圖片來源：Pixabay

手指和腳上的皮膚在水中浸泡幾分鐘后，會(huì)像腌制的梅干一樣皺巴巴的。然而，這是人類演化出的某種適應(yīng)環(huán)境的機(jī)制嗎？它是否能揭示我們當(dāng)下的健康狀況？

撰文 | Richard Gray

翻譯 | 曾欣欣

審校 | clefable

在浴缸里多泡一會(huì)，或者在泳池里多游幾圈，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)手上的皮膚有一些夸張的變化。原來手指類脊?fàn)畹谋砥ど现挥幸蝗θ?xì)小的螺紋，而現(xiàn)在這些螺紋吸飽水分，變得像腌制后的梅干一樣皺皺巴巴，十分丑陋。

我們對(duì)手指這種變化早就司空見慣，但也會(huì)感到困惑。實(shí)際上，只有我們手指和腳趾的皮膚在水里會(huì)起皺，而其他部位的皮膚，比如軀干、四肢和臉，則不會(huì)因?yàn)榻菰谒锒鸢櫋?/p>

數(shù)十年來，科學(xué)家一直在研究這種由于浸水引發(fā)的手指和腳趾皮膚起皺的現(xiàn)象。多數(shù)科學(xué)家對(duì)這種褶皺形成的原因一直都困惑不已。最近，除了起皺的原因，研究人員又熱衷于探究人體產(chǎn)生這種現(xiàn)象的作用與目的，或許手指皮膚起皺還能反映出我們自身的健康問題。

起皺的手指

研究顯示，皮膚在 40 ℃的溫水中最容易起皺，在此溫度下，起皺大約只需 3.5 分鐘。若將水溫降低至 20 ℃，該過程大概需要 10 分鐘。然而，多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，手指和腳趾在水中浸泡 30 分鐘后，皮膚的褶皺程度才會(huì)達(dá)到峰值。

滲透作用（osmosis）指的是水分子穿過細(xì)胞膜以平衡皮膚內(nèi)外的滲透壓。一直以來，指尖起皺被認(rèn)為是一種被動(dòng)的反應(yīng)——水通過滲透作用進(jìn)到了皮膚表層的細(xì)胞中，上層皮膚因此吸水腫脹。但從 1935 年開始，科學(xué)家們懷疑這個(gè)過程的形成原因遠(yuǎn)不止如此。

醫(yī)生研究了一些正中神經(jīng)（median nerve）——從手臂延伸到手部的主要神經(jīng)之一——斷裂或受損的病人，發(fā)現(xiàn)他們的手指在泡水時(shí)并未不會(huì)起皺。正中神經(jīng)功能繁多，其中之一就是控制交感神經(jīng)活動(dòng)，例如調(diào)節(jié)出汗和血管收縮。該發(fā)現(xiàn)表明，浸水后指尖皮膚起皺，實(shí)際上是由神經(jīng)系統(tǒng)控制的。

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20 世紀(jì) 70 年代，醫(yī)生們通過研究進(jìn)一步證明了這一點(diǎn)。他們提出，將手浸泡在水中可作為一種簡(jiǎn)單的測(cè)試，以評(píng)估患者是否存在神經(jīng)損傷，因?yàn)橛行┥窠?jīng)受損會(huì)影響對(duì)血液流動(dòng)的控制等無意識(shí)過程。

2003 年，新加坡國立大學(xué)醫(yī)院的神經(jīng)學(xué)家艾納 · 懷爾德 · 史密斯（Einar Wilder-Smith）和艾德琳 · 喬（Adeline Chow）招募志愿者進(jìn)行了一項(xiàng)研究。他們讓志愿者把手浸泡在水中，并監(jiān)測(cè)了他們的血液循環(huán)狀況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)志愿者指尖起皺時(shí)，手指內(nèi)的血流量會(huì)明顯下降。當(dāng)他們給健康的志愿者手指上涂抹可使血管暫時(shí)收縮的局部麻醉霜時(shí)，發(fā)現(xiàn)志愿者手指也出現(xiàn)了起皺現(xiàn)象，其褶皺程度于與浸水時(shí)類似。

" 手指起皺自有它的道理。" 尼克 · 戴維斯（Nick Davis）說道。他是曼切斯特城市大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家、心理學(xué)家，長(zhǎng)期以來從事指尖皺褶現(xiàn)象的研究。他還表示，指尖變得蒼白是因?yàn)槭种副砻娴难汗?yīng)量變小了。

Wilder-Smith 和其同事認(rèn)為，當(dāng)我們的手浸泡在水中時(shí)，手指上的汗腺管便會(huì)打開，水會(huì)進(jìn)入皮膚，最終導(dǎo)致皮膚里的鹽分失衡。這種變化會(huì)會(huì)讓手指中的神經(jīng)纖維興奮，汗腺管周圍的血管會(huì)收縮，而這反過來又會(huì)導(dǎo)致指尖肉質(zhì)區(qū)域的體積縮小，從而將覆蓋在表層的皮膚向下拉，最終產(chǎn)生褶皺。褶皺樣式取決于表皮與下面幾層皮膚的固定方式。

也有人認(rèn)為，皮膚的外層可能會(huì)輕微腫脹，這會(huì)增加手指的褶皺程度。然而，僅憑滲透作用想要出現(xiàn)褶皺，手指皮膚的體積至少需要膨脹 20%，這是十分駭人的。加泰羅尼亞技術(shù)大學(xué)生物力學(xué)工程師巴勃羅 · 賽維納（Pablo Saez Viñas）利用計(jì)算機(jī)建模研究了這一機(jī)制。他表示，當(dāng)上層皮膚輕微膨脹，下層皮膚同時(shí)收縮時(shí)，皺紋就會(huì)愈加明顯。

" 你的身體需要讓褶皺程度處于正常水平。如果一些人身上沒有此類的神經(jīng)反應(yīng)，就不會(huì)起皺。" 起皺現(xiàn)象是由神經(jīng)控制的，就意味著我們身體在水中時(shí)會(huì)主動(dòng)做出反應(yīng)。Davis 說，" 這意味著，起皺現(xiàn)象必定有其原由，并會(huì)給我們身體帶來好處。"

增加摩擦力

戴維斯的一個(gè)孩子曾在洗澡時(shí)問他，為什么他們的手指會(huì)起皺，這也讓他開始深入研究了這個(gè)問題及其潛在好處。2020 年，Davis 測(cè)量了 500 名參觀倫敦科學(xué)博物館的志愿者抓握塑料物體時(shí)所需的力量。不出所料，在手掌未起皺時(shí)，手濕的人比手干燥的人需要更多的力量。但是，當(dāng)他們的手在水里浸泡幾分鐘，等到手起皺時(shí)，即使手還是濕的，抓握物體的力會(huì)介于前兩者之間。

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" 結(jié)果顯而易見，"Davis 說，" 皺紋會(huì)增加手指和物體間的摩擦力。特別有趣的是，我們的手指對(duì)表面摩擦的變化很敏感，以保證我們能用更小的力來牢牢地抓住物體。"

戴維斯讓志愿者所抓的物體重量比幾個(gè)硬幣還輕，所需要的握力也很小。但當(dāng)在潮濕的環(huán)境中進(jìn)行更加艱巨的體力勞動(dòng)時(shí)，摩擦力的差異會(huì)帶來顯著影響。他說：" 如果你不需要用力擠壓來抓東西，你手上的肌肉就可稍作放松，工作時(shí)間也可以更長(zhǎng)。"

另有一些研究人員發(fā)現(xiàn)，人們指尖起皺時(shí)拿潮濕的物體會(huì)更省力，這恰好與戴維斯的發(fā)現(xiàn)不謀而合。2013 年，英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)（Newcastle University）的一個(gè)神經(jīng)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)組織志愿者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓他們將大小不一的玻璃球和釣魚用的砝碼從一容器移至另一容器內(nèi)。實(shí)驗(yàn)分兩組，一組是將物體置于干燥環(huán)境中，另一組是將物體放在裝滿水的容器底部。結(jié)果表明，志愿者雙手未起皺時(shí)，轉(zhuǎn)移濕潤物體用時(shí)要比轉(zhuǎn)移干燥物體多 17%。但當(dāng)雙手起皺時(shí)，轉(zhuǎn)移這些物品耗時(shí)要比其雙手浸濕卻未起皺時(shí)少 12%。有趣的是，無論手指起皺與否，志愿者轉(zhuǎn)移干燥物體的用時(shí)并無差別。

一些科學(xué)家認(rèn)為，我們手腳上皺紋扮演的角色可能就像輪胎上或鞋底上的凹槽一般。有了這些褶皺間的 " 溝壑 "，手指和物體接觸點(diǎn)之間的水更能排出去。這表明，人類可能在過去某個(gè)時(shí)候進(jìn)化出手指腳趾起皺機(jī)制，幫助我們握住濕滑物體，增大表面摩擦力。

Tom Smulders 是紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的進(jìn)化神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)家，領(lǐng)導(dǎo)了 2013 年的一項(xiàng)研究。他說，" 起皺似乎可以增大水下抓地力，我認(rèn)為，這種現(xiàn)象與兩種活動(dòng)有關(guān)：其一是在十分潮濕的環(huán)境中活動(dòng)，其二是在水下轉(zhuǎn)移物體。" 例如，當(dāng)人類祖先在濕滑的巖石上穿行或抓握樹枝時(shí)，起皺機(jī)制能提供一個(gè)至關(guān)重要的優(yōu)勢(shì)。再者，它能讓人類祖先尋找貝類等食物時(shí)，更加得心應(yīng)手。

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Smulders 說，" 其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物或許也會(huì)在潮濕環(huán)境中活動(dòng)，但唯有人類才會(huì)在水下抓握物體。" 在靈長(zhǎng)類世界中，黑猩猩是我們的近親，但科學(xué)家還沒有觀察到它們的手指有起皺現(xiàn)象，但以長(zhǎng)期在熱水中洗澡聞名的日本獼猴的手指在水中浸泡后會(huì)起皺。目前，由于科學(xué)家對(duì)其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物缺乏細(xì)致的觀察，不無法證實(shí)這種情況并沒有發(fā)生。Smulders 說：" 我們目前還未解開這個(gè)謎團(tuán)。"

更廣泛的意義

一些有趣的線索提示了這種起皺現(xiàn)象何時(shí)會(huì)發(fā)生在人類身上。在鹽水中，指尖的褶皺程度不那么明顯，起皺時(shí)間也比在淡水中更長(zhǎng)。這可能是因?yàn)樵邴}水中，皮膚和周圍環(huán)境之間的鹽度梯度較低，所以觸發(fā)神經(jīng)纖維興奮程度沒那么劇烈。所以，起皺現(xiàn)象可能是生活在淡水環(huán)境的人類祖先演化出的一種適應(yīng)機(jī)制，而非沿海地區(qū)。但這個(gè)問題還沒有確切的答案，有些人認(rèn)為這可能只是一種簡(jiǎn)單的生理反應(yīng)。

此外，還有一些令人困惑的問題。例如，女性起皺的時(shí)間會(huì)比男性長(zhǎng)。此外，為什么我們的皮膚能在 10-20 分鐘內(nèi)恢復(fù)到正常狀態(tài)？為什么指尖褶皺對(duì)我們抓握干燥物體沒有明顯影響？為什么手指不會(huì)一直處于褶皺狀態(tài)？其中一個(gè)原因可能是褶皺會(huì)引起觸覺的變化。我們的指尖充滿了神經(jīng)，皮膚的凹凸變化會(huì)改變我們對(duì)觸摸物體的感覺（盡管一項(xiàng)研究表明，它不會(huì)影響我們根據(jù)觸摸區(qū)分物體的能力）。

Davis 說：" 有些人對(duì)這種感覺非常反感，因?yàn)橛冒櫚桶偷氖种改脰|西感覺很奇怪。這可能是因?yàn)楦淖兞宋恢茫云つw上受體的平衡被打破了，但也可能有心理方面的因素。探究其中的原因會(huì)很有趣。手指起皺并不總是會(huì)帶來好處。" 然而，手指腳趾泡水起皺可以反映出一些關(guān)鍵信息，讓我們了解自己的健康狀況。例如，患有牛皮廯和白癜風(fēng)等皮膚病的人需要更長(zhǎng)時(shí)間才能起皺。囊性纖維化患者的手掌和手指會(huì)過度起皺，而攜帶相關(guān)致病基因的人也會(huì)出現(xiàn)此類情況。患有 II 型糖尿病的患者把手放在水中時(shí)，有時(shí)其手部起皺的程度會(huì)明顯降低。同樣，心力衰竭患者泡水起皺的程度也會(huì)下降，這可能是由于他們對(duì)心血管系統(tǒng)的控制受到了一些干擾。

盡管泡水時(shí)間相同，一只手起皺的程度可能會(huì)比另一只手要低。兩手不對(duì)稱的褶皺表明身體一側(cè)的交感神經(jīng)系統(tǒng)已不能正常運(yùn)行了，這是帕金森病的早期預(yù)兆。雖然我們的手指和腳趾為什么會(huì)在水里起皺的問題還沒有解決，但對(duì)于醫(yī)生來說，這樣皺巴巴的手指腳趾可以向他們提供有用的信息。