人们对外部世界的感觉与你对其的感觉是否相同,这历来是个哲学难题。不妨以红色玫瑰为例,我们或许可以一致认为它是红色的而不是蓝色。但到底什么是“红色”——我心目中的红色与你心目中的红色是否相同?玫瑰独特的气味——我对玫瑰的芬芳感知是否与你的相同?数百年来,哲学家们始终在思索着这一问题。感觉器官科学家也一直对人们为什么对同一种气味或滋味会有大相径庭的感受而感兴趣。究竟是主观因素,抑或客观上各人感觉器官的感受各不相同?
回答显然是无可奉告,因为感觉器官的感受本质上是个体化的。生物学家新近对这一问题得出的结论是:我们有办法了解它。诚然,感觉器官的感受是高度个体化的。“没有两个人会处在同一个感知世界中,”美国费城莫内尔化学感知中心的神经科学家P · 布莱塞林说,“你看到的世界,你品尝到的滋味,你闻到的气味——这一切都是用你独特的方法感知的。”
这一切全在于DNA。近几年来,遗传学家发现了大量有关味觉、嗅觉、触觉和视觉的基因。与感觉有关的基因不仅非常多,而且还非常易变。这就意味着各人彼此很少有完全相同的与感觉有关的基因组。重要的是,科学家目前正在把基因的功能与各人对外部世界的感受所作的不同描述联系起来。有些科学家甚至认为,人们继承的感受器对人的一生和个性有深远的影响。
味 觉
“我喜欢杜松子酒和带有苦味的滋补品,”遗传学家D · 德雷纳用他喜爱的饮料来说明他的研究。他在马里兰罗克费尔的国家聋人和交流障碍研究院工作,“我甚至不用杜松子酒也能饮用这种滋补品,”他说。“我真正喜欢这种苦味。”
并不是每个人都有这种特别的爱好。如果把带有一定苦味的奎宁给一组人品尝,他们显然会有不同的反应。“大部分人会说它苦味一般,有些人会说它根本不苦,而有几个人会对你嚷嚷,说你想毒死他们,”布莱塞林说。
针对个人对味觉的不同感受,德雷纳、布莱塞林等人目前开始把这一现象与个人味蕾中的味觉感受器蛋白密码基因联系起来。他们研究了苦味物质苯硫脲(PTC)。这种化学物质是美国杜邦公司的A · 福克斯于1930年发现的,当时他正在研究人工增甜剂。有些同事感觉PTC异常苦,而包括他在内的一些人却品尝不出苦味道。
长期以来,有一种观点认为带有隐性“非尝味者”版本两份拷贝的人不能辨别出PTC的苦味;而其他人则能辨别出来,并认为这符合孟德尔的遗传规律特征。然而这样的区别未免过于简单化。即使遗传性状存在差异,但同一型中也存有许多变异。“只要浓度一高(360 ppb左右),每个人都能辨出它的苦味,”德雷纳说。有些尝味者能辨出难以察觉的18 ppb微量的PTC。
德雷纳打算寻找这种变异的基因根源。他请了267个基因组已被排序的人作品尝试验,他们必须挑选6杯水,其中3杯含有不同浓度的PTC,3杯为净水。他以不同的稀释度重复进行试验以找出各人的味阈,然后把试验结果与7号染色体区域的序列相比较(因为先前曾把7号染色体作为苦味感受器密码基因的所在区域)。试验结果确定了PTC感受器基因,同时还发现它能识别其他5种不同的味道,彼此只是因一个碱基对不同。这些变异足以说明志愿者中间存在味阈的差别。PTC基因密码只是23种不同的苦味感受器密码中的一种,这说明了可能的差异。其他味觉感受器的初步分析同样也存在着差异。看来好像是你品尝到食品的味道,实际上只是你本人的味觉感受。
嗅 觉
嗅觉的情况尽管略有不同,但同样也存在着很大的差异。人类凭借排列在鼻孔中的400种感受器蛋白能辨别大约10,000种不同的气味。但是人们早就知道,并不是人人都能闻到同样的味道——现在,遗传学家已经指出这可能是由于每个人都有各自不同的嗅觉感受器。
嗅觉感受器基因与众不同,很容易从其DNA序列中辨认出来。当人类基因组发现包含1000种这样的基因时不禁感到惊奇。这怎么能与400种已知感受器蛋白相吻合呢?原来有600种是假基因——类似于基因并像基因一样遗传、但却失去功能的基因序列。对于从事感觉器官研究的科学家来说,这是一个引人入胜的发现,直到最近才了解假基因已失去其功能。以色列雷霍伏特魏茨曼研究所的研究组怀疑,是否有些人的一些嗅觉假基因依然能起作用,是否这就是他们所能嗅到的气味各不相同的缘由。
该研究组在《特征遗传学》发表的论文中,确认了51种在部分人中起作用的假基因。之后他们又选取了种族不同的189名志愿者,在检验了他们的嗅觉感受器基因后,发现他们都具有起作用的假基因的独特的组合,因而具有各自不同的嗅觉感受器功能。
不过,研究组成员Y · 吉拉德还准备把这种基因变异与嗅觉试验的结果联系起来。“尽管研究已经表明各人嗅觉功能有很大的差异,但与PTC的味觉试验情况不同,还缺乏以遗传为基础的证据,”他说。尽管他承认几乎可以肯定遗传在起着作用,“但还存在许多环境的和心理的因素”。比如当人们在嗅气味一样的清水和有色水时,大多数人会说有色的水气味浓些。
“没有两个人会处在相同的感知世界里。你看到的东西,你尝到的食品滋味和嗅到的气味——都是你独特感知的”
视 觉
人类特别依赖的另一种感觉就是视觉。但在个体之间对光的感知和对色彩的辨别上也存在显著的差异,这又是与基因有关。纽约哥伦比亚大学的S · 仓研究了对光强反应的遗传学。他发现了许多涉及光感的基因有几种不同的形式,这就导致个体之间的光敏度有很大的差异。“我们对光的反应有很大的差异,有些人能察觉出单个的光子,而有些人则有与生俱来的夜盲症,这种病严重削弱了他们在昏暗光线下的视力,”仓说。“大多数人生活在稳定的城市光辉中,因而不会发觉自己可能会有某种程度的视力损害。”
色彩感觉也有很大的不同,不光是8%的人(主要是男性)有一定程度的色盲。“即使是在视觉正常的个体中间,色彩感觉的试验表明他们看到的颜色也是千差万别的,”从事色彩视觉研究的西雅图华盛顿大学的遗传科学家S · 迪布说。这种差别看来多半又有其基因根源。
视网膜中的无数视锥细胞能察觉出颜色,在正常人中间,存在着对红、绿和兰光有反应的三种视锥细胞,因而人类是三色视的。理论上讲,人们可以辨别出200多万种不同的颜色。兰色视锥十分一致,但可见红色素密码基因和可见绿色素密码基因至少各有四种。因为这些基因是由X染色体携带的,男性仅有一组X染色体,所以男性易于表达不同的基因,因而往往导致色彩视觉的细微缺陷。
然而这种变异体在引发色彩视觉细微缺陷的同时,还能给某些女性增强色彩视觉。因为女性有两组X染色体,可能有一组X染色体携带正常的基因,而另一组X染色体则携带任何一种变异的基因。这就意味某些女性具有额外的视锥细胞,使她们有可能是四色视的。
迪布现在开始研究这些具有超视距的女性,认为这种现象并不少见。“约15%的女性为色彩视觉缺陷携带者,”他说,“观察43名这样的妇女,其中有两名是四色视的。”
四色视的女性怎么会看到我们这些人看不到的颜色?“我想我能够告诉你,”迪布说。她们能够分辨三色视的人所不能分辨的颜色。例如,她们能分辨出两种看似一样、但深浅不同的绿色。遗憾的是,我们从来都不知道自己所缺少的色彩视觉。
痛 觉
在加拿大蒙特利尔的麦吉尔大学,J · 穆吉尔研究组把老鼠的尾巴浸到热水里以观察它们对疼痛的反应。在试验的12种老鼠中,发现有些老鼠在2秒钟内就把尾巴伸出热水,而有些老鼠6秒钟内还没有什么动反应。通过一系列试验,穆吉尔认为,这种痛觉的差异一定是受基因的影响,他目前已开始寻找其根源。
最近的事实显示,人类也有不同的痛觉,这种差别有其生物学的根源。北卡罗莱纳州威克福里斯特大学医学院的B · 科菲尔,在17名志愿者中给他们的小腿背部加热,然后逐步升温直至49℃——这是绝大多数人能够承受而不致灼伤的温度——志愿者的反应差异十分显著:有些人当略有升温时就受不了,其中有一人对温度升高无任何不适。
与此同时,科菲尔对这些志愿者用核磁共振成像脑扫描仪进行观察,发现人们对疼痛程度与在大脑皮层中同时发生的脑活动量之间有明显的相关性。那些对温度敏感的人脑活动量要大得多。“痛觉的差别十分显著,”穆吉尔说,“这些试验表明,这种差别是真实而客观的。”
个体变异之间的视觉、嗅觉、味觉和痛觉的感受器可以肯定是存在差异的。布莱塞林认为,“如果你认为我们有生以来所获知的一切差不多都有赖于我们的感觉器官,那么我们感官的个体差异的意义就更加大了。”换言之,在一定程度上我们人类是感知的产物。布莱塞林认为,这种差异甚至能影响到我们在一生中作出的许多抉择。“在我们喜欢的食品种类中,在我们参加的活动中,在我们欣赏的音乐中,以至在与我们紧密配合的人们中,存在着值得注意的视觉和嗅觉成分,”他说。如果这种成分取决于我们的基因,那么合乎逻辑的结论是:我们喜欢某事物或某些人,在一定程度上是受遗传影响而预先决定了的,我们抉择的余地是有限的。
这还存在着意识探讨的含义。物质世界怎么会变成个人的感官感受——哲学家称之为“特性”——常被看作理解意识的关键。因此,如果特性是由我们的感知输出产生的,那么人们就是通过可以客观准确说明的途径感知世界的,这岂不有助于我们理解个人的意识体验吗?
亚利桑那州立大学的学者D · 查尔茂认为这是可能的。“也许有朝一日我们能够说,带有特定基因组的人就具有特定的意识,”他说。但如果真是这样,就产生了新的问题,“尤其是当我们试图找出别人是什么样的意识时”这一称为“他人头脑难题”的课题,也是意识探讨的核心问题。
我们所处的感觉世界还会由于大脑对感觉器官所获知的一切所作的诠释不同而变得复杂起来。大脑并非简单地报告我们感觉的输出,而是对外部世界作出自己的描述。哈佛大学的D · 西蒙斯为此作出了生动的证明:他组织一批志愿者观看电视转播的球赛,要求他们专心地盯着某一球队。在大约45秒钟以后,一名穿着大猩猩服装的妇女走过摄像机前,此时有大约一半的志愿者完全没有察觉到“大猩猩”,但其眼球中的视网膜杆和视锥显然是发现了“大猩猩”,但大脑却没有理会它。
或许由来已久的课题依然难以解决。你我心目中的红色或许并不相同,但我们的头脑多半依然认为感官的输入信号给了我们共同的红色感受。可以这样认为,所谓“红色”无非是假想的色素而已。