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《身體》2/6

2022-06-09
in 自然科普
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《身體》2/6
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前集回顧
  • 《身體》1/6

這本書每一章開頭,都用一段引言來闡述該章重點,例如開頭的第一章標題是如何打造人體?引用的是莎士比亞在《哈姆雷特》的臺詞:「簡直如同天神一般」,這就是要提醒你,我們的身體如此的奧秘而複雜驚人,彷彿可與天神比擬。

人腦的結構和功能,精密得令人驚嘆。

世界上沒有比人腦更非凡的東西了。隱藏在頭骨內的大腦異常柔軟,由70-85%的水組成。它在結構和功能上,都是獨一無二且令人驚嘆的。

那種說,人類使用的大腦不超過10%的說法,是一個神話。人類不僅一直在使用整個大腦,而且,還花費了大約20%的全部能量在上面。嬰兒使用其全部能量的65%,來保持大腦功能。

就其大小和材料而言,它與狗或倉鼠等動物的大腦,沒有什麼不同,但它的效率和獨特性,歸功於它包含的860億個左右的神經元,這些神經元彼此之間形成了數萬億個連接。

人腦分為四個主要部分──

  • 大腦:所有感官處理、個性和情感的家園,它分為兩個部分。
  • 小腦:包含大腦中一半以上的神經元,負責運動和平衡。
  • 腦幹:將大腦連接到脊柱和身體其他部位,腦幹調節呼吸和睡眠等功 能。
  • 下丘腦:花生般的大小,它控制大腦的化學功能,調節性欲、饑餓和口渴,以及我們如何變老。

早在19世紀,由於一些科學家認為,頭部的大小和形狀,可以幫助推斷出個人性格的某些方面,因此出現了顱骨測量學和顱相學學科。

雖然這些學科後來被稱為虛假的,但人的頭骨仍然具有許多驚人的特徵。頭部包含負責三種關鍵感官的器官:視覺、嗅覺和聽覺,而這些器官又由大腦處理。

臉具有驚人的表現力。雖然有多種表達方式,但有六種屬於比較普遍的表達方式,即快樂、憤怒、厭惡、恐懼、悲傷和驚訝。如果沒有能力獨立控制產生這些情緒的肌肉,沒有人可以表達出這些情感。

耳朵隨時帶給人聽覺的饗宴

聽覺是另一項被嚴重低估的奇蹟,想像一下有人給你三根微小的骨頭,幾束肌肉跟韌帶,一片精細的薄膜,再加上一些神經細胞,然後要你從這些物件打造出一個裝置,可以恰當的準確度,來捕捉周遭各項大小不一,完整多樣的聽覺經驗,比如親密的耳語,交響曲的優美樂音,雨水打在樹葉上讓人放鬆的聲響,同時聽到另一個房間當中,水龍頭的滴水聲。

當你在耳朵上戴上了一組最高級,要價600英鎊的耳機,並且驚嘆於豐富而細緻的音響質地時,這個昂貴的科技產品所做的一切,也只是在模擬你的聽覺效果,也就是它在模擬你的兩隻耳朵。你的耳朵隨時都帶給你聽覺的饗宴,完全無償,不需要花費600英鎊。

別小看耳朵的功能,還擅長用立體實境去理解聲音。

耳朵由三個部分組成:外耳、中耳、內耳,最外層就是我們平常說的耳朵,位在頭部的兩側,這柔軟的殼狀物,拉丁文名稱叫做pinna(意指鰭或羽毛),正式名稱為耳廓。

乍看下,耳廓似乎設計不良,無法勝任它的職責。任何一名工程師如果從頭開始發想,應該會設計更為寬大堅固,例如碟形衛星信號接收器,而不會讓我們長這樣,只要頭髮稍長就會蓋住的耳朵。

然而事實上,外耳的肉質螺旋形狀,在捕捉稍縱即逝的聲音上,功能出奇強大,不只如此,它還擅長用立體實境的方式去理解聲音。聲音何來?是否值得關注?

所以你不僅可以在一個雞尾酒派對上,聽見房間另外一頭有人提到你的名字,接收到這個訊息後,還能用無法解釋的精確度,立刻轉頭辨認,因為能夠辨識方向及察覺距離,你馬上能找出那個講到你的人是誰。我們先祖作為獵物存活了漫長無盡的時刻,就是因為有這樣的演化,並讓我們天生具備這份優勢。

雖然所有人外耳功能一樣,但每隻耳朵都具備有獨一無二的形構,沒有兩個人耳朵完全一樣,所以專家就指出,2/3的歐洲人是臉頰分離的懸垂耳垂,就是有耳垂的人;另外1/3耳垂緊貼著臉頰。但耳垂不管是緊貼或者是懸垂,都對你的聽力和任何其他能力沒有影響。

人體最小的三根骨頭,是要放大聲音傳至內耳。

耳廓接連的通道叫做耳道。它的盡頭是一片緊繃的堅固的組織,科學上稱之為鼓膜,一般人稱之為耳膜,它標示出外耳跟中耳的分界。鼓膜上微小震動會傳遞給人體最小的三根骨頭,統稱聽小骨。

它們各別的名稱是錘骨、砧骨跟鐙骨。聽小骨是三塊小骨頭的組合,完美展現演化過程當中,經常發現的「能用就好」的邏輯。

聽小骨原是我們先祖的顎骨,然後逐漸遷移到耳部的新位置,三根骨頭的歷史大部分時候,其實跟聽覺功能沒有關係,聽小骨的存在是要放大聲音,以便傳給蝸牛狀的結構:耳蝸,且傳到我們的內耳。

耳蝸內長滿了2700根,非常纖細如毛髮狀的細絲,稱之為靜纖毛,當聲波掠過,激起靜纖毛如海草般款款擺動,腦部就接受所有的訊息來進行理解。這一切都在那極端微小的空間中完成。

我們的耳蝸小如葵花子,而我們的三根聽小骨相加如襯衫鈕扣大,即便只是讓鼓膜移動不到一顆原子寬度的壓力波,都能夠啟動聽小骨的運作,以聲音的形式抵達腦部,你真的無法再對這套組合進行改善。

爆炸聲響,為何會暫時聽不到聲音?

聲學科學家假設,若我們還能夠進一步聽見,更為細微的聲響,那我們就會生活在雜音永不間斷的世界當中,因為連隨機運動的氣體分子都可以聽到。我們的聽力已經不能更敏銳了,更敏銳就會產生困擾。從我們可以察覺的,最輕微及最響亮的聲音範疇,正負相差有一兆倍。

為了保護我們免於噪音傷害,我們還擁有聽覺反射的功能,就是當我們知覺到強烈的聲響,就會有一束肌肉猛然拉起鐙骨,讓它跟耳蝸斷開連接,徹底切斷迴路。而且在聲響過了之後,能維持這種狀態幾秒鐘,所以在爆炸的時候,我們通常會暫時聽不到聲音。

不幸的是,如同任何反射作用,肌肉收縮仍需要1/3秒的時間,在這短短的延宕,有時就已經造成許多的傷害。人類耳朵在安靜的世界中演化數千年,從未預見有耳塞式的耳機進入耳道,跟耳膜只隔幾毫米的距離,並承受高達100分貝的音樂咆嘯。

靜纖毛是無法再生的,保護耳膜小心噪音吧!

人如果老化了,我們的靜纖毛就會磨損,遺憾的是,耳朵裡面的靜纖毛是無法再生的。鳥類的靜纖毛可以完美地長回來,但人類身上的靜纖毛就是沒辦法復生。高頻率聲音的靜纖毛長在前面,而負責低頻率的靜纖毛長在比較裡面,所有聲波無論高低,都會先通過高頻率的靜纖毛,如此龐大的流量也就意味著,這一類的纖毛會磨損的快一點。

相信大家現在了解為何年紀大了,聽力會越來越差,並且無法改變,更不可能逆轉。另外,就是我們聽力受損的時候,通常是先聽不到高頻率的聲音。

為了測試不同聲音的功率、強度跟響度,1920年代的聲學科學家,就提出了今天分貝這個概念,它是對數運算,意思是說:分貝數值的增加是成數量級的增加。兩個10分貝的聲音加起來,記得不是20分貝而是13分貝,音量大概每6分貝就增加了一倍,也就是說,一個96分貝的噪音,不是只比90分貝的噪音吵一點點,而是90分貝的噪音的兩倍。

對於噪音的痛感臨界時,大概是120分貝,超過150分貝以上的噪音,可以震破我們的耳膜。比如寧靜的場所,像圖書館或鄉間是30分貝,睡覺打鼾60到80個分貝。一個很近的很小的雷鳴120分貝,而籠罩在噴射機起飛的引擎轟隆聲,就是可以震破你耳膜的150分貝。

因此,若是要帶小孩子去機場附近看飛機起降,就要注意保護耳膜的措施囉!

(待續)

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  • 《身體》3/6

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