观看的视网膜细胞(视锥细胞和视杆细胞),在另一条独立的神经通路上,还发现了其他感光细胞在发射电信号(视神经里也有),信号传输到大脑里名为视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)的细胞丛,调节我们的生物钟。

生物钟不仅仅是一种计时装置;它还控制重要的器官系统在一天的过程中何时打开、何时关闭。它既是时钟,也是指挥。视交叉上核是下丘脑的一部分,它们通过调整激素,一起充当规范我们欲望交响曲的指挥家,引导其高低起伏,其中包括饥饿、干渴、性欲、睡眠需求。它们还影响我们的唤醒水平和神经系统。

古代的中国人知道,每一种器官系统,在一天中活跃度的高低,都是有时间的。例如,根据中国的器官时钟,心脏及其能量在中午我们活动频繁时更活跃,而在我们入睡时降低活跃度;我们的消化系统会在用餐之后加大马力。因为我们的器官时钟在睡眠中会让肾脏失活,晚上我们的尿意少。这种好事会随着人年龄的增长而减少,部分原因在于器官时钟跟老旧的手表一样,走时不再准确了。它的神经元启动放电失去规则,这是老年大脑嘈杂的一个例子。

每天早晨,当我们醒来,光进入我们的眼睛,传递到视交叉上核,依次唤起我们的每一套器官系统。在人类而言,等太阳下山,来自我们眼睛信号的消息是,外面没有光了;于是,视交叉上核又发送消息到我们的松果体,后者释放褪黑激素,让我们困倦。蜥蜴、鸟类和鱼类的松果体更加暴露在外,因为光线击穿它们薄薄的头骨,直接刺激腺体,让它变得更加“像眼睛”(故此,松果体通常也叫作第三只眼)。这样一来,我们的进化遗产提醒我们,人类的头骨不是蜜蜂的拱顶,大脑在进化中就是不断对光进行评估,与之互动。

我们往往爱把光与视觉完全等同起来,而视觉又是一个几乎超出了人理解的过程。不过,我们与光的关系其实还要更基础。光能打开生物体(不仅限于植物)内部的化学反应。没有眼睛的单细胞生物在细胞外膜有感光分子,为其提供能量。例如,生活在盐沼里的盐杆菌,从橙色光获得能量,它的感光分子把光变成做功的能量。当这些感光分子吸收橙色,有机体便向着光源游过去,收获更多的光能量,而紫外光和绿光会排斥它。不同波长的光对生物体有着不同的影响,意味着光频率不仅承载能量,也承载着不同类型的信息。有趣的是,这些感光分子分布在生物体的表面,是动物生存的基础,从结构上非常类似人类视网膜上的感光分子“视紫红质”,这暗示我们的眼睛是从这类感光分子进化而来的。

我们自己身体里的细胞和蛋白质,也对色彩有着同等的非凡敏感。1979年,莫斯科大学的科学家卡雷尔·马丁内克(Karel Martinek)和伊利亚·贝瑞恩(Ilya Berezin)指出,我们的身体充满了无数感光化学开关和放大器。光的不同颜色或波长,有着不同的影响。有些颜色刺激身体的酶更有效地运作,开关细胞内的流程,影响其产生的化学物质。还有,艾尔伯特·圣乔其(Albert Szent-Gyorgyi,因为发现维生素C而获得诺贝尔奖)还发现,当电子在我们体内从一个分子转移到另一个分子上(这个过程叫作电荷转移),分子往往会改变颜色,也就是说,它们改变了自己发散的光的类型。(这个过程在萤火虫身上更极端一些,荧光素酶产生了大量的可见光。)因此,人与光的相遇,可不只是“皮肤那么浅”,我们的身体也不是暗黑的洞穴;在细胞内部,光子在闪耀,能量在转移,色彩变化此起彼伏。问题是,用南丁格尔美丽的比喻来说,有没有人找到了方法,不仅在头脑的表面用光和色彩“作画”,还用它“雕刻”大脑内部的回路呢?

[1] 但也不是彻底遗忘。1903年获诺贝尔奖的丹麦医生尼尔斯R. 芬森(Niels R.Finsen),在当代率先倡导使用光疗,包括用光谱的红色部分治疗天花。他发现,自己并不是第一个把红色和天花两者联系起来的人。“在中世纪,”他写道,“天花患者被包裹在红色毯子里,病床上放红色的球。加德斯登的约翰(John of Gaddesden,英国中世纪的一位名医)用红色物体包围威尔士王子,治疗他的天花……佐佐川医生(Dr.Sassakawa,音译)报告说,在日本,天花患者会盖红毯,出天花的孩子会得到红色的玩具。在天花的治疗过程中运用红色,很神奇,但后人说不出原因,自然把它看成是中世纪的迷信。”见N.R.Finsen,“The Red Light Treatment of Small-pox,”British Medical Journal (December 7,1895),pp.1412-14。