莎娜（Sana），一位娇小的，有着一头棕色卷发的31岁法国女人，正坐在美国国立卫生研究院临床研究中间的一把椅子上。她面前放了一张桌子。12台红外摄像机环绕在她四周记实她每一次步履。测试即将起头。
一只黑色的圆筒立在莎娜面前的桌子上，顶端放着一个银色的塑料小球。挑战内容如下：莎娜需要先用手指触碰本身的鼻子，再触碰她面前的小球。这很简单。她当作功碰着了本身的鼻子，又碰着了小球。
此刻轮到难的部门了。
一位尝试室手艺员请莎娜闭上了眼睛。他先把莎娜的手指放在了小球上，然后把她的手指移标的目的她的鼻子。手艺员随后罢休并请莎娜本身闭着眼睛测验考试这一动作。
俄然之间，莎娜脑海中的小球位置信息仿佛被断根了。莎娜试探着，摆布晃悠本身的手臂。她当作功碰着小球的动作更像是巧合。她挣扎地寻找本身鼻子的位置，错了好几回。
“我像迷路了一样。”莎娜经由过程口舌人如斯说道。闭上眼睛时，她底子不知道本身的身体在空间里所处的位置。
正在读这篇文章的您也可以本身尝尝看。在您面前放一个水杯，睁着眼睛反复碰几回它的顶端，然后闭上眼睛，试着去找找它的位置。您可能依然可以碰着它。
闭上眼睛时，我们对宿世界和本身身体所处位置的感知并没有消逝，一种非视觉的印象依然存在。这种感受被称为本体感受（proprioception）：一种对四肢相对位置和身体空间位置的意识。正和其他感受（视觉、听觉等）一样，它是我们的大脑在这个宿世界里的导航助力。科学家们有时把它称为“第六感”。但它又和其他感受有着关头的分歧之处。我们知道捂住耳朵感受到的是静默，也知道闭上眼睛看到的是暗中。可除了少少数的环境之外，本体感受从不封闭。
莎娜是宿世界上少有的几位知道本体感受封闭的感触感染的人之一。她36岁的姐姐萨珊（Sawsen）亦是此中之一，于2019年8月也接管了美国国立卫生研究院的测试。她和莎娜一样，也很难在暗中中找到本身鼻子的位置。
“在家的时辰，”萨珊说，若是停电的时辰她站着，“我会摔倒。”形容那种感触感染和想象它一样坚苦。“那就仿佛您带着眼罩被人扭转了好几回，然后被要求标的目的一个偏向走去。在起头的几秒内，您底子不知道您该走标的目的哪儿。”完全迷掉偏向。
这对姐妹（为庇护她们的隐私，我不会提到她们的姓氏）也和我们分享了另一桩奇事：她们对大大都本身触碰的工具没有任何感受。“就算睁着眼睛，触碰小球的时辰我也感受不到它。”萨珊说。
触觉上的“瞽者”
在所有感受里，触觉和本体感受可以说是我们理解最浅的。但在曩昔的十年间，神经科学家们对此有了极大的冲破，揭示了触觉和本体感受的工作机制。对于截肢人群而言，这给更好地治疗病痛和完美假肢带去了但愿。同时，科学冲破也让我们更完整地舆解身为人类以及经由过程身体感触感染宿世界的意义。
莎娜，萨珊，和少数其他近似的患者是研究触觉和本体感受的科学家们抱负的尝试对象。他们的肌肉和大脑与常人无异，只仅仅贫乏一样细小却极具影响力的工具：一个分子大小的、像大门一样的感触感染器，经由过程它，身体上的受力得以进入神经系统，又上升至意识。这个感触感染器名为piezo2，十年前方才被发现。这个分子的缺掉素质上让患者在本体感受的系统里掉去了“眼睛”，也让他们的皮肤无法感触感染特定的感受。
这种病人数目极其稀少——美国国立卫生研究院团队和他们全宿世界的同事只找到了18例，此中最先的两例被记实在2016年的《新英格兰医学杂志》（New England Journal of Medicine）里。这两例案例的主要性“等同于找到第一个瞽者或是聋人”，亚历山大·切斯勒（Alexander Chesler），一位曾经和莎娜、萨珊以及其他患者合作的美国国立卫生研究院神经科学家说，“按照我们此刻对此感触感染器的领会，这些病人恰是触觉上的‘瞽者’。”
在缺掉感触感染器的环境下，人很难节制本身的身体，出格是在他们的视线被阻断的时辰。并且这种稀少的遗传病的症状经常被误诊或是良多年都诊断不出。
小分子的大影响
卡斯滕·鲍曼（Carsten B?nnemann）是一位追踪神经医学谜题的侦察。每当有儿童患有难以诊断的精神病学症状时，他就会俄然呈现，试着解决难题。“我们追求无法诠释的案例。”鲍曼作为美国国立精神病及中风研究所的儿童神经科学家说道。
2015年，恰是一个这样神秘的案例把他带到了加拿大的卡尔加里市，去查抄一位有奇异病状的18岁女性。她能走——她7岁摆布就学会了——但只能在她盯着本身脚的环境下。她若是在站立的时辰闭上眼睛，就会颠仆在地。恰似她的视线能打开一个奥秘的开关，打开就能让她能节制看到的身体部门。视线之外，她就不克不及节制本身的身体。
“当我查抄她时，我意识到她没有……本体感受。”鲍曼说。闭上眼睛的时辰，她完全感受不到大夫上下迟缓移动她手指的动作。可是感受的缺掉并不只限于她的手指关节处。她的手肘，肩膀，臀部——任何身体关节——都没有对活动的感知。
固然不常在我们的自发意识里，本体感受依然有很是主要的感化。“若是您想动作协调，您就必然得知道本身身体在活动中时时刻刻所处的位置，”亚当·汉特曼（Adam Hantman），一位在霍华德·休斯医学院研究本体感受的神经科学家如是说道，“您可以看着本身的四肢，但那意味着您就不克不及看其他处所。”本体感受让我们的双眼可以或许把注重力投放在身体之外。
为了诊断症状，鲍曼团队测定了这位女孩的全数基因序列，找到了一处编码触觉感触感染器piezo2的基因变异。2015年，piezo2对于科学界来说还十分别致。
在好久以前，科学家们就已经知道，各类各样的特别神经专门用于感知外部宿世界。若是把神经比作传输外部信息进入大脑的电线，那这些感触感染器就是发生电讯号的开关——生物机械的第一个齿轮。
这一对piezo2的里程碑式的发现降生在斯克里普斯研究中间，那边的研究人员破费了数年时候用小型玻璃探头刺探细胞。（被戳时，piezo感触感染器会发生细小的电流。“Piezo”在希腊语里是“按压”的意思。）研究人员找到了两种感触感染器——piezo1和piezo2。当含有这些感触感染器的细胞被拉伸时，感触感染器就会打开，让离子涌进来并发出电脉冲。
piezo1和我们身体内置的血压调节系统以及其他依靠于压力感知的体内系统都有联系关系。后续研究揭示，piezo2是一种对触觉和本体感受都很关头的分子，是机械力进入我们意识的大门。
2015年，科学家们才方才起头研究piezo2对老鼠的感化，更不消提对人类了。鲍曼必需对此睁开加倍深切的研究，所以他回到了位处马里兰州贝塞斯达的美国国度卫生研究院，然后给那时正在对老鼠做缺掉编码piezo2的基因尝试的切斯勒发了邮件。鲍曼在邮件中说起加拿大的病人和另一位圣地亚哥的8岁女孩的环境——她们已经被确诊有此类基因变异。
“我根基上是摔出了本身的椅子然后冲去他的办公室。”切斯勒回忆道，“我毫不会有机遇请我的老鼠描述它们的糊口和尝试履历。”
神秘的触觉诠释说
莎娜和萨珊，就像鲍曼的第一位病人一样，生来就带着使piezo2无效的基因变异。这让她们平生都要忍受本体感受、触觉和活动上的障碍。她们都能本身走一点路，但出行仍是需要电动轮椅。她们可以或许自力糊口。莎娜是一位临床心理学家，而萨珊当作立了一个为残障儿童设立的营地。
她们不知道有本体感受的糊口是怎么样的，所以更难表述缺掉本体感受的糊口是如何的。“我没有好的参照物，因为我一向如斯。”莎娜说。
在医疗记实说起的少数几位缺掉本体感受的案例中，最为闻名的是宜恩·沃特曼（Ian Waterman）:一位感知触觉和本体感受的神经因传染而毁伤的英国男性。这使他从脖子以下没有任何感知或者本体感受，即便他还能活动本身的身体。那就仿佛处在“无四肢的苍茫状况”中，神经科学家乔纳森·科尔（Jonathan Cole）在沃特曼的医疗记实中写道。
BBC记载片《The Man Who Lost His Body》
沃特曼显然患有神经毁伤。然而，直到一年前，莎娜和萨珊都不知道造当作她们的奇异症状的原因。尔后，她们也被检测出piezo2基因变异阳性，这把她们引标的目的了鲍曼和切斯勒正在进行的关于piezo2对人类感化的研究。到今朝为止，研究人员已经见到过12位携带无效piezo2感触感染器的患者。
因为含有良多类型，并且每一类都依靠于些微分歧的神经和感触感染器系统，触觉现实上是一种很是复杂的感受。
仅仅是赏识一下我们能感知的所有就足以让人敬畏。“若是有小我偷偷躲在您死后，哪怕只动一根您的头发，您城市顿时感受到，”切斯勒说，“这是最令人惊艳的生物工作机制之一。”
从良多层面上讲，我们身体能感知的讯息都比眼睛、耳朵和嘴巴接收到的多变得多。例如说，冷热感知和轻触觉（light touch） 感知会用到分歧的神经和感触感染器（有些感触感染器比来才被发现）。痛苦悲伤、痒和压力也纷歧样。也有一些触觉感触感染取决于情境。想象一下T恤轻触您身体的感受是如何在穿戴好久之后从您的意识中慢慢减退的。但在太阳下烤着的时辰穿统一件T恤俄然就变得不克不及忍受了。
没有piezo2，那对姐妹感受不到轻细的触碰，出格是她们的手和手指。萨珊告诉我说，当她把她的手放在皮夹里的时辰，“我会把手从包里拿出来，觉得我正握着一样工具，但我手上其实是空的。”她感受不到物件，也不知道本身的手在哪里。是以，若是她不直视皮夹，那对她来说就是一个黑洞。
但这对姐妹能感受到冷热，压力，也不合错误痛觉免疫。尤其是，她们能感知到刺痛。
萨珊培育了精准射击的快乐喜爱（为了释放压力），给兵器的扳机装上了一个硬边方形小块。当她把手指摁在硬边上的时辰，她能感受获得它。
-Fotolia-
这类掐假造当作的刺痛感必然是从分歧于piezo2的感触感染器传入神经系统的。“所以对于那种您掐捏的时辰发生的刺痛感，我们其实并不清晰在分子层面上是什么引起了您的神经元活动。”这很让人不测。在2019年，刺痛是如何一步步搭建乐高一般进入我们的神经系统的，依然是一个科学谜题。
这对姐妹能感受到刺痛，却感受不到另一种触痛感（tactile allodynia），即日常平凡舒适的轻触觉变得痛苦悲伤。尝试室里，研究人员经由过程用辣椒素（capsaicin）——辣椒中导致辣感的化学物质——摩擦皮肤来发生触痛感。
还有另一个谜团：这些患者身上笼盖毛发的皮肤部门，好比手臂，能感受到抚摩。但奇异的是，他们似乎感受不到零丁毛发的移动。“我们不清晰这到底是怎么做到的。”切斯勒说道。也就是说，今朝的神经科学完全不睬解这种感受是怎么发生的。
恰是这些洞悉让这项研究能有现实感化的当作果，即治疗痛苦悲伤的新方式。科学家们但愿经由过程分辨物理感受的传感器学会如何加强，或是在引起痛苦悲伤时封闭感触感染器。
这是痛觉研究的胡想。”切斯勒说，“我们能不克不及解脱此刻对待痛觉的粗略体例，从更系统的层面来理解它？”例如，若是您不知道负责刺痛的感触感染器，您就不克不及设计出一条目药物将它封闭。
本体感受之谜
触觉很复杂。本体感受可能比它更复杂。但经由过程研究本体感受，研究人员可能会有延长出人体之外的新发现或发现。
我们的肌肉深处有一种名叫肌肉纺锤（muscle spindles）的纤维，是一捆记实肌肉拉伸的纤维和神经。在肌肉纺锤的神经结尾，是的，您就能找到piezo2。当肌肉受到拉伸和缩短时，piezo2会把所有的信息传输到您的脊髓来判定四肢所处的位置。
神奇的是，您身体里的所有肌肉时时刻刻都在传递这样的讯息。您的神经系统不知为何不需任何自立意识就能处置海量的这类信息。这怎么可能被我们意识到呢？您会因为信息过载而发狂的。
不如思虑一下人是如何坐直的。您背部的所有肌肉都必需传递准确的信息来让您的脊柱连结竖立，而缺掉piezo2的患者则没有这项功能。他们没有指导大脑如何对齐脊柱的背部肌肉，所以凡是具有侧弯的身体姿势。（据我所知，良多患者出生前在子宫中也是错位的，抑或是一出生就患有髋关节位移——这是本体感受底子感化的表现。）
因为缺掉本体感受本家儿要的输入信息，莎娜和萨珊必然要集中注重力才能避免迷掉偏向。有些时辰，莎娜说，仅仅是头发遮住眼睛就会让她掉去本身身体所处的偏向。当有人因离她的脸太近而阻隔了她的周边视觉（peripheral vision）时，同样的环境也可能发生。这意味着她需要更尽力地集中注重力才能亲吻别人。
-Ramona Iurato-
大脑毫不吃力地整合所有本体感受讯息的过程依然是一个艰涩的谜题。“最令人诧异的是它的矫捷性，”汉特曼评价道，“您可以让我去取一个杯子，同时要求，‘动作不克不及和、之前做过的反复’。并且不消操练，我就能把手放在背后上下移动去够杯子。我以前从来没有做过近似的动作，但我在未操练时就能等闲做到。”
研究中还有良多迷人的复杂谜题没能被科学家们完全解开。科学家们根基上把触觉和本体感受看成分歧的系统。“但它们在某种水平上又是互相重叠的。” 乔里安·德·诺伊（Joriene De Nooji）, 一位在哥伦比亚大学研究本体感受的神经学研究员说道。皮肤里的感触感染器帮忙我们理解四肢的位置。“走路的时辰，每当您走一步，您的脚底各类各样的压力感触感染器城市被激活。”她说。这同时也把身体所处位置的讯息传递至大脑。
我们有很是很是多的信息输入感受系统，来实时反馈并指导意识掌控身体的活动。“研究大脑是如何整合这些信息的——它所建造的模子的算法和应用——能帮我们造出更好的机械。”汉特曼说。
这类研究出格是能帮忙研究人员完美由截肢人群的神经系统直接节制的义肢。“此刻的机械已经可以或许较好地接管大脑的指令来移动义肢，”他说，“但我们还远远不克不及完美机械，形当作反馈闭环，即反过来从机械读取感受讯息。”
大脑还有另一项研究人员十分想理解的操纵本体感受的功能：它是如何抵偿本体感受的损掉的，就像莎娜和萨珊的例子。
大脑最了不得的能力
肌肉纺锤和其他神经结尾可以或许诠释本体感受是如何工作的，但更奇异的是它如何在我们的意识中呈现。
我一向在思虑，当我闭上眼睛去触碰某件工具的时辰发生了什么。我面前的桌子上放了一个玻璃杯。我闭着眼睛也能抓到它。我尽力集中注重玻璃杯的空间位置，然后剖解这种感受：我此刻事实在履历什么？
仿若试图描述一场白日梦。您知道它存在，感受也很真实，但它偏偏没有任何外形。“这就是意识。”雅登·帕特珀森（Ardam Patapoutian），一位斯克里普斯研究中间的神经科学研究员评论道。恰是他的团队初次发现了piezo感触感染器。意识的物质层面，他说，就是部门由本体感受来输入信息和塑造的。
《后港》—徐启轩
切斯勒认为这对姐妹的大脑依然有能力绘制她们身体的地图，只是需要用到其他的输入信息，好比视觉或者其他感官，如冷热和痛苦悲伤。就像善用听觉的瞽者，她们用本身其他的感受来抵偿所缺掉的信息。当莎娜闭着眼睛触摸圆柱体时，她说她正试着按照空调风管猜测小球的位置。她记得小球旁边比力风凉，所以在试图找到空间里温度较低的点。
“她们的大脑是如何在贫乏常人所必需的信息下构建身体形象的？这生怕是关于本体感受最关头的问题之一，”切斯勒说，“也是我但愿在将来几年内我的团队能起头解答的问题。”
但有一个事实您不需要研究就能大白：人类的大脑有着不成思议的弹性。
“您慢慢习惯本身的身体，”萨珊说，“学着如何处置接触到的信息。”
作者：Brian Resnick|封面：Leonardo Santamaria
译者：Jinhan|审校：杜彧
排版：平原
原文：
https://www.vox.com/the-highlight/2019/11/22/20920762/proprioception-sixth-sense
