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- April 12, 2006 at 12:12 pm #128334
匿名用戶
Participant<font color=”#a52a2a”>設計長壽的人體
重新審視人類進化S. Jay Olshansky, Bruce A. Carnes, Robert N. Butler
約瑟夫譯自《科學美國人》2001年3月號</font>
<font color=”#008000″>如果可以設計人體結構,達到真正的健康長壽,這個人或許應該擁有下圖中的特徵,當然也要對我們現在的身體做很多其他方面的內部及外部調整。</font>
修正後的人體,點擊圖片放大突出的椎間盤、易碎的骨頭、骨折的髖部、撕裂的韌帶、曲張的靜脈、白內障、聽力減退、疝氣和痔瘡,隨著年齡的增長,這張身體疾患的清單越來越長,我們對單子上的內容也不再陌生。為什麼剛到盛年,我們就開始走下坡路?
我們稱之為身體的這台時刻運轉的機器會日益老化,一方面是因為它的設計結構不適合長期運作,另一方面則因為我們曠日持久的使用早已使它過了「保修期限」。從藝術家的角度講,人體是美的,配得上它獲得的所有那些贊歎與驚奇。但在工程師看來,人體是一套由骨骼、肌肉、腱、瓣膜和關節組成的複雜系統,這些部件實際上和一台機器中容易出錯的滑輪、泵、槓桿和鉸鏈大同小異。當我們進入老年,那些曾經服務周到、早年未出現異常的關節等身體零件開始顯現它們的問題和不足,要麼損壞,要麼導致其他一些健康問題的出現。
從進化角度講,自然選擇,也就是決定我們遺傳特徵的那種力量,並不是以絕對的完美和「萬壽無疆」為目的,因此今天人類的身體結構並不完美,總是存在這樣或那樣的缺陷和漏洞。如果一種機體結構(無論是人類還是其他生物),這一結構能讓其個體的壽命達到足夠長的狀態並養育下一代,這種結構就會在進化的過程中被選擇。也就是說,那些身體強壯、能夠繁育下一代的個體將能夠把自己的遺傳基因傳給自己的子代,他們的機體結構也因此得以世代相傳。那些影響個體在青年時期生存的特徵,會被自然選擇的力量所剔除,因為那些受到影響的個體在還沒來得及繁育後代的時候就已經死亡。更重要的是,對於那些幸存的個體來說,其解剖及生理結構上的缺陷由於他們的生育而被遺傳給了下一代。舉例說來,如果一種機體結構會在個體50歲時徹底崩潰,卻不影響其生命早期的繁殖活動,那麼這一整套結構仍會自然選擇所接受,儘管一些缺陷會在生命後期導致不良後果。
如果我們的身體可以接受大範圍的修整,我們就會少一些缺憾,生命的後期也不會出現那麼多的痛苦。然而,進化並不按照人們的意志行事。事實上,進化只是將手邊現成的東西胡亂修補一氣,再笨拙地加些新玩藝兒,就成了我們今天的人類,她的工作方法連漫畫家Rube Goldberg都會覺得好笑。<font color=”#4682b4″>(譯注:Rube Goldberg,美國著名漫畫家,他的作品多諷刺如何將簡單的事情極度復雜化,曾獲普利策獎。)</font>
人的上半身結構就是一個很好的例子。人的上半身原本因為四足行走的哺乳動物的興盛而為自然選擇所接受。而隨著時間的推移,直立行走可以幫助我們的遠古祖先使用工具,並使他們的智力得到進一步發展。這種由四足到兩足的變化無疑給了我們祖先莫大的幫助,但我們的脊柱卻在某種程度上因此作出了一些笨拙的轉變:為了支撐不斷增加的垂直壓力,骶椎逐漸變大,整個脊椎也出現了一些彎曲,以防止我們的祖先在直立行走時栽跟頭。然而這些改變並沒有解決人類直立行走所帶來的一系列問題。
假如……
近來,我們三個人一直在想,「一個特別適合健康長壽生活的人體結構會是什麼樣?」我們接下來將要介紹的對現有人體結構的修改,只是我們的不完全想像。不管怎樣,我們希望這些修改可以引起人們的注意。衰老總是被人們形容成一種可以恢復或是根除的疾病,很多人都認為大多數與衰老有關的健康問題都是由於我們墮落的生活方式造成的。愚蠢的行為當然會縮短壽命。但是,人類從祖先那裡繼承了一個運轉並不完美、修復機制不甚理想、並非為長久使用或永葆健康而造的身體,由此產生的健康問題不能歸咎於人自己。即使我們過著一種神話般的理想生活,我們的身體最終還是會出問題。
這個事實說明衰老及與之相伴的各種身體疾患是自然注定的,也是不可避免的。簡單的調整和改變也不能彌補滲透到我們身體結構和機體中的種種缺陷和不足,它們最終將隨著時間的推移而慢慢顯現。但是,我們相信生物醫學的發展會使衰老帶來的一些疾病得到緩解和治療。研究人員在不斷破譯人類基因組的奧秘,確定每條人類染色體上的基因功用,試圖開發能夠控制發病基因的藥物,學習如何利用並提高我們身體中已經存在的自我修復機制。這些科學進展會最終讓我們不再害怕那些天生的身體結構缺陷。
<font color=”#ffa500″>用這種方式走路</font>
人體的很多老化衰弱,甚至致命疾患都源自人類上身直立、兩腳行走的行動姿態。具有諷刺意味的是,正是直立行走讓人類這個物種興旺繁盛起來。我們走路時邁出的每一步,都給我們的腳、腳踝、膝蓋和後背施加了額外的壓力,而這些部位除了承受這些壓力外,還要支撐整個身體的重量。僅在一天之間,每平方英尺的腰椎相當於承受了數噸的重量。在人一生的時間裡,各個關節從未停止過工作,重力在不斷伸拉人體組織,所有這一切都是直立行走帶來壓力的結果。
儘管重力在把我們不斷向下拉,還是有一些身體結構在對抗這種方向永遠向下的力量。例如,人體中有一套復雜的肌腱結構將各種人體器官集中在脊椎周圍的區域內,防止器官被重力「拽」下來,撞在一起。
但這些解剖結構的調整,就像整個機體一樣,總有轉不動的一天。如果長壽和持久不變的健康狀態是人類進化的最終目標,那麼下列這些調整方案可能會最終成為現實。
缺陷:
30歲後的骨礦物質流失:礦物質的流失使骨折有機可乘,重者甚至出現骨質疏鬆症、脊柱彎曲和駝背。
不安分的椎間盤:柔軟的椎間盤在經受多年的壓力後可能出現滑動、破裂和膨出。出現異常的椎間盤和脊椎骨會壓迫神經,導致劇烈疼痛的產生。
質量減輕、力度降低的肌肉:肌肉的萎縮會抑制包括行走在內的各種活動。在腹部,一向受重力牽拉的小腸會在肌肉力量減弱的腹壁部位突出,導致疝氣的發生。軟弱無力的腹部肌肉還會導致腰痛。
腿部靜脈曲張:由於防止通過體液倒流的靜脈血管瓣膜功能異常,腿部的靜脈血管增寬,並出現扭曲,導致血液淤積。嚴重的靜脈曲張會導致腫脹和疼痛,少數情況還能導致威脅生命的血栓。
相對短小的胸腔:現有的人體胸腔不能完全包裹並保護大多數內髒器官
老化的關節:隨著關節年復一年的使用,關節潤滑液逐漸減少,導致骨關節相互摩擦。摩擦帶來的疼痛會因骨關節炎等炎症疾病而加重。修整:
身高較低能使人體的重心降低,不容易摔跤,防止礦物質流失較多的骨發生骨折。
肋骨數量增多的胸腔,能夠更好地保護腹腔髒器,防止疝氣等問題的出現。
骨頭的粗度和厚度增加,保護骨頭在摔倒過程中不受破壞。
能夠向後彎曲的膝蓋,特別是膝蓋不被永遠固定在某一位置時,骨關節相互摩擦,骨質遭到破壞的風險就會降低。但一個缺乏固定性的骨關節系統不能支持人體站立很長的時間,這一點還需要進一步改進。
前傾的上部軀幹能夠減輕脊椎骨承受的壓力,降低椎間盤發生破裂和滑動的風險。而椎間盤問題和腹壁肌肉力量的減弱能都導致背部疼痛。
彎曲的脖子和增大的脊椎骨,能夠平衡前傾的上部軀幹,保持頭部挺直,面向前方。
增厚的椎間盤能夠抵抗破壞性的壓力。
額外的肌肉和脂肪能夠增加骨骼的重量,抵制骨礦物質流失導致的後果,還能在摔跤過程中對骨骼起到襯墊作用。
血管瓣膜更多的腿部靜脈,能夠抑制靜脈曲張的發生發展。
更大腿筋和肌腱,能夠幫助支撐腿和臀部,分擔壓力。
<font color=”#ffa500″>頭部設計</font>隨著人的衰老,頭頸部的一些區域會出現這樣或那樣的問題。人類的視覺是一個進化過程中的奇跡,但這一系統的複雜性會使它在人一生的時間中出現很多問題。
隨著時間的推移,眼角膜周圍保護性液體的透明度會逐漸降低,視力會隨之受損。控制虹膜開啟和晶狀體調焦的眼部肌肉慢慢萎縮,反應能力降低,晶狀體變厚、變黃,影響視覺的敏銳性以及對色彩的感覺。更重要的是,負責將外部影像信息傳輸到大腦的視網膜,容易從眼球後部脫落,導致失明。
這些問題大都不能通過改變其結構設計而得到解決,但對眼部結構進行適當調整會降低視網膜脫落發生的風險。此外,這些調整還能使老年人的聽力不受到衰老的影響。
人體上呼吸道和消化系統的結構缺陷導致老年人容易發生窒息,經過簡單的調整問題就能得到解決。缺陷:
內部結構較為脆弱的耳朵:內耳將聲音信號傳遞到大腦的毛細胞,由於長期暴露於噪音下而遭到破壞
食物和空氣共同的出入通道:食物進入口腔向食道流動時,舌後有一片薄而有彈性的會厭軟骨,能夠在人吞咽食物時蓋住聲門,防止食物和液體進入氣管、發生窒息。老年人的口腔肌肉力量減弱,會厭軟骨的閉合時的緊密性也隨之下降,食物和液體被吸入氣管的危險隨時可能發生。
視網膜和眼球後部的微弱聯繫:視網膜和眼球後部的聯繫比較微弱,因為將來自視網膜的視覺信號傳輸到大腦的視神經,只是在眼球內部和視網膜相連,而不是眼球後部。修整:
活動度增強的大耳朵能夠收集更多的聲音信息,以補償由內耳老化所致的聽力下降
內耳毛細胞的數量增加和持久性的增強可以保持人的聽力水平
氣管位置的升高,能夠使食物和液體順利從氣管旁經過。但是這一設計還需要改進,因為氣管位置的升高會妨礙人的口式呼吸,還會影響人的語言表達。
視神經與視網膜後部相連:可以幫助穩定視網膜與眼球後部的聯繫,防止視網膜脫落。
<font color=”#ffa500″>水管工的技術</font>在一位經驗豐富的水管工看來,男性前列腺的解剖結構完全是一個剛剛入行的學徒之作:男性的尿道剛好從前列腺中穿過。雖然人們目前還不知道這種構造有什麼益處,但事實是很多男性由於前列腺和尿道的特殊位置結構而飽受其苦,如尿液流動不順暢、尿頻等。
隨著年齡的增長,女性也要面臨類似的「排水管」問題,以小便失禁最為多見。如果人類的泌尿系統結構能在進化過程中進行少許調整,人們會少受很多痛苦。缺陷:
尿道容易受到擠壓:進入中年,每兩個男性中就會有一人出現前列腺增生。隨著增生情況的加重,尿道會受到前列腺的擠壓,影響尿液的正常流動,重者危及生命。
肌肉及韌帶的鬆弛和老化:女性隨著年齡的增長,特別是經過多次妊娠後,骨盆底部和膀胱壁以及對膀胱起定位作用的韌帶會出現鬆弛和下垂,容易導致小便失禁的出現。修整:
尿道位於前列腺之上,即使前列腺增生,尿道也不會受到擠壓。
更為強韌的膀胱括約肌和韌帶,能夠增強對膀胱功能的控制。 - January 21, 2011 at 3:03 pm #80062
誠惶誠恐
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