书城科普读物探究式科普丛书-神奇的人体结构
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第4章 命令“接受部”——身体(1)

身体是我们最为熟悉的,但是你真正了解它吗?我们知道,脑是发号施令的“司令部”,那么有发号的地方相应的也要有接受命令的地方。那么,人体上的哪些部位是“接受部”呢?其中身体是最大的接受单位。身体其实也就是人的整体,大到包括人的四肢、躯干,小到包括脸部、头发等!

第一节灵动使者——人体的手脚

1.灵巧纤细——手

你知道吗?人的手是一个人聪明灵巧的体现,也是脑部的得力“干将”,它对人体的作用非常大,如果一个人没有了手,那么他就要比正常的人失去很多自由。从人类在地球出现的那一刻起,手就开始发挥它重要的作用。例如,类人猿钻木取火、锯树为轮、刀耕火种、猎兽为食等,都要用到手。人的手本身就是一个奇迹,它不仅是人的重要感官,更是人创造一切的主体和工具。因此,在两百多年前德国哲学家康德就曾经说过:“手使人聪明灵巧,使人能操纵一切东西,手是人的外在大脑。”所以,人的手就好比是人体头部之外的“第二大脑”。

那么,人的手为什么会被看得那么重要呢?除了因为脑的指挥有方之外,手还有其他的特殊功能吗?对,手就是有特殊的构造才使得它比别的肢体都显得灵巧。

人体解剖学告诉我们,一只手由27块骨头、28个关节和33块肌肉构成,当然还有包在外面起装饰和保护作用的皮肤。手可分成手指、手背、手掌、手心、手根等几个部分。这里特别要提一下手根,因为许多人往往会对它视而不见。手根由许许多多块小骨头构成。

“月骨”这个颇有诗情画意的名字就在这些小骨头中,其他还有“三角骨”“舟骨”“豆骨”等。手根经一个所谓的“卡尔帕尔”隧道——一个狭窄的骨头通道和一根特别的神经与手臂相连。手,特别是手指的活动就是靠手根的通道与大脑相连,得到指令并反馈信息。据有关科学家研究统计,在人的一生中,一般手的开合次数高达2500万次。

手的极度敏感,是进化的杰作。每个手指的指尖能感知冷暖及其他各种不同的感觉,并向大脑进行报告。除此之外,手指及手的其他部分还有许许多多“感受器”。它们各司其职,有的专管皮肤伸张,有的专管震动,有的专管“造型”,等等。当然,几万根神经末梢是敏感的手最细小、最前沿的“哨所”。甚至连手上的茸毛也感觉敏锐。它像是手派出的哨兵,当物体还未触及手的皮肤之前,它就向大脑传递了即将发生的事情。

人的手能如此机动灵活,和大脑的指挥与大脑几个部分的密切配合是分不开的。就拿大拇指和食指捏起一颗花生这个简单的动作来说,大脑就要发出许多指令,并有10多块肌肉参与完成。至于弹钢琴、拉小提琴等高级动作,大脑与手及手指的配合就更为复杂细致了。

手,特别是右手,很久很久以前,便具有特殊的象征意义。

2400多年前,苏美尔人和亚述人常常用手来表示他们的神。在基督教中,也有专门祝福和惩罚的“手神”。在拜占庭的宫廷仪式上,手是表示崇敬的象征物。天主教神父在祭祀前总要先洗净双手,意味着洗去罪孽。后来,在黑社会的帮派中,也有了“金盆洗手”的仪式,表示改恶从善,从此不再参与黑道买卖。希腊哲学家柏拉图尽管没有什么罪孽,但也相信洗手可以洗罪之说。在古罗马,一对男女右手相握就表示结成了夫妻。

在现代社会中,手的象征意义不仅未有缩减,反而有所增加。

用得最多的是赌咒和发誓,或以手扪心,或举起右手,以表示人的决心之大。在足球、篮球、排球等集体运动项目中,运动员们往往都要在开赛之前聚在一起,几只或十几只手“交织”在一起,表示下定决心,取得胜利。在生意场上,在外交场合,握手更有它的特殊含义,或表示生意谈成,协议已签,或表示谈判成功,关系改善。

总之,手除了有它的写、做等形象的、创造具体成果的“实际意义”外,还有其不可小觑的创造无形财富的“抽象意义”。并且随着社会的发展和科学技术的突飞猛进,20世纪中叶,人类用双手发明了机器人和机械手。一切重活、脏活、累活、危险活、有毒的活、机械的和重复的活、单调和乏味的活,机械手、机器人都可以代替人来完成。这样不仅节省了人力而且还体现了双手的聪慧、灵巧,是脑力劳动的实践者!

除了人体本身所具有的手外,还有一些被人类创造出来的手,医学上叫“人造之手”。那么你知道什么是“人造之手”吗?

其实,“人造之手”有两层含义。它一方面是指医学上用的“机械手”,能代替医生的手,为病人触摸内脏器官,诊断疾病。最早的“诊断机械手”是1933年德国人沃尔夫冈·道姆研制的“管内手”。它的构造是一个只有三个手指的“迷你小手”,藏在一根只有1厘米直径的不锈钢管内。医生用医用钻头在人的腹部钻一个孔点后将藏有“诊断机械手”的不锈钢管插入腹部,外科医生通过手上所戴的硅酮手套,操纵管中的“迷你小手”,触摸病人的内脏器官,诊断病情。这样“机械手”得到的感觉,能通过硅酮手套,传递给有关医生。于是,医生就有好像用自己的手诊断病人时得到的感觉,从而确诊疾病。后来,由于医学事业的不断发展,高科技医疗仪器的不断问世,这种相对来说比较原始、比较粗糙的“机械小手”才渐渐退出医学舞台。

“人造之手”的另外一层含义指“假手”。有时候假手几乎可以以假乱真。在外观上,人造皮肤使假手与真手毫无差别;在功能上,如今的假手既可同另一只手配合完成拿起鸡蛋和敲碎鸡蛋的复杂动作,而且也可以“端”起玻璃杯或玻璃制品,不会使其破碎。更令人称奇的是,最新型的假手能感知冷热,有真手的某些感觉。

由此我们可以相信,随着科学的进步和发展,或许用不了多少时间,就能研制出能超过真手的“超级机械手”,这样它们就能代替人来完成更多的具有危险性的工作,为人类创造出更多的东西及更大的财富。

2.支撑基础——脚

脚是人体的一个重要组成部分,如果没有脚人就不能直立行走,并且脚上很多的神经网络和穴位与我们的健康紧密相联。那么,脚到底有哪些功能和特征呢?

每个人每天都在用自己的脚,但是可能很多人都忽视了和脚相关的一些信息,例如脚是在人体进化到哪一阶段出现的,脚对我们的身体有什么重大作用等。

其实,当我们的祖先迈步跨入人的阶段时,脚就立了大功。人的胚胎在第三四周时就已经有了脚,出生后几个月就会站立,十周左右即可学步,于是开始了“真正的”人生历程。

在我们的印象中,脚最主要的功能就是走路。世界卫生组织的某些调查表明,一个人毕生约需步行42万千米,可环绕地球10周。

也有人计算,一个70岁的现代城市人一生步行的里程是8.05万千米。

由此可见,人的一生中,脚要丈量的距离很远,它不愧是我们走路的基础。

脚的另外一个功能是承受全身的重量,人们发现一个体重50千克的人,脚每天积累承受的总压力有好几百吨。据估计,足球队员在一场球赛中,两脚发力起步多达上万次,每只脚积累承受的重量竟超过1000吨。从这一点我们也能看出脚是多么的伟大。

那么,脚能支撑我们走路与承受我们自身的重量,到底是因为什么呢?脚又有哪些特殊的结构呢?

原来,每只脚都由26块骨头组成,它们的排列方式和手相似,从脚底到脚趾有一层厚厚的骨垫,被称为“足底筋膜”,它对脚部组织有支撑和加固的作用。此外,每只脚还有107条韧带和19条肌肉错综复杂地相互作用。人即使站立不动,脚也能不断地运动,拉紧这条肌肉,放松那条肌肉,从而使身体保持平衡。科学家通过“脚底接地投影器”发现,人站立时的重心,会随着呼吸而变换位置,并且是在不断回转晃动中保持站立的稳定姿势——尽管我们感觉不到这种回转晃动。人在走路时,脚的变化就更加复杂了,脚跟首先接过身体的重担,然后沿着5块跖骨将重担交给脚前掌,最后用脚趾的力量向前一推,步子就这样跨出去了。人的一生要经历几亿次行走的颠簸,脚依然能够灵活使用。

这不能不说脚的构造是一种完美组合,就连生理学家也感叹地称之为“解剖学上的奇迹”。脚在人体的最底层,一生都在为我们默默地服务,因此我们要好好地保护它们。

第二节八面玲珑——头部

我们认识一个人一般先记住他的头部特征,而头部最明显的特征就是一个人的脸部。这也说明了一个人的脸部是一个人身体上最大的亮点,也是一个人最富有特色的地方。脸上的眼、鼻、耳、口等,是我们的表情来源。那么,你对脸上的这些“小部件”有什么了解吗?

1.不会说谎的眼睛

我们一直把眼睛比喻成“心灵的窗口”,可是你知道这是为什么吗?其实,这就是说一个人的眼睛是一个人心理特征的体现,从一个人的眼神中可看出他心里想的是什么。在我们眼珠子的中央有一个圆形的瞳孔,它的作用相当于照相机的光圈,能够根据外界光线强弱而变大或缩小。科学家发现,可以从瞳孔窥视到心灵的反应。

例如,有十个人已经被禁食四五个小时,另外有十个人刚吃过食物,现在分别在他们面前摆上美味佳肴。实验的结果是,前者的瞳孔要比后者的大2.5倍。这说明了瞳孔和心灵的关系真是不同寻常。

研究还发现,当男性观看美貌女性的照片时,瞳孔就会扩大。

如果他看的是男性的照片,瞳孔则不发生变化。这些实验都说明,瞳孔不会撒谎,它能把一个人的心情真实地流露出来。那么,为什么眼睛会有这个特殊功能呢?原来,它受着不由自主的神经系统支配。另外,眼睛的变化还和思维有关系。例如,学生做难题时瞳孔会变大,在做容易的题时瞳孔不发生变化。一个人讲实话时,心里比较平静,瞳孔就处于正常状态,而说慌时,瞳孔常因心里紧张而扩大。所以,我们常常会说,一个人的心逃不过他自己的眼睛!

既然眼睛对我们这么重要,那么,眼睛到底有什么样的结构特征呢?眼睛的构造有哪些呢?

在眼睛的结构中,最重要的是眼球。

它是一个直径大约23毫米的球状体,是人观察客观事物的视觉器官。眼睛主要由屈光调节系统和视觉感受系统组成。眼睛就如同一部全自动照相机,由角膜、瞳孔、房水、晶状体、玻璃体和睫状肌等组成屈光系统,它相当于照相机的镜头,有聚焦成像的作用。眼内的视网膜和大脑的视觉皮质中枢等则相当于照相机的感光底片和电脑控制系统,能够接收外界光信号并成像。

角膜俗称“黑眼珠”,是眼睛正前方的一层透明组织。当光线进入眼球时,它便会发挥部分聚焦的作用。角膜共有五层组织,最外层是眼睛的保护层。角膜的后面是虹膜,虹膜中央有一圆孔,叫瞳孔,它的主要作用是控制进入眼球的光通量(相当于照相机的光圈)。当我们处于光线较强的环境中时,瞳孔就会自动缩小,使进入眼球的光线减少,避免眼睛被灼伤;当周围光线变暗时,为了看清物体,瞳孔会自动扩大,让更多的光线进入。

晶状体是位于瞳孔后面的一片晶莹物体,相当于一个可变焦距的透镜。它通过睫状肌来改变自身的形状从而调节焦点,发挥近距离阅读的能力。

一般来说人到40岁后,晶状体会逐渐变硬,失去弹性,产生老花现象,这时需要配戴老花镜来帮助阅读。

视网膜是眼球内壁非常精细的视神经组织,它就像照相机的底片一样,具有接收和传送影像的作用。视网膜上有人类视觉感受最敏锐的视觉细胞。视网膜分三层,最外层为光感受器细胞层,由接收光线刺激的视锥和视杆细胞组成;中间层为双极细胞层,它处于视网膜中信息传递的主通路中,接收来自光感受器的信号,并将其传递至神经节细胞;最内层为神经节细胞层,它是视网膜的输出神经元,负责传导神经冲动到大脑的视觉皮质中枢。视网膜中心凹陷区域密集分布着大量的视锥细胞,它具有最敏锐的视觉。

那么,我们的视觉是怎么形成的呢?又具有什么样的功能呢?

视觉包括光觉、色觉和形觉。三者中光觉是最原始和最基本的,只有在具备光觉的条件下,才能产生色觉和形觉。色觉是分辨颜色的能力,即辨别不同波长光波的能力。形觉是辨别物体不同部分的能力。

人类视觉的基本功能是使人能接收外界信息,并在大脑中形成更复杂的图形、空间知觉和心理感受。另外,我们之所以能对所看到的事物有一定的立体感,是因为立体视觉的存在。立体视觉是视觉器官准确判断物体三维空间位置的感知能力,也就是对周围物体远近、深浅、凹凸、高低的分辨能力,是高级双眼视功能。

还有一点,我们看到的东西之所以知道它是什么东西,主要是靠我们的视觉神经把这些东西的形象传递到大脑神经,两者经过结合,就在形成视觉的同时也辨认出了事物。那么,视觉是怎么来传递和在大脑中形成的呢?