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动物为什么打哈欠?


□ 李湘涛

  每个人都有过这样的行为:身体后仰,下颌绷紧,嘴巴张开,吸人大量空气,紧接着快速呼出一口气,并发出持续哈气的声音。快感便随之而生。没错,就是打哈欠。事实上,打哈欠不仅限于人类,也发生在许多动物的身上。哺乳动物、鸟类、爬行动物甚至鱼类和昆虫都会打哈欠。1838年达尔文在《动作的普遍性》中就曾写道:“看到一只狗或者一匹马打哈欠,让我感觉所有动物的构造都是一样的。”

  无论对人还是对动物来说,打哈欠都是一种有固定特征的本能反应,并且涉及大脑和身体之间无意识的相互作用,大多非主观意志所能控制。打哈欠有一个非常古老的起源,可以追溯到很多动物类群的共同祖先。这一动作在数百万年后仍完好无缺地延续至今,说明它应当具有基本的进化功能。但奇怪的是,打哈欠这种动作虽然很常见,却没有得到满意的科学解释,人们至今对该动作的机制尚不十分明了。或许,打哈欠只是一种在进化过程中残留的已失去其重要性的古老机制?

  据说,被西方尊为“医学之父”的古希腊著名医生希波克拉底是第一个对打哈欠有所研究的人。他认为所有的疾病都来源于空气,因此打哈欠这个动作是一个不祥的信号,是发烧的征兆。后来,虽然也有一些其他的理论产生,但打哈欠最终还是被当做医学领域中的一个小问题而被弃置一旁。

  现在,科学家已经发现,大脑中有一个哈欠中枢,当它兴奋时就会向有关的肌肉发出指令,从而导致一个哈欠的诞生。这个哈欠中枢似乎就是下丘脑的室旁核,它所包含的多巴胺、甘氨酸、催产素、乙酰胆碱、血清素和促肾上腺皮质激素等许多化学物质都可能参与这个复杂而难以理解的过程。例如,在夜晚或者睡醒之前促肾上腺皮质激素水平激增,就会引起打哈欠和舒展肢体的动作。打哈欠的过程似乎还需要室旁核中的特定神经细胞制造的氧化氮的参与。在室旁核包含的化学物质中,多巴胺可能起关键作用,因为帕金森病患者的大脑中就缺乏这种物质,而他们几乎从不打哈欠。有些用于缓解晕船和晕车症状的药物会抑制乙酰胆碱的合成,也会明显地减少打哈欠的频率。此外,某些类鸦片物质则会导致打哈欠的动作无法中止。

  打哈欠的动作由咽部肌群及面部几十块肌肉的收缩运动来完成,因此,如果人们不想打哈欠,可以通过有意识地咬紧牙关来抑制。不过,一个哈欠被强行制止的过程会让人觉得很不舒服。哈欠要打得顺畅,口部和脸部的肌肉必须充分伸展。打哈欠的动作虽然看上去不雅,却是人和动物机体固有的一种反射活动,对保护身体具有一定的意义。

  打哈欠是倦怠的信号吗?

  一直以来,对打哈欠最普遍的一个解释就是机体劳累或厌倦了。实际上,就像体内缺水会口渴、胃里空虚会饥饿一样,身体疲劳、精神倦怠或者肠胃正在消化等都会导致人或动物打哈欠。人们在从事驾驶、阅读、等待或乘坐公共交通工具等单调而具有重复性的活动时最爱打哈欠。此外,人们在睡觉之前和起床之后的片刻、丰盛的午餐之后的休息时间、斋戒的日子里也容易打哈欠。因此,打哈欠又被认为是人们觉得必须保持清醒状态的时候促进身体觉醒的一种反应。

  不能否认,打哈欠应该对身体的疲劳具有轻微的缓解作用。打哈欠时两眼闭合,口用力张开,而且常常伴有四肢、面颈部、舌及咽喉部肌肉的紧张收缩,大脑原来进行的兴奋活动暂时减弱,呼吸加深,全身大部分肌肉也随之活动了一下,身体对周围环境刺激的敏感程度降低。在这瞬间,人或动物都会获得短暂的休息。

  然而,只是由于一个简单的倦怠信号,大脑就会发出打哈欠的一系列指令吗?事实可能并非如此。有些情况下,人并不感觉厌烦、疲倦或胃部涨满,但也会打哈欠,例如运动员参赛前夕,跳伞运动员第一次跳伞之前的片刻,学生参加考试的时候,以及音乐家在音乐会开场前的准备时间内,等等。此外,很多动物会在交配之前打哈欠,雄性泰国斗鱼则在攻击对手之前打哈欠。

  更为有趣的是,科学家还发现,对男人而言,打哈欠和阴茎勃起都是由一种氮氧化物掌控的。这种氮氧化物在大脑中扩散开后,既可能到达控制呼吸的神经,也可能下行至给阴茎输送能量的血管。有时这两种功能甚至可以同时发挥作用,而阴茎的勃起一般是不会与厌烦情绪相关的。

  因此,打哈欠似乎不仅是倦怠的信号,而且是反映人或动物机体状况改变的一种信号,不仅疲劳时会打哈欠,醒来时也会打哈欠,在注意力转移的其他一些情况下同样也会打哈欠。研究表明,在需要特别重视或付出特别努力的活动之前的15分钟内,打哈欠发生的频率常常最高。

  有一些研究者试图给哈欠进行分类,如“传染”型、“我累了”型、“我才起来”型,此外还有“威胁”型,这在灵长类动物中较为常见,它要传递的信息是“我的牙齿比你的有力”。

  打哈欠是为脑供氧吗?

  每打一次哈欠,必有深沉悠长的吸气,因此在很长一段时期内,人们认为当肺感觉到氧气水平较低时便利用打哈欠来吸进更多的空气,然后驱动携氧的血液流向大脑。虽然当下丘脑的室旁核中氧气水平低时的确能引起哈欠,但是肺并不一定能感受到氧气水平的变化。另外,打哈欠和呼吸是由大脑的不同区域控制的。因此,打哈欠“为大脑提供氧气”的说法现在已被彻底否定。科学家用超声成像技术检测胎儿时意外地发现12周大的胎儿就会张嘴打哈欠了,这说明即使在肺尚未吸人空气时也能打哈欠。

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摘自:大自然 2011年第02期  
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