觸覺：溝通自我與世界

方陵生

人體幾種重要的感覺器官都位于頭部，嘴巴讓你品嘗味道，鼻子讓你嗅聞氣味，眼睛讓你視物，耳朵讓你聽聲。但還有一種感官也很重要，那就是觸感。它可以告訴我們，當(dāng)我們用手指撫摸貓的皮毛和觸碰仙人掌的尖刺時(shí)，在感覺上有什么區(qū)別，是我們溝通自我與世界的一個(gè)重要途徑。

生活中的觸覺體驗(yàn)

當(dāng)身體被指戳或觸碰時(shí)，皮膚中的感受器細(xì)胞會(huì)感覺到這種觸摸，然后向神經(jīng)細(xì)胞和大腦發(fā)送信號(hào)，讓你知道被戳刺或被觸碰的是身體上的哪個(gè)部位。大腦的不同部分對(duì)手指、手臂、腿和其他身體部位的觸覺作出反應(yīng)，但指尖對(duì)觸覺尤為敏感。一項(xiàng)研究表明，就觸覺而言，有的男性比女性更敏感，但有的男性比女性更遲鈍。該項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)，年齡不是影響觸覺感知的因素，觸覺的敏感程度并不因年齡的不同而有所區(qū)別。

當(dāng)你想很好地感知某物，比如貓的柔軟的皮毛有多軟時(shí)，你會(huì)用手指觸摸它，而不會(huì)用手臂或手背。這是因?yàn)橹讣鈱?duì)觸摸更敏感，手指上的觸覺感受器比手臂或手背的要多得多。高度敏感的手指可以幫助我們處理許多微妙的任務(wù)，從快速發(fā)送短信到實(shí)施精細(xì)的外科手術(shù)等。敏感的指尖還可以幫助我們完成打字、穿衣服和照看小貓等任務(wù)。

當(dāng)然，擁有大量的神經(jīng)末梢和高度敏感的手指，需要大腦保留更多的空間來(lái)處理來(lái)自該區(qū)域神經(jīng)的所有信息，因此大腦用來(lái)感應(yīng)和處理指尖觸摸毛發(fā)產(chǎn)生的觸覺反應(yīng)的區(qū)域，要比用來(lái)感應(yīng)腿上有蟲子在爬的區(qū)域大得多。

觸覺感受器遍布于全身，人體的指尖和臉部會(huì)產(chǎn)生觸感，腳底和膝蓋同樣也能感受到觸碰。廣泛的觸感在生物進(jìn)化上是完全必要的，如果沒有觸覺，那么在腳趾受撞擊或皮膚被灼燒時(shí)，我們就無(wú)法感知到，從而導(dǎo)致更嚴(yán)重的身體傷害。

我們的皮膚，以及器官、骨骼和肌肉充滿了不同的感受器細(xì)胞。每一個(gè)感受器細(xì)胞都與一個(gè)感覺神經(jīng)元相連，這些細(xì)胞將信息傳回脊髓和大腦，大腦對(duì)感受器感受到的觸摸作出處理，以確定你是在撫摸一只貓，還是在觸碰一株仙人掌。

視覺會(huì)欺騙我們的眼睛，聲音和氣味也很容易愚弄我們的耳朵和鼻子，但是觸覺呢？想要騙過(guò)我們可能會(huì)難一些。科學(xué)家們正在研究觸覺裝置——一種模仿人體觸覺的技術(shù)，來(lái)“欺騙”我們的觸覺，讓我們?cè)谔摂M現(xiàn)實(shí)和遠(yuǎn)程醫(yī)療等實(shí)際應(yīng)用中獲得真實(shí)的觸摸體驗(yàn)。

人造皮膚模擬觸覺以假亂真

多年來(lái)，科學(xué)家們一直在研究開發(fā)觸覺應(yīng)用的技術(shù)和設(shè)備，但觸覺是一種非常微妙的感覺，它與視覺和聽覺不同。我們可以通過(guò)攝像機(jī)和監(jiān)視器來(lái)加強(qiáng)和擴(kuò)展我們的視覺感官，進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信;聲音可以通過(guò)麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器擴(kuò)大，并傳遞到我們的耳朵。模擬和拓展觸覺體驗(yàn)是一個(gè)更大的挑戰(zhàn)，但模擬觸覺的研究，如人造皮膚觸覺裝置，已在觸覺的研究和應(yīng)用上取得了初步的進(jìn)展。

目前，工程師們已經(jīng)開發(fā)出一種模擬人體觸覺的可穿戴設(shè)備，這種可穿戴設(shè)備具有廣泛的應(yīng)用前景，例如用于機(jī)器人手術(shù)和深?？碧降取?/p>

澳大利亞工程師開發(fā)的由新型人造皮膚制成的模擬觸覺的裝置，可以像手套一樣套在我們的手指上，通過(guò)與皮膚的相互作用，模擬觸覺，進(jìn)而使人感知到并未實(shí)際觸摸到的物體。這樣的觸覺裝置具有許多潛在的用途。外科醫(yī)生戴上這種手套，可以“觸摸”遠(yuǎn)在異鄉(xiāng)求診的患者，作出更準(zhǔn)確的診斷。在深?；蛱罩校藗兛梢酝ㄟ^(guò)機(jī)器人傳來(lái)的觸感信息，“觸摸”到遙遠(yuǎn)的物體。裝有假肢的殘障人士也可以通過(guò)這種觸覺裝置，讓假肢產(chǎn)生真實(shí)的觸感。

研究人員還準(zhǔn)備給這種設(shè)備增加感受熱或冷的能力，使它不僅能感知到力的感官刺激，而且還能感覺到溫度。如果人們想要獲得觸摸太空中的冰的真實(shí)體驗(yàn)，那么未來(lái)也許能夢(mèng)想成真。

觸覺對(duì)于我們意義重大

大衛(wèi)·朱利葉斯和阿登·帕塔普蒂安因?qū)囟群陀|覺相關(guān)受體的研究，獲得了2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。他們的研究確定了神經(jīng)細(xì)胞檢測(cè)熱、冷和壓力的感受器的存在，并發(fā)現(xiàn)了一些被稱為“受體”的蛋白質(zhì)。這種蛋白質(zhì)將皮膚和其他器官的感覺信號(hào)傳遞給大腦，如辣椒火辣辣的感覺或火爐燃燒帶來(lái)的灼熱感覺，還有薄荷讓人感到清涼的感覺，甚至還可以讓人們感受到彼此擁抱時(shí)帶來(lái)的溫暖觸感。

感受觸覺是神經(jīng)系統(tǒng)的基本功能之一，是我們對(duì)周圍環(huán)境的反應(yīng)。例如，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，或處于嚴(yán)寒環(huán)境下時(shí)，皮膚的溫度感受器通過(guò)極熱或極冷的觸感，警告我們被燒傷或凍傷的危險(xiǎn)。觸覺感受器對(duì)于感知我們的身體部位在空間中的位置非常重要，沒有這些觸覺感受器，我們將無(wú)法站立、觸摸或感知我們周圍的環(huán)境。

早在大衛(wèi)·朱利葉斯和阿登·帕塔普蒂安的研究之前，科學(xué)家們就知道有這樣的感受器存在，并一直在尋找它們。最終，這兩位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者想出了一些巧妙的方法，找到了它們。