一位教授的研究出现了一条普遍的生理规律

由多伦多大学工程学教授 Willy Wong 领导的感官适应研究可能发现了以前被忽视的生理学组织原理。

Wong 说，生物学家早就知道生物体以类似的方式适应持续的刺激。

“想象一下，你走进一个刚刚有人粉刷过的房间。你可能会想，'这闻起来很糟糕。' 但是当你呆在那里时感觉会减弱。分子不会消失，不会在那个时间范围内消失。你只是习惯了它。”

从初始状态，生物体的反应活动上升到峰值反应，然后下降到新的最终稳定状态。Wong 发现，适应曲线上的这三个固定点形成了一种数学关系，所有感官模式和有机体都遵循这种关系。

“我比较了来自感觉生理学不同分支的 250 种适应测量，发现它们都与一个简单的方程兼容，”Wong 说。

他的发现，首次对适应反应进行定量比较，发表在《人类神经科学前沿》的一篇论文中。

Wong 最近在脑机接口方面的工作，例如为失明患者恢复视力的视网膜假体，建立在他长期以来对神经代码(神经元如何处理信息)的迷恋之上。尽管今天对代码的理解仍远非完美，但研究人员越了解我们的大脑如何将信号转化为感知，他们就能更好地设计技术来替代丢失的功能或增强现有功能。

感觉反应曲线随时间下降的想法似乎有悖常理：强烈的感觉不应该返回始终如一的强烈反应率吗?但早在 1920 年代，埃德加·阿德里安 (Edgar Adrian) 等生理学家就证明了为什么不这样做。

Adrian 的工作将获得 1932 年诺贝尔生理学或医学奖，他使用青蛙标本将适应现象追踪到单个神经元的水平。他发现神经元使用一种基本的交流单位，一种称为动作电位的神经冲动，只要达到阈值，它就会发出相同的信号强度。

“动作电位不能一分为二，”Wong 说。“要么得到，要么不得到。如果这样做，神经元需要一些时间来充电，然后才能激发另一个。在适应中，动作电位产生的速率逐渐下降到某种非零稳态。”

适应反应发生在所有动物身上，从哺乳动物之类的脊椎动物到昆虫之类的无脊椎动物，以及所有的感官方式。这包括五种传统的视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉，以及体感功能，如本体感觉(身体对自身的意识)和电感受，如在鳗鱼中发现的。

Wong 最大的惊喜之一是他的方程适用于一些最古老的多细胞生物，例如水母，它们的感觉系统非常不同。

“如果你向它们照射光，它们要么飞向光，要么远离光——但这只是因为它们的光感受器硬连线到它们的电机输出，”他说。“这就提出了一个问题，这个方程是通用的吗?在未来，如果我们在这个星球上发现从未见过的外星生物，他们是否也会受到同样的限制或原则的约束?”

在物理科学中，普遍性取决于结果的复制，无论何时、何地或通过何种方法获得。但这在生物实验中并不总是可行的，这可能对重复测量构成重大障碍。

然而，当来自不相关的独立研究的数据——跨越不同的时间段、研究人员和方法——汇集为证据时，它加强了结论的理由。这一原则被称为一致性，它基于科学统一的前提，支持进化论和大爆炸理论等理论的共识。

“所有这些数据都在那里，”Wong 说，“我在这里画了一条曲线，在那里画了一条曲线，比较了它们——甚至是阿德里安的规范图。所有这些都符合相同的几何平均关系。这不取决于研究人员，不依赖于什么设备使用，或在有机体上。从这个角度来看，它是普遍的。”

“这是黄教授的启发性工作，”多伦多大学电气与计算机工程系主任迪帕·昆杜尔教授说。“这提醒我们电气和计算机工程的普及程度——研究人员如何能够为许多看似影响深远的研究领域做出贡献。”

新生理方程的发现并非每天都在发生，而且不太可能来自工程师。尽管 Wong 多年来一直在发展这些想法，但他认为大流行给了他一些时间重新集中注意力，以及研究进展富有成效的时期。

“我在椭圆机上，”当被要求确定他的“a-ha”时刻时，他说。“无论是阅读新闻还是思考我的工作。我认为那是时刻。”

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！