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反常脱衣现象:对于温度,大脑是如何欺骗我们的
上传时间:2019-10-29 14:02点击:

利维坦按:我们该如何定义温度?在中学教材里,我们了解到温度的热力学定义是“对于粒子运动的剧烈程度描述”,即粒子的平均动能,分子/原子的运动越激烈,温度就越高。而在统计力学里,温度可以粗略定义为内能对熵的导数,正如我们可以把密度定义为质量对体积的导数。因此,熵才是温度在物理学意义上的度量。

 

好的。抛开这些我自己也看不懂的定义,温度又是什么?如果不借助测量工具,我们作为生物体所感知的温度,只是关于冷与热的体验。既然是体验,那么难免夹杂有主观感受成分。在下文所介绍的几种情况中,我们会发现有时候自己所感受到的冷暖(温度)并非一直靠谱。

 

在大部分情况下,我们的身体可以感知到细微的温度变化,并作出相应的体温反馈调节。但坦白讲,我们的身体优势也会犯下“错误”。

 

 

大家可以在家里重复一个简单的实验(当然在脑海里也可以)。我们挑选三个较大的桶并排放在面前,在右手边的桶里倒入冰水,左边的里倒入热水,再往中间的里倒入常温的水。

 

下一步至关重要——卷好自己的袖口。之后,分别将左手伸入左边的里,右手伸入右边的,等待两分钟。

 

这是一个两分钟倒计时的动图,但我知道你肯定不会等它完成计时……

 

两分钟后,同时将双手从各自的容器中缩回,并同时伸入中间盛有常温水的容器里。我们可以清楚感觉到从左手传过来的凉意,与右手传过来的温暖。一个人的两只手,伸入同一温度的水中,却有两种截然相反的感受,这就是冰火两重天。

 

为什么会这样呢?中学生物课上曾经教过一个知识点:我们的皮肤表层下有着丰富的感受器,就温度而言,我们有着热感受器和冷感受器两种,它们可以对冷热刺激作出反应,这种反应将以大概50毫伏(mV)左右的电脉冲信号形式传到大脑中。

 

冷感受器与热感受器

 

但是这两个感受器是相对独立的,专工专用。冷感受器对冷刺激尤为敏感,热感受器对热刺激非常敏感。当我们将两只手分别伸入冰水与热水中时,所激活的就是不同的感受器。

 

我们的人体已经进化出了优秀的环境适应技能。为了适应外界温度,我们伸入热水的手上,热感受器就会疲劳。同样的,冷水中疲劳的是冷感受器,而当我们将两只手同时伸入温水中时,两边受到刺激的感受器也是不一样的,这就导致我们产生了两手温度感知迥异的状况。

 

大脑自身无法直接感受外界的冷与热。体内的温度感受器先将电脉冲信号传到我们的体温调节中枢——下丘脑,然后再由下丘脑将信号向上传至大脑皮层,产生冷与热的感觉。接下来,下丘脑还会向下做出体温调节的指令,这样我们的身体才能更好适应外界环境。

 

下丘脑在大脑中的位置

 

值得一提的是,我们皮肤里的冷感受器相较于热感受器位置更浅,更靠近表皮,且数目更多。这就使得我们对低温刺激更加敏感,以提高生存几率。有没有很奇妙?

 

再来看另一个实验。一块保持室温的木头和一块温度相同的铁块,我们用两只手去分别触摸,所感觉到的却是“铁块的温度更低”,这又是怎么回事?

 

我们刚才有讲到,大脑只能借由温度感受器的反馈对温度作出判断。但是严格来说,皮肤里的温度感受器依旧无法对所处环境温度做出直接判断——它们只能感受皮肤的温度。

 

当我们指尖的皮肤接触到铁块时,铁块因其优异的导热性质,将以极快的速度从皮肤吸走热量,吸力强劲,而木块永远做不到这一点。当我们在感知温度,严格来说我们只是在感知热量的转移过程。

 

 

在前文的三桶水实验中,亦是如此。我们所感知到的冰与火,都只是两只手对外进行热量交换的过程体验。

 

体验,是唯一的真实。

 

那么既然温度感受器是会“犯错”的,我们的体温调节中枢下丘脑,是否也会犯错?

 

当然也会,不然下文没什么好说的了。

 

作为恒温动物,我们的下丘脑对于体温有个标准,这个标准叫做“体温调定点”。在正常情况下,下丘脑接收来自温度感受器的信号,并即时对我们的体温发出调节指令。

 

但是在发烧过程中,像细菌这样的致热源因素在体内发挥作用。这就迫使我们的身体需要升温以提供较高温度“烧死”细菌。这一重担就义不容辞落在了下丘脑身上。于是乎,下丘脑为了告诉身体赶紧提高温度,就升高了体温调定点,让大脑皮层感受到寒冷。大脑一觉得冷,就会催促身体通过颤栗、立起汗毛肌等方式来升高体温。

 

 

 

通过“欺骗”大脑皮层来提高体温,这就是为什么发烧的时候,我们反而会觉得冷的原因。但这还属于正常的生理反应,一个善意的谎言。不过在失温症患者的身上,下丘脑是真的犯下了大错。

 

如果在低温环境中没有采取足够的保暖措施,长久以往我们的体温自我调控能力不足以维持身体恒温,我们的身体就会优先选择保障重要器官的安全。这时候,大脑会向全身的外周血管发出收缩的信号,以减少体表血液供应,降低体表散热来维持核心器官的温度。

 

但假若依旧不采取任何补救措施,就会出现被称为“反常脱衣现象”的悲伤结局。外周血管在收缩到一个临界点之后反而开始舒张,大量温暖的血液从核心器官流向体表,这又造加速了核心器官的失温。

 

而此时此刻的人虽然身处严寒地带,却反而因为体表温度短时间内的大幅升高而感到“好热”,这使得本就被冻得神智不清的失温者会做出在冰天雪地里脱掉衣物的举措,以至在一片温暖的幻觉中静静死去。

 

1812年冬天,拿破仑从俄罗斯撤退期间,许多军队因体温过低而死亡

 

目前学术界对于外周血管为何会在到达临界点之后反而开始舒张的现象并没有达成一致看法。1995年的《国际法医期刊》(InternationalJournalofLegalMedicine)上认为这是血管壁上控制收缩的神经麻痹、控制肌肉过于疲劳导致的;但也有人认为这是由于体表组织急需扩张血管供给氧气;同时还有观点认为这是大脑为了让受难者安详离世而产生的幻觉

(link.springer.com/article/10.1007%2FBF01245483)

 

根据《新科学家》(NewScientist)的统计,20%至50%的低温死亡都伴随着反常脱衣现象。在生命的最后一刻,受难者对冷暖产生了极为离谱的错误判断,最终在温暖中与世长辞。

(www.newscientist.com/channel/being-human/mg19426002.600-the-word-paradoxical-undressing.html)

 

 

反常脱衣现象只是极端状况下人体的特殊反应,大部分情况下我们的身体还是比较能抵御严寒的,另外胖子比正常人有着更强的抗寒能力。

 

但其实不只是极端环境下,我们的温度认知机制在平时也会受到诸多因素的干扰,比如色彩。

 

人们对于色彩和温度的关系早已有所总结,通常情况下认为以红色为代表的暖色系与温暖的主观感受有关,而以蓝色为代表的冷色系则与寒冷的主观感受相关。这种观念非常普遍,且被室内设计师和营销人员广泛使用——回忆一下水龙头上表示冷水与热水的两个标记颜色。

 

图源:DevaElan

 

同时,这种观念也非常容易被解释。太阳和火往往带给人热的感觉,因此我们会将热感与它们共有的红色相互联系起来;海水、冰块和森林往往带给人冷的感觉,所以我们会将寒冷与蓝色联系起来。

 

《美国心理学》杂志(Americanjournalofpsychology)在1926年的时候首先对色彩和温度的关系提出猜测,认为我们对于物体的温度感知受到其色彩的影响。这一猜测被称为“色热假说(Hue-heatHypothesis)”,但当时并没有足够的证据证明这点。

(www.jstor.org/stable/1413633?origin=crossref&seq=1#page_scan_tab_contents)

 

图源:homesecurity

 

然而在色彩心理学的发展历程中,推动其进步的关键因素未必是严谨的科学实验,而是上文这般的实际应用。一直到将近一个世纪后的2014年,来自NTT通信科学实验室的HoHsin-Ni博士和大阪大学的研究人员才开始用实验验证这一假说,得到的实验结果却出乎所有人预料。

 

他们发现,相较于被实验人员用手触摸的蓝色物体,红色物体需要比蓝色的高0.5°C才会被实验人员判断为温暖。也就是说,蓝色物体更容易让人认为是热的。虽然0.5°C的差异并不是特别大,但是考虑到我们的手能够区分相差0.03-0.09°C的温差,这一试验结果无疑非常令人震惊。

(www.nature.com/articles/srep05527)

 

更有意思的是,当实验人员的手被涂成红色或蓝色,并保持物体颜色不变的情况下,研究人员发现红色手所感知的物体温度更高。

 

图源:asianscientist

 

研究人员给出的解释是:当我们看到一个红色/蓝色的物体时,大脑会对它们的温度有了一个预期,这使得我们触摸蓝色物体时所感知的温度会高于预期,红色物体带来的温度感知会低于预期,也就会让大脑误认为蓝色的更加温暖。

 

而当用红色的手触摸物体的时候,大脑会错误地认为手已经很暖了,所以会觉得所触摸的物体很容易就会变得温暖;蓝色的手会让大脑认为需要更高的温度来“温暖物体”,这就使得大脑认知蓝色手所触摸的物体更难“变热”。

 

但无论如何,色彩的确可以轻而易举地影响大脑对于温度的认知,我们对冷暖的判断依旧不太靠谱。

 

当我们的大脑着手衡量一个物体的温度时,我们所接收到的信息往往是多方位的。除了最直接的冷暖感受之外,物体的形态、质感、色彩等诸多因素都会向我们的大脑传递信息。而当大脑做出温度感知的结论时,总是无法忽略这些因素。

 

如果不借助工具,我们对温度的感知永远只能是主观结论。而在影响温度感知的诸多因素里,情绪也会以它自有的方式发挥作用。

 

图源:pinterest

 

当我们说自己感到“心暖”的时候,实际上我们真的有可能感到更加温暖。一种解释是:积极的情绪将调动身体分泌更多的肾上腺素,更多、更快速的血液流量遍布体表,皮肤也可能变红,这将让我们感受到的体温从客观意义上升高,由此有了“心暖”的感觉。

 

除了这一层生理逻辑外,多伦多大学的两位心理学家在2008年做的一项实验中还发现了心寒与孤独之间微妙的联系

(www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18947346)

 

首先他们将实验者均分为两组,要求一组回忆他们在过往生活中感到被孤立、被排挤的片段,另一组回忆美好的集体活动。接下来,他们要求实验者对室内温度做出猜测,结果发现:那些回忆孤独事件的实验者对室温的猜测结果比另一组更低

 

图源: RussDevan 

 

而在另一项实验里,研究人员让实验者在电脑上玩抛接球游戏,并告知他们这是一个在线游戏,而实际上游戏的过程一直掌控在研究人员手里。

 

其中一半的实验者只玩了几个球,就再也没有“人”传球给他们,而另一半实验者参与游戏的次数则与“其他人”一致。为了让他们先忘记这个游戏,研究人员给他们做了一套毫无意义的营销调研。然而实验者被问及需要什么食物,选项有:热咖啡、热汤、苹果、饼干、冰可乐。

 

实验结果不出所料:那些受到“其他玩家”排挤的实验者更愿意选择热汤和热咖啡。研究人员因此还调侃道:心灵鸡汤可能是人们用文字抵抗社会孤立化的有效机制

 

嗬。人类……

 

从单细胞生物进化至今,我们并没有选择与世界生硬地碰撞,而是发展出一系列基于表象和自身需求的处世之道。诚然,我们对于温度的感知比不上机械的精确,但也正因如此,我们所感知的温度变得立体,变得具象,变得弥足珍贵。

 

人类对于温度的态度其中,也暗含有我们与世界接触的方式。这始于我们用双手制作物件的那个时刻,我们早已习惯在造物的过程中融入技艺、情感与精力。这一结论在艺术创作的过程中突显得尤为明确。

 

比感知温度更为重要的,是我们学会了揉捏温度。

 

艺术创作是一个赋予物件以温度的过程,其中我们并非只是在创造一个物件,而是寄情于物,用情感锤炼每个细节,用光影制造情动,用色彩诠释感性。

 

温物,方能知心。



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