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眼见为实:眼睛揭露的10个生理秘密

2015-07-04  hzzzzzzzzz
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引言
眼睛不仅是心灵的窗户,实际上,它还会透露出我们人体生理各种有趣的方方面面。在本文中,科学家们的发现将带我们了解一些与眼睛有关的奇妙故事,例如:蓝眼睛的突变历史,鲜为人知的眼睛颜色与疾病的相关性,日常生活中看不到的盲点,以及我们可以流三种不同眼泪的原因。
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蓝眼人群拥有共同的祖先
蓝眼人在欧洲、欧亚大陆以及海外的犹太人中占有很大比例。虽然他们比较分散,但是科学家发现这些蓝眼人拥有着共同的祖先——6000-10000年前生活在波罗的海沿岸的人类。

在基因突变之前,所有人的眼睛都是棕色的。哥本哈根大学(University of Copenhagen)的汉斯·艾伯格(Hans Eiberg)教授及其团队发现,蓝眼人的出现是OCA2基因突变导致虹膜上黑色素减少的结果。不过假如是基因突变使黑色素完全消失,我们看到的将很可能是白化病患者而不是眼睛发亮的人。

艾伯格最先鉴定出OCA2基因会影响眼睛的颜色,1996年后他一直坚持研究,对比分析了欧亚大陆的居民,并弄清楚了蓝眼基因大范围突变的具体原因。
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男性和女性在视觉感知上的差异
一些相当有趣的科学调查表明,男性和女性的视觉感知有所不同。纽约城市大学(CUNY)的布鲁克林和亨特学院的伊斯拉埃尔·阿布拉莫夫(Israel Abramov)以及他的团队研究发现,男性对细节和动作比较敏感,而女性在感知颜色的细微差别方面却更在行。为了对比男女视觉的不同之处,该研究要求男性和女性对于所呈现的不同颜色做出描述。研究发现,男性对于色谱的感受宽度较大(译者注:这里的色谱所指的是rgb色谱图,即把所有的颜色由浅至深依次排开,相邻的颜色相近。感受宽度越小,即对颜色的细微差别分辨越大,反之亦然),对细微的颜色差别则敏感度低。

然而对于快速移动的图像,男性志愿者的识别能力强于女性。男性能更好地识别那些迅速移动的彩色线条,女性在这一过程中则遇到很大的困难。阿布拉莫夫解释说,这些情况与位于初级视觉皮层内的丘脑神经元有关,而在人的生长发育过程中,视觉皮层又会受到雄性激素的影响。

布里斯托尔大学(University of Bristol)的研究发现,男性和女性在视觉活动形式上有所不同,该研究与男性和女性的眼睛所注视的区域有关。男性更倾向于把他们的注意力集中到人的面部或者其它某个焦点上,而当女性被要求看一个静止的图像时,她们的目光会不断变换方向,以便观察图像的不同部位。
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眼睛的颜色、脸型及可信赖度
根据欧洲最近的一项研究表明,眼睛的颜色似乎与脸型和信赖度有关。2013年1月,捷克查理大学(Charles University)的卡雷尔·克莱斯恩(Karel Kleisner)和他的同事们发表了一篇研究报告,确定了人体生物学和人际关系之间一些有趣的联系。在比较面部结构和眼睛颜色时,我们会发现,棕色眼睛的男性通常下巴较宽,嘴巴和鼻子更大,眉毛突出而且眉间距离比较小。相比之下,蓝眼睛的男性外貌更为出众:嘴小且嘴角向下,下巴长,眼睛小和眉距宽,除此之外,他们的脸型也通常较为削瘦。

有趣的是,在一项有关信赖度的测试中,被试们(译者注:心理学的测试中,接受测试的人称为被试)被要求观察三张男性头像,头像的眼睛颜色不同且保持不变,脸部的特征则做了一些改变。最后结果显示:脸型不同时,蓝眼睛的人依然比棕色眼睛的人更难给人信赖感。但同时,也有极少数脸型比较宽的蓝眼人获得了更多的信赖。可是对女性而言,面部结构和眼睛的颜色对可信度评判上似乎并没有什么影响。这也就暗示了,比起男性的参考标准来说,判断女性的可信赖程度则可能需要其他不同的标准。
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眼睛的颜色和黄斑变性的联系
涉及到疾病和遗传时,大自然不能保证人人平等。一些疾病更“青睐”于某个种族或是身体的某个部位。黄斑变性(macular degeneration)就属于这种疾病。黄斑变性分为干湿两种类型,均会影响到眼球中心的视锥细胞,从而导致中心视力减退。黄斑病变的进一步发展,会导致周边视力变化不明显而中心视力丧失。这些研究和观察表明:眼睛的颜色和相关的生理防御机制与黄斑变性有关。

与那些具有深色眼睛(且所处的民族中大部分是棕色眼睛)的人相比,蓝眼和绿眼的人,尤其是英国、斯堪的纳维亚和德国地区的人种更容易患上黄斑变性。

据验光师透露,眼球颜色浅,比如蓝眼睛或虹膜颜色浅的人,保护眼睛的黑色素少,所以更容易患上黄斑变性,而且黄斑变性对女性的影响远大于男性。这也就难怪那些眼睛颜色又浅,又恰好是白种人的女性最有可能患上黄斑变性。多吃富含抗氧化素以及多种营养素的食物,减少人体内的自由基(free radical)的老化,外出时佩戴太阳镜,这样才能有效预防黄斑变性。
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患白内障几率与眼睛颜色的关系
虽然我们通常认为每个个体都是一样的,但事实却与直觉不同,一些外貌的特征似乎会直接影响我们的身体素质。浅色眼睛的人,皮肤颜色常常也较浅且易被阳光晒伤,然而对澳大利亚、悉尼地区的人口进行的调查(2008年8月)发现,眼睛颜色深的人白内障患病率正以2.5倍的速率增长。随着时间的推移,深色眼睛的人似乎将会比浅色眼睛的人更易患上白内障。

罗伯特·卡明(Robert Cumming)博士指出,深色眼睛的人比蓝眼睛或浅褐色眼睛的人更容易患上某种类型白内障。研究人员推测,深色眼睛会像深色皮肤一样吸收阳光,因此,阳光是诱发白内障的潜在因素之一。然而他们还发现,未过多接触阳光的人患上白内障的几率也在不断增长。这就表明人体内部可能也存在致病因素。
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眼泪具有多种作用
事物本身并没有表面看上去那么简单,譬如人类的眼泪。为满足人体不同的需求,眼泪的作用和类型也各不相同。眼泪来源于泪腺。其最外层的油质具有防止蒸发的作用,中部的泪液向眼角膜提供营养和盐分,最里层的粘液可以使眼球表面保持必要的湿润。眼睛会依据大脑下达的指令分泌不同的泪水以满足各种需要。

“基本眼泪”(basal tears)与情绪无关,其作用是日夜不停地保持眼球表面的湿润。此外,有一种泪液只有在应对身体疼痛或眼睛进入异物时才会分泌。这种眼泪中含有某种化学成分,起到治疗的效果。最后,来看看我们最为熟知的眼泪类型——情绪性眼泪(emotional tears),这是一种因悲伤、压力甚至是一些极端情绪,例如无比的开心而流下的泪水。这种眼泪中含有一些激素,或许能够调节人体中不良情绪所带来的化学反应。
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棕色眼睛的人反应速度可能更快
通过研究眼睛颜色深浅不同的被试,我们发现:人类的反应时间和某些工作表现形式各有差异。然而有人会质疑这样的差异与眼睛颜色是否有直接的联系,或者说这其实是一个与眼睛颜色有关的独立因素在起作用。一项有44名男性82名女性参与的、针对白种人的科学研究展示了这种明确的关系。在测试单一刺激实验时,眼睛深色的人相对起眼睛颜色较浅的人需要的反应时间明显更短,在进行多项刺激实验时也得到类似的结果,只不过这时的对比没那么明显。

这个研究显示,在无关准确度的速度反应任务中,虹膜颜色深的人似乎反应速度更快。而在需要长时间思考的任务中,比如策略游戏,蓝眼睛的人则可能会取得巨大的成功。巴里·瓦瑟曼(Barry Wasserman)博士认为虽然这些差异是微小的,但这可能直接涉及到了眼睛的颜色与其他特征之间存在着多重相关性。大脑里黑色素的含量与眼睛的黑色素浓度有关,这使眼睛颜色不同的人对同一事物会产生不同的反应。此外,感光度也可能是影响人类反应速度的一个因素。
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角膜不会流血的但非常敏感
作为人身上最古怪的器官,角膜(Cornea)真的完全没有血管。因此,它需要从位于前部泪腺中的泪液和后部的眼房水(aqueous humor)中获取营养。角膜充满了高浓度的神经细胞,非常敏感,这除了能保护眼睛以外,还可以准确折射光线使我们看到物体。因此,视力的好坏与角膜是否完全清透且健全有着不可分割的联系。所以,为了让我们可以清楚地看到这个世界,角膜不存在血管。尽管没有血管,但角膜中有丰富的感觉神经,任何形式的损伤都会使我们的眼睛感到非常疼痛,除此之外,还可能会给角膜带来长期的伤害。为了保持良好的视力,我们不仅要关注角膜表面的完整性,还要关注角膜内部的情况。角膜的内皮细胞层负责控制进出眼睛泪囊中的液体,如果内皮细胞缺失或受损,积聚的体液可能会给角膜带来严重的损伤,也就是我们熟知的角膜水肿(corneal edema)。
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白内障反映的是年龄,而不是疾病
白内障(Cataracts)患者总是会担心自己的视力会下降,看到的东西可能比预计的要少。跟他们所担心的一样,白内障正是造成失明的主要病因。然而,与其说白内障是疾病,不如说它是一种衰老的过程。

眼睛的晶状体主要由蛋白质和水构成,它能将光线经过处理后转变为清晰可见的影像。随着年龄的增长,蛋白质聚集在一起,晶状体因此变得混浊,最终严重影响正常视力。

眩光增加和视力下降,都可能是患上白内障的征兆。令人关注的是,尽管衰老是诱发白内障的主要因素,这种病也可能出现在年轻人群中。科学研究和对健康生活的调查发现,营养也是我们需要关注的一个重要因素。专家们对女性健康进行了一项长达10年的研究,他们发现,适当吃些富含维生素E的东西,并辅以含有类胡萝卜素(carotenoid)、叶黄素(lutein)和玉米黄素(zeaxanthin)的食物,可以显著降低患上白内障的风险。
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视神经造成盲点
我们可能认为自己拥有完美的视力,但是,每个人在自己眼睛的视神经(optic nerve)部位都会有一个盲点。更专业的说就是第二颅神经(Cranial Nerve II),它由视网膜神经节细胞的轴突汇集而成,相对于眼组织来说,它的延伸方式更类似于脑组织。虽然视神经能够把视网膜所得到的视觉信息传送到大脑,但它所处的部位(靠近眼部中间)刚好在每个眼睛上形成盲点。所以在视神经盘(译者注:optic nerve head,视神经盘是视神经纤维聚合组成视神经的起始端,它没有视细胞,因而没有视觉,在视野中是生理盲点。)所在的部位根本不可能会出现视杆细胞和视锥细胞。

为了平衡视觉,当我们用两只眼睛看东西时,每只眼睛盲点所不及的地方,就会被另一只眼睛的视觉所弥补。因此,我们的视觉总体上不会受到影响。这些盲点的存在以及我们的身体为了应对盲点而所做的弥补,表明了我们对现实的看法是很主观的,就像为了使看到的事物跟我们的想法一致,大脑会自行脑补一些不存在的信息一样。

翻译/@listen 导语+10+9 @王玲 8+7 @杜梦洁 6+5 @唐 4+3 @庄粉玲 2+1
审校/王大 编辑/烟囱
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