剖析暈動癥

盧夢

暈動癥由來已久

在交通工具出現之前，人類旅行的方式只有徒步一種。幸運的是，從大約公元前4000年起，人類開始使用驢、馬和駱駝等動物作為交通工具。公元前3500年，伊拉克人發(fā)明了輪子，人類開始借助木板車來運輸。最早的水路運輸使用的是獨木舟式的結構，直到公元前3100年埃及人發(fā)明帆船，人類才開始在海上航行。航海是推動人類歷史發(fā)展的重要契機，它讓貿易規(guī)模從洲內陸地擴張到洲際間，隨之便誕生了水手這一職業(yè)。

“無人駕駛”車輛的“駕駛員”可在車輛行進過程中做別的事，如看書。而這會進一步增加暈動癥發(fā)作風險。

中國古代轎子。

然而，并不是每個人都適合做水手，因為即便在今天，仍有許多人可能患上所謂的“海上瘟疫”—暈船。暈船是暈動癥的一種體現。暈動癥是指在旅行中由運動所引起的一組綜合癥狀，如頭暈、嘔吐等。與暈船同屬暈動癥的還有暈車、暈機等。人類乘坐任何交通工具都可能引發(fā)暈動癥，很多人在童年時都經歷過暈車，甚至成年后乘坐過山車時也會感到惡心，甚至嘔吐。未來，當無人駕駛、空間旅行或“虛擬現實（VR）”技術真正進入我們的生活，暈動癥發(fā)作可能會更加普遍。

科學家認為，暈動癥與我們身體和頭部的運動有關，但為什么會導致惡心或嘔吐卻一直是個謎。如今，來自大腦成像和遺傳學的證據正幫助科學家揭開謎底。實際上.引發(fā)暈動癥的原因很多，包括基因、性別和飲食等，甚至連腳掌的大小都可能是潛在的因素。

“惡心”一詞源自希臘語中的“船”。暈船對人類歷史有很大影響，不論發(fā)生在我國古代的赤壁之戰(zhàn)，還是1588年英國人打敗西班牙艦隊，船上的士兵都遭受過暈船折磨。據記載，古代中國人在乘坐轎子和馬車時也會感到惡心想吐。對此，當時人們的應對方法包括禁食、喝童子尿，以及把灶臺里的灰燼藏在頭發(fā)里等，現在看來不免可笑。

推測一：前庭系統(tǒng)是關鍵

如今，誘發(fā)暈動癥的情境越來越多，沒有人能對暈動癥完全免疫。人類也不是唯一受暈動癥困擾的物種，貓、狗甚至各種鳥類和魚類都無法逃脫暈動癥的折磨。事實上，只有那些不具備前庭系統(tǒng)的動物才能幸免。因此，科學家推測暈動癥與前庭系統(tǒng)有關。

前庭系統(tǒng)位于耳道內，其作用是監(jiān)測頭部的直線和角加速度運動信息。前庭系統(tǒng)是脊椎動物特有的感覺器官，是一個由3個半圓形管道（半規(guī)管）構成的精細、復雜結構，半規(guī)管道間彼此呈90°角連接（類似于XYZ坐標軸，每個半規(guī)管道分別對應XY、YZ和XZ面），且每個管道內都充滿內淋巴液。當頭部移動時，半規(guī)管內的淋巴液隨之晃動，并撥動耳道內壁上的纖維，纖維的受力大小和受力反方向分別代表頭部移動的速度和方向。前庭系統(tǒng)把纖維檢測到的運動信息主要傳遞至兩個區(qū)域：負責運動和平衡功能的小腦，以及與身體其他部分（包括觸發(fā)惡心和嘔吐反應的區(qū)域）相關的腦干。此外，前庭系統(tǒng)也把運動信息傳遞至眼部，以避免視覺在頭部運動時變得模糊。

前庭系統(tǒng)和半規(guī)管的示意圖。

在研究暈動癥的早期，科學家曾認為，暈動癥的誘因是前庭系統(tǒng)受到過度刺激。然而，如果真是這樣，為什么人們在跳舞時不會感到惡心，水手在上岸后短期內卻仍會感到惡心？為什么汽車上的乘客比駕駛員更容易感到惡心？為了解釋這些“無法解釋”的現象，科學家很快提出了第二種觀點：引發(fā)暈動癥的原因，是不同感受器接收到的信息之間發(fā)生沖突。例如，人在車上閱讀時，其頭部和書是相對靜止的（從書本相對靜止的視覺信息來判斷，人自身應為靜止狀態(tài)），但實際上人體在隨著車運動（從前庭系統(tǒng)的感受來判斷，人自身應處在運動狀態(tài)）。如此一來，兩種不同步信息的沖突讓大腦無法判斷身體到底是靜止的還是運動的，于是引發(fā)暈動癥。

此外，一名科學家在測量了人在船上時為保持平衡而做出的微小動作后認為，暈動癥是因為人無法控制自身姿勢而引起的。對此，該科學家建議：在船上站立時應加寬兩腳間距，以使身體更加穩(wěn)定、平衡，從而減輕暈動癥引起的惡心。

推測二：感覺與預期的偏差

這種由感覺信息沖突導致暈動癥發(fā)作的觀點同樣存在問題。例如，當新、老水手站在同一塊甲板上時，船只的晃動理應帶給他們相同的運動感覺，但他們對此感到惡心的程度卻不同。因此，美國神經科學家阿曼對暈動癥的誘因提出了一種新觀點：暈動癥不是由感覺信息沖突導致的，而是由于感覺信息與大腦預期的偏差導致的。當人體運動時，大腦會把實際的感覺輸入從預期的神經活動模式中去掉，剩下的就是“感覺一運動沖突信號”。該信號通常很微弱，但在突然遇到障礙物或原本的運動狀態(tài)被打斷時會激增，觸發(fā)大腦運動系統(tǒng)做出修正反應，以使身體恢復平衡。待身體平衡后，該信號逐漸變弱甚至徹底消失。然而，如果“感覺一運動沖突信號”長時間處于激增狀態(tài)，那么接下來就會引發(fā)暈動癥。

這種觀點能解釋為什么在船上人們會感到惡心而在跳舞時就不會，因為跳舞時的身體動作系主動發(fā)生，在人的預期內，而船身的搖晃給身體帶來的被迫運動無規(guī)律，不在人的預期內。這也是遠航歸來上岸的水手在短時間內仍會犯惡心的原因——他們對自己身體運動的預期已經與船身的搖晃同步，回到平穩(wěn)的岸上后反而適應不了靜止的地面。同樣，汽車的移動由駕駛員控制，因此駕駛員身體的運動和汽車的移動幾乎同步。在駕駛員預期內，所以駕駛員通常很少感到惡心，反而乘客因無法預測汽車（也就是乘客自身）的運動，導致“感覺一運動沖突信號”激增而感到惡心。然而，這—觀點目前還缺乏腦科學證據支持。

猴子實驗證實推測二

對于暈動癥的誘因，科學家們莫衷一是。直到美國神經科學家卡倫通過實驗在猴子腦中檢測到了“感覺一運動沖突信號”電活動，阿曼的觀點才被越來越多的人認可。在實驗中，卡倫訓練猴子走完一條特定的路線以得到食物獎勵，但偶爾會在行進中的猴子腦袋上突然施加一種力來打斷猴子頭部本來的運動。這就導致猴子對自己頭部隨身體運動的預期與實際上的運動產生偏差，此時卡倫檢測到猴子小腦中一些神經的電活動激增。

作為對照，卡倫在猴子走動途中低于猴子身高處放置了一個障礙物。在避開障礙物時，猴子的腦袋雖然也偏離了原本的運動軌道，但小腦中卻沒有激增的電活動發(fā)生。這表明，猴子在識別出障礙物的一瞬間，根據視覺信息并結合以往經驗，其小腦只用了不到1毫秒就重新計算出新的內部預期模型，從而把原本預期外的障礙物轉變?yōu)橐炎R別、預期內會出現的物體。這證明，當動物適應了新的運動模式后，其內部預期模型隨之更新，由此可避免“感覺一運動沖突信號”激增。

卡倫的研究結果讓阿曼更加相信，激增的“感覺一運動沖突信號”就是暈動癥的誘因。但他不得不承認，目前并無證據表明，在卡倫研究中發(fā)生電活動激增的神經元，就是把前庭系統(tǒng)信號經小腦傳遞給腦干中與惡心相關區(qū)域的神經元。

雖然阿曼的觀點加深了我們對暈動癥誘因的理解，但仍有一些問題沒有得到解答。例如：女性水手是否比男性水手發(fā)作暈動癥的概率更高？為什么孕婦在使用VR設備時的暈動癥癥狀比一般人的更嚴重？

暈動癥發(fā)作 男女有別

男性和女性暈動癥發(fā)作的風險和嚴重程度的確不同。這涉及一個根本問題：暈動癥存在的進化意義是什么？通常情況下，嘔吐最直觀的作用是把有毒物質排出體外，但為什么嘔吐也是對運動的一種負反饋（嚴重影響人的行為能力）？

根據進化論，如果暈動癥對人類生存毫無益處，自然選擇就應將其淘汰?？茖W家對此的解釋是，身體失去平衡是人中毒的典型表現之一，而當前庭系統(tǒng)檢測到身體失去平衡時，大腦會默認這由中毒引起，于是觸發(fā)嘔吐反應以排出有毒物質。然而，由于大腦“一股腦兒”地把所有身體失衡的情況都歸咎于中毒，因此不論接收到的是“感覺一運動沖突信號”還是中毒信號，人都會感到惡心，想要嘔吐。這就是孕婦比普通人更容易發(fā)作暈動癥的原因：為了避免胎兒吸收母體中的有毒物質而中毒，孕婦的暈動癥發(fā)作閾值被下調，因此孕婦易惡心、易吐，以便盡可能保障體內無有毒物質存在，盡可能為胎兒創(chuàng)造安全無毒的生長環(huán)境。

另一些科學家認為，女性比男性更易發(fā)作暈動癥的原因是男女身體質量分布上的差別。與身高相同的男性相比，女性重心靠下，體重集中在臀部，且腳掌較小，因此女性身體的平衡性不如男性。在“感覺一運動沖突信號”激增時更難保持身體平衡。

此外，暈動癥似乎和基因也有一定關系。2015年，一項在8萬人中就暈動癥展開的首次全基因組研究表明，人體中有35段DNA上的基因與暈動癥有關，其中包括與眼、耳發(fā)育和與血糖調控相關的基因等。而攜帶這些特殊基因的人中，女性暈動癥發(fā)作的概率是男性的3倍。與普通人相比，暈動癥易發(fā)者體內的胰島素水平通常也較低。胰島素不足可導致血糖水平不穩(wěn)定，缺乏胰島素的人在大量進食或貪食甜食后血糖驟升，導致頭暈、乏力，從而引發(fā)暈動癥。因此科學家建議：暈動癥易發(fā)者可通過多吃蔬菜、水果和全谷類食品來減少血糖波動，從而減少暈動癥發(fā)作。

如何緩解暈動癥？

藥物目前，效果最好的暈動癥藥物是東莨菪堿（抗膽堿藥）?？鼓憠A藥通過阻斷前庭系統(tǒng)至腦干中惡心控制區(qū)域通路上的神經遞質，來阻止由暈動癥引起的惡心。但抗膽堿藥有一些副作用，比如引起眼干、困倦、頭痛、心悸和尿潴留?？菇M胺藥對緩解暈動癥也有效，其作用機制與抗膽堿藥的類似，但也有副作用。

行為措施乘車或乘船時，眼望窗外的地平線，可幫助視覺信息和運動信息保持同步。盡量保持頭部和身體靜止，以降低由意外的外力帶來的影響。乘飛機時，盡量保持頭部與座椅靠背相對不動，也可緩解暈動癥。另外，適應性訓練可起到一定作用，就像水手最終可克服暈動癥一樣。在乘坐交通工具前事先體驗一下可能將會經歷的身體運動，也能降低暈動癥發(fā)作概率。

安慰劑一些人相信在手腕上佩戴一條壓力帶能幫他們克服暈動癥。雖然科學家認為目前沒有證據表明佩戴壓力帶能緩解暈動癥，但“安慰劑效應”已被證明可緩解暈動癥癥狀。因此，如果有人堅信某種方法能幫他們克服暈動癥，那就讓他們去做吧。

生姜研究表明，生姜可緩解孕期和化療期犯惡心的情況。雖然生姜對暈動癥引起的惡心是否有效還沒有定論，但生姜的確可激活迷走神經。目前已證實刺激迷走神經可以減少暈動癥發(fā)作。此外，緩慢地深呼吸也能刺激迷走神經，從而減少暈動癥發(fā)作。

有“性別歧視”的VR設備

隨著人們越來越多地在商務會議和視頻游戲中使用VR頭戴設備，未來人們的暈動癥發(fā)作也將越來越普遍。VR設備導致暈動癥發(fā)作的一部分原因是設備上的兩片鏡片間距過寬，無法適配5%的男性用戶和90%的女性用戶，導致佩戴該設備時視覺受到影響，從而增加暈動癥發(fā)作的風險。

由于VR設備對幾乎所有女性用戶都不友好，但僅給5%的男，性用戶帶來困擾，因此它被視為帶有“性別歧視”的設備。不僅如此，VR設備導致女性用戶惡心的嚴重程度比男性用戶的高3倍。

事實上，這種“歧視”在理論上是可以改善的。例如，可以降低游戲畫面的對比度，但這也意味著游戲品質會下降。另一種構想是，當用戶暈動癥發(fā)作而感到惡心時，其頭部運動幅度加大，如果VR設備在檢測到用戶這一行為時立即使游戲自動暫停，那么有很大概率可避免用戶暈動癥繼續(xù)發(fā)作。VR設備如何兼顧游戲的品質和用戶使用舒適度？這個問題還需要游戲工程師和視覺科學家共同探討。