为何身体不同部位的敏感程度不同?

作者:张雨晨来源:蝌蚪五线谱发布时间:2015-02-17

大家在生活中都有这样的体验:不同的身体部位的敏感程度不尽相同,指尖和唇舌能精确的分辨非常细微的触碰,而躯干、四肢相比之下就迟钝许多,但这其中的奥秘又是什么呢?

  大家在生活中都有这样的体验:不同的身体部位的敏感程度不尽相同,指尖和唇舌能精确的分辨非常细微的触碰,而躯干、四肢相比之下就迟钝许多,但这其中的奥秘又是什么呢?

  敏感程度的差异,归根结底是不同部位的触觉不同。而作为触觉的第一环,皮肤上的触觉感受器从起始阶段就影响着触觉的差异。这些各种各样的感受器,其实都是由神经末梢的特化而来的,末梢上的机械敏感离子通道在受到压力刺激后激活所在的神经细胞,电信号沿着神经纤维一路向大脑传达,最终经过大脑皮层的信息加工,形成了能被我们感受到的“触觉”。下图就是看似平淡无奇的皮肤下复杂的触觉感受系统。

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不同的皮肤触觉感受器

  从上图中,我们可以看到各种触觉感受器——在手掌指尖等无毛区域,集中有精度较高的Merkel小体和Meissner小体;在占据体表绝大部分的有毛皮肤下,分布着“牵一发而动全身”的毛囊感受器;而在皮肤深处,环层小体主管对高频振动的感知。正是这些形形色色的感受器,让皮肤形成了美妙的触觉,而它们在不同区域的分布差异造就了皮肤的敏感差异。其最直观的体现就是“两点辨别”能力,即皮肤所能区分的两个触点间最小距离。大家可以自己用镊子实验一下,看看结果是不是和下图差不多:

体表的两点辨别差异

体表的两点辨别差异

  通过实验证明,一般情况下,有大量精确感受器密集分布的指尖有着最高的“分辨率”,可以轻松区分1mm的差异,可谓“超高清”;而触觉迟钝的背部可能连几厘米的间距都难以分辨,算是“渣画质”了。但话说回来,光有皮肤本身的敏感差异还不够,触觉作为一种感觉,最终得在大脑中形成,感觉皮层才拥有对触觉差异的“最终解释权”。下图即为最有代表性的第一躯体感觉皮层示意图:

第一躯体感觉皮层的感觉分布

第一躯体感觉皮层的感觉分布

  如图所示,位于大脑顶叶(也就是头顶部分)的第一躯体感觉皮层主管着整个身体的触觉形成,皮层的不同部分对应着身体的各个结构,而身体部位对应皮层的面积决定了处理其触觉信号的神经元数量,更进一步决定了触觉的精细敏感程度。从上图可见,手部和唇舌占据了相当之大的面积,若将第一躯体感觉皮层的划分比例投射到身体上,就能得到一个看着颇为滑稽的人像——唇舌和双手大得不成比例,躯干部分却分外细小,这便是触觉在脑中形成差异的直观体现。

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  那么,这种划分是不是一成不变的呢?也不尽然,科学家们利用猴子进行的实验表明,对手指的反复强化刺激可使对应的皮层区域扩张以加强处理能力,而手指的缺失也会让对应的皮层区域被同行们瓜分占领。对人脑的扫描结果更是发现,小提琴演奏家的左手因长期进行精细复杂的控弦操作,对应的触觉皮层面积明显大于常人——甚至也大于演奏家自己的右手皮层面积,可见后天的刺激一样会决定触觉的敏感程度。

  因此,身体某一部分的触觉敏感程度是由多种因素共同决定的,譬如感受器的密度、感受器的种类、脑区的大小以及后天的刺激等等。本文仅仅揭示了复杂的触觉系统的冰山一角,更多的神奇现象还有待于科学家们进一步的研究来发现和解释。

 

参考文献Mark F. Bear, Barry W. Connors, Michael A. Paradiso著;王建军主译.《神经科学:探索脑:第2版》.北京.高等教育出版社. 2004.7.

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