脑内化学物质的变化会影响人的感觉和情感

 关于人和万物是从哪里来的这个问题,是一个古老的话题,古人认为是万能的神创造的,所以世界各国都流传着神创造人类和万物的神话传说,如我国流传着女娲补天的传说。
     宗教骗子发现了愚昧的古人对神的崇拜心理,就编造出了五花八门的宗教,每一种宗教都编造出了神创造人类和万物的故事,编造故事的本领最高的要算是耶稣和他的弟子们,所以上帝在伊甸园造人的那个故事曾经欺骗了很多人,也曾经欺骗了一个1809年2月12日出生在英国的施鲁斯伯里的少年,他的名字叫达尔文。达尔文原先学医,但他对大自然特别着迷,因为他相信了上帝创造人类和万物的故事,所以他于1828年到剑桥大学,攻读神学,但后来他从天主教迫害哥白尼、布鲁诺、伽利略,诬蔑牛顿的历史事实中认识到了天主教的虚伪性和欺骗性,所以他1831年从剑桥大学毕业后,放弃了待遇丰厚的牧师职业,而是在他的医学老师汉斯教授的推荐下,自费参加了英国政府组织的环球考察活动,他乘坐“贝格尔号”军舰周游世界五年。他每到一地总要进行认真的考察研究,采访当地的居民,有时请他们当向导,爬山涉水,采集矿物和动植物标本,挖掘生物化石,发现了许多没有记载的新物种。他白天收集谷类岩石标本、动物化石,晚上又忙着记录收集经过。
    回到英国后,又经过20年的研究,1859年11月,震惊世界的科学巨著《物种起源》终于出版了。在这部书里,达尔文旗帜鲜明地提出了“进化论”的思想,说明物种是在不断的变化之中,是由低级到高级、由简单到复杂的演变过程。 这部著作的问世,第一次把生物学建立在完全科学的基础上,以全新的生物进化思想,推翻了“神创论”和物种不变的理论。《物种起源》是达尔文进化论的代表作,标志着进化论的正式确立。
    但是由于受当时科技术水平的限制,他在《物种起源》中没有对自己提出生命的起源和本能的由来的问题。他认为:“如果只是在某个时候,人们命中注定要解决这些问题的话,那么这些问题也是遥远的未来的任务。”
自古以来,关于生命的起源学说就有很多,但得到了现代科学实验强有力的支持的就只是“化学进化学”。因为生命体是由有机物组成的,所以化学进化学认为,生命是化学反应的产物,也就是说,简单的无机物发生化学反应生成了简单的有机物,简单的有机物进一步发生化学反应生成了高分子化合物,高分子化合物进一步发生化学反应生成了简单的生命体,这些简单的生命体就是最初的生命,他具备了最简单的代谢和繁殖功能,这些就是生命属性的基本特征。虽然这种最低级的生命形势比今天最简单的微生物还要简单得多,但它们都是靠自然选择进化,成为各种各样的生命体。
为了证明化学进化学说,历代科学家作了辛勤的工作,取得了可喜的成就。
美国科学家米勒在1950年作了一个著名的实验。他把组成生命体的基本的碳氢化合物的分子[如甲烷(CH4)、氨(NH3)等]与水(H2O)混合在一起,灌入一个特殊的玻璃装置里,然后加热,使瓶子里的混合物不断沸腾,产生气体。气体经过一个装有两个电极的容器,容器里便连续产生电火花,就象大自然里的闪电和火山爆发。这种气体经过冷却又变成液体流回原来的装置里。经过一个星期的反复实验,然后对装置里的液体进行化学分析,结果米勒惊奇地发现装置里产生了几种氨基酸!因为这些氨基酸正是组成现代生命体的蛋白质结构中的重要成分!
米勒的实验结果引起了许多科学家们的强烈关注,他们在米勒实验的基础上不断地改进实验,结果天然蛋白质中所含的20种氨基酸全部被人工合成了。这些实验结果有力地支持了生命起源的化学进化说。所以很多科学家认为,大约在地球形成以后的10亿年到20亿年的过程中,地球上发生了一系列的化学反应,而生命就是这些化学反应的产物。
现代生物化学的研究成果使科学家们认识到,各类生命体虽然在外形上有很大的差别,但组成它们的基本物质元素和化学成分是十分相似的;虽然组成生命体的化学成分很复杂,但基本与非生命的化学反应和合成有类似的法则。于是科学家们产生了可以人工合成生命的预言。
值得中华儿女们自豪的是,人工合成生命的预言首先被我国科学家证实了。1965年9月17日,我国科学家用没有生命的简单的有机物合成了具有生命活性的胰岛素!这一成果为人类做出了划时代的贡献,因为这一成果向世人庄严地宣告:生命并不是什么“万能的神”创造的,而是化学反应的产物!具有生命活性的胰岛素的人工合成开始了人类合成生命的新纪元。
遗传基因的发现使人类掌握了杂交技术,科学家们用杂交技术成功地培育出了很多新物种。被外国人誉为“杂交水稻之父”的我国工程院院士袁隆平在这方面做出了突出贡献。他根据遗传学上的一条原理:亲缘关系较远的个体间的杂交后代,要优于亲缘关系较近的个体间的杂交后代。他经过多年的努力,终于在1973年,利用水稻的雄性不育原理,用野生稻与水稻杂交,在世界上第一个育成强优势的杂种水稻,使中国成为世界上第一个实现利用水稻杂种优势的国家。据统计,1976~1987年全国种植杂交水稻面积7107万公顷,平均每公顷增产1624.5公斤,共总产1154.5亿公斤!杂交技术有力地否定了神创造万物的谎言。
遗传工程的诞生,使人类“随意”创造新物种的梦想变成了美好的现实。现代生物技术的发展揭开了生物遗传和变异的秘密,原来,遗传和变异是由遗传物质决定的。这种遗传物质就是脱氧核糖核酸,英文缩写为DNA。由很多的核苷酸组成的长链——DNA分子,就是基因。科学家们发现,遗传基因指挥着单个细胞完成分裂、分化,最终长成完整生命的复杂过程。遗传基因不仅决定了我们人的长相,甚至决定着我们的健康和寿命。而且不仅我们人类是这样的,无论是动物、植物、微生物,他们的遗传特性和性状表现也都是由遗传基因决定的。科学家们还发现,地球上所有的生物在细胞中都具有脱氧核糖核酸链。科学家们想,既然各种生物之间的遗传物质的化学组成是相同的,都具有DNA链,那么能不能把两种生物的两个DNA片断对接到一起,就象制作电影时连接胶片一样,创造出一种自然界中原来没有的新生物呢?
1973年美国斯坦福大学的研究人员将科学家们的设想变成了现实。他们把大肠杆菌体内的两种不同质粒的DNA拼接起来,重新组合成一种杂和的质粒DNA,当把它送入大肠杆菌体后,结果它能够复制自己并表达双亲质粒的信息。这一成果标志着遗传工程的正式诞生!
遗传工程也叫基因工程,就是对生物基因进行重新“施工”。简单地说,就是将甲种生物的遗传基因移植到乙种生物中去,使甲种生物的遗传基因在乙种生物体内安家落户,这样一来,乙种生物就能表现出甲种生物的遗传特性,并能遗传下去。通过这样的基因施工,我们就可以“随意”地获取所需的遗传信息或者创造新的生物物种。1982年,美国首次用遗传工程菌生产胰岛素,从而开创了用遗传工程生产药物的新纪元,许多高效遗传工程药物相继被生产出来。现在遗传工程已经得到了广泛的应用。例如,把人的血红蛋白的基因移植到猪的体内,可以生产出人的血红蛋白,日本已经培养出了具有人体O型血的猪!不过遗传工程技术应用要十分慎重,一旦出错就会给人类带来灾难。例如,巴西本想利用遗传工程培养一种繁殖能力强、采蜜量高的新蜂种,结果因操作失误却培养出一种“杀人蜂”,这种繁殖能力极强的毒蜂到处蜇人,使巴西人“谈蜂变色”。现在的科学家在实施遗传工程时都是慎之又慎。现在掌握了遗传工程技术的国家大多已经制定出了有关重组DNA技术研究和应用的安全管理准则和规定。我国已经正式颁布了基因工程安全管理办法。沿着正确的方向前进的遗传工程的前景是十分美好的,科学家们正在为深入挖掘遗传工程的巨大潜力而忘我地工作着,探索遗传奥秘,改造生命,让遗传工程这一驾驭生命的“绝招”成为我们人类向自然争取自由的重要武器。
现代科学已经证明,人的思维活动也是化学反应的产物。
科学家已经揭开了神经细胞信息传递的秘密。
英国的霍奇金、赫克斯利和澳大利亚的埃克尔斯由于揭开了神经细胞信息传递秘密而共同获得了1963年度的诺贝尔生理学(医学)奖,埃克尔斯写出了《神经细胞生理学》、《对大脑的了解》、《自我及其大脑》等著作,说:“如果你丧失记忆,你就不知道如何生存下去,记忆是一切!”
原来,外界信息通过人的感觉器官向大脑中传输的时候,大脑细胞中的突触所产生的电脉冲和神经递质沿着一定的神经通道传导。因为大脑中的化学物质,如蛋白质和核酸以及神经递质等是由碳(C)、氢(H)、氮(N)等元素组成的,这些“C-H”、“C-N”、乃至“C-C”是可以旋转的,因此在信息流的作用下,这些化合物的原子位置和化合物的结构就会发生变化,随着信息的传导便会在神经通道上作为一种化学印记显现出来。如果这种印记达不到一定的强度——一次刺激太弱或者反复刺激太少,则这些印记会随之消失,这样一来,瞬间记忆就不能转化为长久记忆。反之,如果一次刺激强度很大(如平常所说的“那次印象特别深刻”)或者反复记忆(如学生记忆汉字和英语单词),这样一来,就能形成很强的化学结构印记,则每当有关信息通过这个通道时,便可是这种结构印记所“记述”的情景重现出来。
科学家已经发现了影响思维和记忆的物质。
海豚被人类誉为“智慧”动物,为了揭开海豚“聪明”的秘密,美国太平洋海洋研究所的科学家们从海豚的大脑中找到了一种磁性蛋白体。这种磁性蛋白体就是海豚的一种思维和记忆物质,科学家还发现鸽子、蜜蜂等动物的大脑中也有这样的磁性蛋白体。
有的科学家预言,作为最聪明的高级动物——人类更应该有与记忆有关的物质,于是很多科学家以极大的热情投入寻找影响人的思维和记忆的物质。
在20世纪60年代,欧洲哥德堡大学的海登终于率先有了惊人的发现:任何能增加脑细胞糖核酸含量的方式,就可以改善记忆;相反则可能产生“忘记”。他解释说,核糖核酸能促使“可记忆蛋白质”增加。
科学家们研究发现,大脑细胞的记忆思维行为离不开核酸、蛋白质、乙酰胆碱等化学物质。有人用放射菌素来阻止DNA(脱氧核糖核酸)和蛋白质的合成,结果随即出现了记忆障碍和神经系统普遍功能紊乱。乙酰蛋碱是大脑中重要神经递质之一,它可以被乙酰胆碱酶水解而失效。有人给受过系统训练的老鼠注射了可以抑制乙酰胆碱酶的毒扁豆碱,使乙酰胆碱的水解反应削弱,从而明显地增强了老鼠对训练行为的保持能力。实验还证明,给药时间相隔越短,加强记忆的作用就越强,反之亦然。
比利时列日大学的研究人员发现一种名叫“后叶加压素”的激素与人的记忆和思维有密切关系,它可增强记忆力,这种激素由脑垂体分泌。经过努力,终于人工合成了这种物质,科学家让大学生服用了用人工合成的这种加压素,结果考试成绩比往常提高了20%;一批中年妇女服用后,结果记忆力提高了50%;有16名记忆衰退的老人服用3天后,他们的记忆能力也显著提高了,因车祸而丧失记忆的人服用后,结果很快恢复了记忆。
美国图兰大学医学院的研究人员发现,人脑中的促肾上腺皮激素和促黑素细胞激素,不仅能促进人的记忆,而且还能增强注意力。接受这些化学物质的学生,在一系列工作中,比起对照组的学生,注意力容易集中,能较好地记住在他们面前闪过的几何图形。而对原来智力迟钝的患者,经注射这种药物以后,效果特别明显。为了反映这些化合物的奇妙特点,研究人员送给它一个非常动听的名字——“天才药”。研究人员认为,不同人之间学习工作能力的差别,可能关键就是大脑中的天然的“天才药”的多少决定的。
科学研究证明,当一个人对蛋白质的摄入量充足时,脑中的茶酚胺就会增加,去甲肾上腺素的传递就活跃。而去甲肾上腺素与大脑的思维和记忆能力关系十分密切。这种脑物质分泌传递越活跃,思维和记忆的能力就会越强。日本在战后提倡更多地食用蛋白,特别是水产品蛋白,人体素质和寿命得到了很大提高。欧美国家在战后也争先恐后地实施“学生必须饮牛奶工程”,据说我国专家也建议在中等以上城市实施“学生饮豆奶工程”。
科学已经证明:勤奋用脑确有健身防老之功。这是因为,脑是人体的最高司令部,它管理着体内务器官的正常生理活动。只要脑不衰退,功能正常,人体其它器官的衰退也就会有所延缓,难怪有人要说:"人的寿命就是脑的寿命"。科学家认为,积极用脑时可以促进大脑产生“后叶加压素”,这种肽类物质能增强人体的免疫本领,可较少得病,也是有事业心的人较能抗病防老的一个原因。孪生子的遗传条件和生活条件差不离,但对孪生子的研究表明,思想活跃者的健康状况总比不大动脑筋的人要好。可见,勤用脑是一种养生之道。
中国科学院上海生物研究所的专家们研究发现,人的思维和记忆与大脑中的一种蛋白质有关,并人工合成了这种物质,取名为“记忆增强肽”。临床实验证明,这种蛋白质能促进延长记忆,也能使损伤了的记忆力得到恢复,研究人员认为,这种物质将成为一种改善健忘和治疗老年痴呆症的良药。
科学家已经弄清出了饥、渴的化学机制。
每一个人都需要吃饭、饮水是一件很平常的事情,但大脑是怎样指挥让人吃饭、饮水就不是一件很简单的事情了。
人体的自主功能的主要任务就是维持身体内部环境的恒定。例如体温的恒定、血压的恒定等等。科学家们发现,人体上除了分布在体表的冷暖、气味等感受器外,在大脑以及消化系统、心血管系统等也有许多感受器。尤其是在脑部,有许多大脑细胞能感受到脑的内部环境的变化。比如,有的能感受到体温的高低、有的能感受到葡萄糖浓度的变化、有的能感受到PH值(酸碱度)的变化等等。这些脑内感受器虽然广泛分布在大脑的许多区域,但在下丘脑最为集中。
科学家们起先是通过研究大脑对葡萄糖的感知变化发现脑内感受器的。这个问题曾经争论了很长时间,后来终于在大脑中找到了对葡萄糖反应的神经元(细胞),它位于下丘脑的饱食中枢,这种神经元能够被葡萄糖兴奋,故科学家们称它为糖感受器,他们对葡萄糖的感知非常灵敏,只要0.1 皮摩尔(1皮摩尔=10-12摩尔)的葡萄糖就足以能使它们兴奋。
事实上,象葡萄糖这类的感受器一样,能感知脑内化学物质发生兴奋或抑制性反应的感受器还很多,例如胰岛素感受器、脑啡肽感受器、脂肪酸感受器等等。其中大脑指挥人摄食的感受器是胰岛素感受器。
胰岛素是由人的胰腺分泌的化学物质。胰腺位于胃的后下方,它被十二指肠环抱,胰腺有外分泌部分和内分泌部分。外分泌部分主要分泌胰液,通过胰管流入十二指肠,参入消化食物;内分泌部分是一组组细胞团,分散在胰腺的各个部分,就象是湖面上的一些小岛子,所以称它们为“胰岛”。胰岛素就是由胰岛分泌出来后进入血液,主管人体糖分的。糖尿病患者就是因为胰岛出了毛病,胰岛素减少造成的。
人的大脑中的胰岛素的含量是相当稳定的,大脑中的胰岛素感受器就象是一架高精密度的天平,天平的一端是脑内主管饭量的神经中枢,另一端则是主管摄食的神经中枢。饿时,胰岛素水平下降,使人感到饥饿,于是胰岛素感受器发出吃饭的“指令”,当吃到一定程度时,即胰岛素水平上升到一定程度后,胰岛素感受器则发出已经吃饱的“指令”,正是胰岛素感受器指挥一个人的饮食量控制在一定的范围之内。
科学家们发现,人和动物的饮水的功能与两种化学物质有关——神经肽肾素和血管紧张素有关。在缺水的时候,血浆中的肾素升高。于是大脑中的神经肽肾素感受器就发出饮水的“指令”。
科学家已经揭开了视色素的奥秘。
大家都明白,是人通过感觉来认识世界的,而在所有的感觉器官中,眼睛是最为重要的。现代人体科学研究证明,人所感知的信息,至少有80%是通过眼睛来获得的,所以人们称眼睛是“心灵之窗”。客观世界为什么能被人和动物的眼睛感知呢?
科学研究证明,视觉的起始过程发生在光感受器中。光感受器在视网膜上,按其形态分为两类:一类是杆细胞,一类是锥细胞。这两种细胞构造相似,但分工不同。杆细胞主管暗视觉(如夜视),而锥细胞则分管明视。杆细胞与锥细胞都分化成内段和外段,两段之间由纤毛相连。内段包括细胞核、线粒体和其它细胞器,内段的末尾与下一级的神经元连接。外段主要是由原生质膜内折而成的小盘,在这些整齐的小膜盘上,排列着一种对光特别敏感的色素,叫视色素。视色素受透光状体的光照射后,便发生了一系列的化学变化,这便是整个视觉过程的起始点。
视色素是一种蛋白质,它由两部分组成,一部分是视蛋白,另一部分是载色基团——视黄醛。视黄醛是一种很奇妙的物质,在暗中它和视蛋白镶嵌在一起,在光照后,视黄醛分子便发生异构化,既由顺式变为反式,并逐渐与视蛋白分离。在这个过程中,光感受器便发生兴奋,产生电信号,按上行机制往上传送,即传向大脑。光感受器(视色素)所感知的信号,经视网膜神经网络传向大脑主管视觉的视皮层,视皮层对视觉信号进行综合处理后,从而使眼睛看到东西。
美国化学家沃尔德、哈特林和瑞典化学家格拉尼特因把视色素的组成和视黄醛的分子结构弄清出了,所以共同获得了1967年度的诺贝尔生理学(医学)奖。
爱情的实质也是化学反应一种显现形式。
我们知道,化学与我们的生活衣食住行是密切相关的,但是大家是否知道化学与人类的爱情、智慧也有很大关联呢!
对于恋爱中的青年男女,人们常用“心心相印”、“难舍难分”、“如胶似漆”、“一日三秋”等美丽的词语来形容爱情的炽热。这些美妙的词语虽然准确地描述了男女相恋的情态,但是并没有揭示出爱情的实质。那么爱情的实质是什么呢?
科学家们经过研究发现:“恋爱中的男青年,他大脑里的丘脑下部分分泌出具有爱恋作用的化学物质。这种物质,会使他的神经突然激发,产生对异性的亲近、追求、甜蜜的神经活动;女青年也作出相应的化学变化和神经活动,从而双方都有难舍难分、幸福甜蜜的感觉。”用这样的乏味的语言来揭示爱情的实质未免太缺乏诗情画意了,但是这种形式的大脑化学作用却的的确确是人们在恋爱时节的实质。
这个秘密是怎样被发现的呢?美国约翰•霍普金丝医学院的医学心理学家乔恩•马奈研究发现,正常的男女在恋爱时,在适合于她(他)们表达爱情的场合,脑垂体下部分分泌出多种神经递质,如肾上腺素、去甲上腺素和安眠酮等。这些化学物质作用于神经系统,就会使人进入爱情的妙境。他还对一些早在童年时就被切除脑下垂体的病人进行了15年的跟踪观察和研究,发现他(她)们在体格上同常人没有多少差别,然而在爱情上却是麻木不仁,完全没有“爱情”的感受,这些人不对异性产生爱恋,所以没有堕入情海的。马奈认为,脑垂体被切除的人,因为缺少正常人的那些“分管”爱情的物质的分泌,以及传输这种信息的神经系统的通道在这个部位发生了故障,因此它(她)们的情感便发生了难以补救的困难。
马奈对化学与爱情问题继续深入研究发现,有些青年男女,本来应该到了梦一般的“恋爱的季节”,但她(他)对异性朋友却冷若冰霜,好像从来就不知道人生还有爱情这种事情。这种情况表明,他们的脑下垂体对爱情物质的分泌和传输一定出了毛病。这时,如果他(她)们去医院请教医生,医生就会建议他们服用安眠酮。开这种药的原因有三个:一是它是人脑分泌的化学物质,外界补充容易吸收,没有副作用;二是人工合成这种药比较容易,售价便宜;三是它能很好地激起人的爱情感。
综上所述,虽然科学已经有力地支持了生命起源的“化学进化说”,也就是说生命是化学反应的产物,构成生命体的一切物质都来自于大自然,但还没有揭开无生命的有机物到底是怎样相互结合而变成有生命的千姿百态的生物的,所以要彻底揭开生命起源这个千古之谜,还需要后人进行极其艰苦的探索。但现代科学已经彻底否定了神创万物的谎言!

人类的冲动与脑干区(爬虫区)、边缘系统、大脑皮层的活动有关
催产素对大脑和情感的影响
脑内化学物质的变化会影响人的感觉和情感