动物生命信息学

                  动物生命信息学

                                       康健  研究员(2004年度中国杰出管理科学研究者)

    1543年哥白尼推翻地心说，从而粉碎了人类在宇宙中拥有特殊地位的幻想。3个世纪后，达尔文的发现揭示，人并不比自己的祖先类人猿神圣。达尔文认为：“物种绝对不是上帝单独分别创造出来的，而是由一个原形演化而来的，人自然也不例外。在种种心理能力上，人和低于人的动物之间，尽管在程度上有着极其巨大的差别，但在性质上却是相同的。程度上的差别，无论多大，不能构成一个理由，使我们把人列入一个截然分明的界，或是他自成一界”。几个世纪以来，我们人类总是认为自己是进化的最好的动物，总是以居高临下的态度对待所有其他动物。人类以自己会讲话和大脑有灰质而感到自豪。为自己的智力成绩和语言而沾沾自喜，夸耀自己，把其它的哺乳动物视为蠢物。然而，经过科学家孜孜不倦的观察，他们终于发现，我们知道自己的思想，是因为我们有语言。我们想不到的是其它动物也有自己的语言。虽然其它动物也会传递信息，但这与承载思想的语言不同，它只是对当时境况的一种反映。这是我们人类的思想与许多聪明的动物所表现出来认知的唯一不同之处。所以，当我们从生理学物质基础的角度来探讨动物生命信息的传递过程时，是无法将所谓的高等动物与低等动物分开的。

1917年，一位61岁的教授惊世骇俗的提出，人类甚至不能控制自己的意识。他所提出的这一重大学说在其去世后的60年中仍然在不断的激发着人们的灵感和争议：他就是西格蒙德·弗洛伊德。当时的医学界一直将所有的精神病如强迫症、抑郁症和精神错乱等都归因于神经系统的病变。这在理论上虽然很合理，但却总是无法找到有效的治疗方法。法国神经学家让——马丁·沙尔科在大量实践的基础上另辟蹊径提出一个新的观点，那就是此类病人的神经系统并没有损伤。问题的根源在于他们无法感知或控制自己的一部分思想，即“潜意识”。在让——马丁·沙尔科工作的基础上，弗洛伊德用“自由联想”代替了催眠，鼓励病人说出脑海中各种念头。弗洛伊德认为，这样可以解释并解决隐藏的矛盾冲突。1899年，弗洛伊德出版了著名的《梦的释义》一书。弗洛伊德认为，所有的梦境最终都与实现被压抑的欲望有关，而其中最主要的是性的欲望。由于提供了一条解释潜意识的路径，这本书受到了同行的欢迎。弗洛伊的一生中最大的贡献在于，他指出了我们在工作过程中在无意识状态下的精神健康活动的重要性。现代脑部科学家都承认这种活动的存在，他们正在使用弗洛伊德时代所无法想象的扫描技术对其进行研究。但是，鉴于弗洛伊德难以评说的科学声誉，许多脑部专家在谈到“潜意识”的时候都小心翼翼。然而，他们在扫描精神病人大脑时所发现的脑部活动，的却证实了弗洛伊的这一最有力的见解。弗洛伊德认为，人类的自我意识是一种幻觉，我们的每一个行为都是由潜意识过程决定的：“自我甚至左右不了自己，只能依赖潜意识活动中微不足道的信息。”但自此以后，抨击弗洛伊德的观点成为文化界100年来残酷的娱乐活动。因为反对者提出，如果人类行为最终是由潜意识过程决定的，那么人类在多大程度上可以被称作自由人呢？人类还能够作出理性的判断吗？但不幸的是，进入21世纪后，若干新领域的研究结果正在为潜意识理论恢复名誉，使得弗洛伊德在伟大思想家的殿堂中赢得一席之地。现在，心理学家依据掌握的电生理学研究成果，将脑电图的波形、波幅、节律的的绝对值和相对值与人的多种心理特点进行对照后发现，脑电图指数与人的心理特点在理论上具有某种相互联系。20世纪60年代，精神生理学家本杰明·利贝用脑电图仪进行试验。试验结果证明，导致自愿行为——例如移动一根手指的大脑活动，几乎在意识到移动需要的半秒钟之前就开始了。这意味着，人们对已知的感觉只是一种很容易产生的错觉，是大脑为了掩饰我们的行为受潜意识支配这一事实而耍的花样。2002年，美国《发现》月刊11号刊登文章：美国的神经科学家们发现我们说话的时候，大脑必须协调面部、喉咙、胸腔和腹腔的将近100块肌肉。这一切都以闪电般的速度发生。而完成这一绝技的关键是有了人们所说的一个“内部模式”。波士顿大学认知神经科学家冈瑟说：“完成这一绝技的关键是有了人们所说的一个“内部模式”：预先编制的一套指令，每当身体执行一套复杂动作的时候，大脑都会动用它们。内部模式使人们得以迅速和有把握地做动作，而不必降低速度来核查自己的进展，例如，想象一下，奥运会跳水冠军洛加尼斯正站在跳台上，准备做一个简单的翻腾一周半，然后头部先入水。假如重力弱到使他得以缓慢下落的程度，则他会有时间对运动的每个部分进行筹划、实施和评估。但是实际上，重力会在两秒钟内把他拉下来，而他的大脑进行每项计算都将需要200毫秒（0.2秒）。如果洛加尼斯试图监视和调节每个动作，则他的跳水会以胸腹先着水而告终。因此，它所依靠的是一个内部模式，由他来自始至终地规划和执行跳水动作。协调话语比协调体育运动还要棘手：用于话语的内部模式必须不仅把动作、而且把声音考虑在内。一些神经科学家认为，口吃的人说话的时候下意识地倾听自己在说些什么，而不是依靠自己的内部模式。由于试图调解话语动作，而大脑跟不上这种动作的速度，所以他们陷入了反馈的循环之中，不能自拔。这就是说，恰恰由于人们拼命要确保自己不摔跤，才把自己绊个跟头。我们在经过紧张的训练之后考驾照；在重大的体育比赛中出场做动作；在重要的场合发表讲话，都会遇到同样的问题，我们的教练或师长都会谆谆教导我们放松，把平时训练的水平发挥出来就行了。而事实上，也只有如此才能够取得优异的成绩，这些事实说明的都是同一个熟悉的道理，即把自己的内部模式不加人为干扰的充分体现和发挥出来，而这个内部模式——也就是生命信息的运行程序，是通过基因遗传或者后天的反复训练之后才最终加载在我们大脑之中。并通过神经系统在人类的运动过程中反映出来。这也是揭示潜意识理论存在的根本原因。尽管潜意识理论起初被视为与认知心理学家赞同的类似计算机的新型思维模式无关，但是情况很快发生了变化。科学家发现大脑的大部分信息处理过程，显然是在意识层面以下进行的。帮助一个完整的想法进入大脑的整个处理；是自动进行的，而我们经常利用这种潜意识知识。实验显示，人的判断受到存在的潜在信息影响，在某种程度上这种信息直接证明了潜意识的存在。利用大脑扫描技术，人们对大脑潜意识活动进行观察。2001年，研究人员利用视网膜成像技术向一名昏迷中的病人出示了一些熟人的照片。大脑扫描显示，在清醒状态下看到这些照片时变得活跃的大脑区域此时出现了活动。很显然，甚至在无意识的情况下，大脑仍然能够分析熟悉的特征。更重要的是，其它扫描研究结果显示，神经系统在大脑的皮质下区域（因此也在无意识区域）产生恐惧、悲伤和喜爱等感情。当代神经科学已经得出几乎和弗洛伊德理论毫无二致的结论。现在人们普遍承认，人类像木偶一样受隐藏意识的操纵——一种能够激发行为的意识。这种理论意义深远，它说明我们必须完全修改我们对自身和人类文明制度的理解方式。例如，如果所有行为都是由潜意识的精神活动决定，那么如何判断一种行为是错误的并且应该受到惩罚呢（49）？

其实，早在古希腊的时候，就有人设想，人体的健康是由机体的平衡所保证，而疾病是由于机体的不平衡所引起的。许多世纪以来，生理学家们对机体功能系统调节和控制的研究，取得了大量的成果，有力地阐明了机体的功能。1948年，维纳提出控制论的概念。什么是控制论？维纳是这样解释的:控制论就是关于在动物和机器中控制和通信的一门科学。控制论是一种有力的方法论，因为它确认世界上的一切事物都以信息为媒介且存在着普遍的联系。控制论是由系统、信息、和反馈这三个最基本的概念组成。在生物体内，控制论的作用就是探讨信息在生理功能系统中传递、加工和控制，亦即信息的交换、加工和走向方式的选择问题。从控制论的角度来说，人体一般生理功能系统就是一个反馈系统。例如，中枢神经内有心血管中枢（相当于控制元件），它发出的控制信息以神经冲动形式传到心脏和血管（被控对象），动脉血压就是要求的输出信息，在动脉管壁上有压力感受器（反馈元件），它可感受动脉血压的变化，并发出反馈信息，通过传入神经送回心血管中枢（比较元件）。这就是说，动脉血压之所以能经常保持恒定，神经中枢内可能有一个决定动脉血压大小（设定点）的机构，它能发出参考信息到心血管中枢。当某种扰动使动脉血压上升时，血管壁上的压力感受器受到的刺激增强，因而送回相应的反馈信息，此信息在神经中枢与设定点的参考信息进行比较，得出的误差信息被用来纠正心血管中枢的控制信息，使动脉血压降回到原来的水平。反之，当某种原因引起血压降低时，这套机构起相反的作用，使血压升回到原来的水平，维持血压恒定。总之，各种生理功能活动之所以保持相对稳定，主要是由于负反馈信息的作用，而在什么状态上保持相对稳定，则取决于设定点的状态。在生理功能系统中相当于工程系统的设定点是存在的，如正常人的血压、血糖、体温等都有一个设定值，保持相对恒定。但设定点究竟是由哪一个机构来维持的，这些恒定值是怎么确定的？现代生理学中还没有肯定的结论，这使得控制论在生理学中的运用有着相当大的局限性。我们知道，要实现系统的控制，首先是解决信息在系统中的流通问题。根据系统和相对独立系统的概念和原则，生理功能系统与工程系统的功能结构是一致的。但由于在生理功能系统中信息的流通，主要是靠神经、体液和神经体液等形式来实现。故两个系统存在着显著的差别。两个系统的第一个差别，就是工程系统一般多为线性的，而生理功能系统几乎都是非线性的。第二个差别是生理功能系统没有明确的基准输入（设定点）和偏差检出部分（比较元件），但从生理功能上来看，这种功能确实存在。第三个差别是工程系统中元件的输入、输出都比较明确，而且几乎都是一个输入和一个输出，适用于拉普拉斯（Laplace）变换；而生理功能系统中元件的输入和输出就不十分清楚，而且它们之间有几种对应，有的是几个输入对一个输出，有的是一个输入对几个输出，也有的几个输入对几个输出的混合形式，因此不能用简单的办法，即知道输入输出就可以了解系统中元件的特性。以上事实说明，由于在研究过程中不能把生命信息与非生命信息这两个完全不同属性的问题进行分开研究，区别对待，使得控制论一直处于在非生命信息科学领域内广泛运用并取得重大成果，但在生命科学中，虽被引入研究多年，已逐步被医学界接受，但仍无法取得突破的尴尬局面。 

1996年，中国湖北医科大学数学与计算机学院的李宗荣教授在世界上首次提出信息的非物质特性和信息过程的非物理法则。他认为：“在生命科学和信息科学之间有一个边缘交叉科学，即生命信息科学。也就是说信息可以分为两类：一类是生命信息，另一类是非生命信息。任何运动总是物质、能量和信息运动的总和。生命信息是生命过程中调节与控制的因素。在生命信息科学诞生之前，信息科学则主要是关于非生命信息的学问。而非生命信息科学不是信息学的整体，但它自称为“信息学”已半个世纪，至今已被作为信息社会的主要支柱学科加以赞美、崇拜和遵循”^[８１]。李宗荣教授的论述对生命科学的研究具有极其重要的意义，他为我们在生命体中到底是由神经系统控制还是由生命信息系统控制的困惑中提供了充分的理论根据，也为控制论在生理学中的的运用开辟了一条新的切实可行的途径，起到了承前启后的重要作用。

我们已经确认，人类的肉体和行为受潜意识（灵魂）支配。可为什么人会有喜怒哀乐，为什么能做判断推理，为什么会有不同的行为举止和复杂表情？这些问题都会导致一个笼统简单的答案，因为大脑和神经系统指挥着这一切。但大脑和神经是通过什么样的方式和机理指挥的呢？19世纪印度的一个医生曾经为此做过－个残酷的实验,他将－个死刑犯的手腕割破，将这个死刑犯的鲜血滴进－个他看不见的盆中，并有意识地将另造的水流声放大，然后不断地对这个死刑犯说：你的鲜血将要流尽，你马上就会死去。不久这个犯人在极度的恐惧中死去。令人不解的是他的死与他所流出的那－点点鲜血以及身体内的神经系统没有任何的关系，他完全是被自己恐怖的死亡意识所杀死的。这说明,在许多情况下,人的意志丧失也就意味着死亡。“与死神抗争过的人都知道，置身生死边缘时所体验到的恐惧是永远都无法忘记的。美国专家所作的研究表明，一些外伤后精神紊乱症患者的大脑细胞会发生变态反应，表现之一是大脑中主管记忆的那部分体积会缩小5～8％。而对于缺乏肾上腺素的人来说，恐惧则是生命的杀手，他们可能因为惊吓过度而出现呼吸困难或停止的现象。尤其是那些健康状况不太好的人。俄罗斯的叶夫根尼·沙波什尼科夫教授认为：‘应激素含量急剧增加会造成所有重要器官负荷过重，首先是心血管系统。’因此，人们常爱说的‘吓死了’这句话并不是夸大其词，而是残酷的现实。在自然灾害及其它一些灾难中，一些人的死亡不是因受伤，而是由于恐惧。医学研究已经证实，一些跳楼自杀者，在着地之前就已因恐惧过度而停止了呼吸。恐惧是一种保护性反应，遗传自我们的老祖宗。45位自愿者参加了德国汉诺威医学研究所的一项跳伞试验。这是他们的首次跳伞。每位参加者的肘弯处都有一根导管，供研究用的血液通过这根导管流进一个专门的容器。化验结果表明，在伞打开之前自由飞翔的头几秒钟里，血液中的肾上腺素含量增加了5～6倍，其他一些激素的含量也有所增加，这些激素在一定条件下可以激发人的愉悦感，并有止痛效果。此外，免疫细胞的数量也增加了。因此，专家们得出结论：人在极度恐惧时，肌体会调出全部力量，以防在可能受到伤害时出现感染^[８２]。”虽说恐惧感是与生俱来的，是生存所必须的，但如果长时间处于过度恐惧状态，则会对健康造成重大危害。一个受恐惧所控制、精神紊乱、睡眠不好的人是无法正常生活和工作的。就拿美国著名的网球运动员莫尼卡·塞莱斯来说，尽管1999年被竞争对手雇佣的杀手在比赛休息时刺进背部几厘米深的刀口很快愈合了，但心灵所受到的创伤迄今仍在折磨着她。整整两年，莫尼卡·塞莱斯几乎足不出户，时刻担心会再有人拿着刀扑向自己，重返网坛的计划也因此一拖再拖。其实，恐惧对人的生命可以造成重大威胁的原因是很容易解释的，当一个人处于在这种恐怖的环境中时，大脑神经元在保护性反应的作用下，向人体细胞发出了我将要死去的信息后，使操纵基因“关闭”起来，结构基因的转录和翻译停止，酶的合成也就终止，细胞的正常分裂受到抑制，整个生命体的生命支持系统停止运转或使新陈代谢系统处于不正常的工作状态，这就是恐惧致人死亡与生病的真正原因。心病还须心药医，人的意识不仅可以致人生病或死亡，也可以使人战胜恐惧恢复健康，目前用以战胜恐惧的精神疗法约有700种，包括加强自制力、“修复”精神创伤、消除生理变态反应（象膝盖发抖和高血压）等等。还可以利用催眠师在对－个清醒的人施以催眠术时，将睡眠意识通过手、语言、表情强行地输进这个人的大脑，使－个清醒的人被诱发出睡眠意识而进入睡眠状态的方式或换一个城市居住、改变周围的环境及交际行为等方法消除恐惧带来的不良影响，以进行更有效的治疗。

自1907年人类发现维生素C能够预防坏血病以来，它就一直被认为是人们日常饮食中最重要的基本营养物质之一。另外外维生素C在人体内还有多项重要功能，包括氨基酸和胶原蛋白的合成、伤口愈合、铁质、脂类、胆固醇和其它物质的新陈代谢。维生素C还是清除自由基的出色抗氧化剂。但它在医治癌症过程中的作用则是人们过去所不知道的。细胞间隙连接通讯是保持普通细胞生长的基本因素。细胞间隙连接通讯的抑制作用和致癌过程紧密相关，特别是肿瘤的癌变。2002年1月23日，美国康奈尔大学和韩国汉城大学的科学家在研究中发现：“维生素C能够预防由过氧化氢导致的细胞间隙连接通讯的抑制作用。促进肿瘤癌变的过氧化氢通过改变一种特殊的蛋白质连接蛋白43而抑制细胞间隙的连接通讯”。研究人员发现，当用维生素C处理老鼠肝脏上皮的细胞时，有过氧化氢引起的细胞间隙连接通讯的抑制作用的到了预防。尽管维生素C通过清除自由基预防氧化DNA损害，但专家们认为，维生素C是通过增强细胞间隙连接通讯的作用来达到发挥其抗肿瘤目地的（46）。以上事例充分地说明了人体生命信息系统的存在性和李宗荣教授所创立的生命信息学的合理性。是应当引起科学界密切关注的。事实上不仅仅人的体内有生命信息系统，在动物体内生命信息系统也是存在的。剑桥大学的马尔科姆·罗斯发现蚱蠓的大脑会向肢体发出信号，告诉肢体行走时应该做那些准备。并认为这解放了蚱蜢的大脑和神经系统。使它能够把精力集中在更重要的事情上^[８３] 。甚至在－些动物的大脑中还有－个控制生命的时钟，在生命的终点就要到来时，大脑会释放出－种有毒的化学物质，使生命终结。而在更多的时刻生命的终结往往爆发出令人震撼的场面，例如，一个身负重伤的飞行员，可以一直把死亡推迟到他使飞机着陆为止，而当飞机刚一着陆，他就立即死去。而－个垂死的老人，在得知他的亲人马上就要赶到时，可以将自己的死期向后推延。是不是他们的大脑向身体的各器官发出了再坚持几天的信息不得而知，但是其主官意识――即控制信息传输的中心产生了医学上所不能解释的强大的控制力则是不争的事实。心理学家通过对此类现象的研究后认为：由于濒临死亡的人感到某种责任未尽，加上顽强的意志努力，使大脑皮层上形成了强烈的兴奋中心，喊醒着即将丧失的意志，结果推迟了死亡的到来。当完成了肩负的责任以后，这个兴奋中心一下子就松弛下来，使濒临死亡的人即刻死去。实际上，这正是生命信息在人体内的控制作用最直接的表现。什么是回光反照？它就是人体大脑中生命信息最后的爆发使人体剩余能量作最后的燃烧所产生奇特的生命现象，这是精神的作用，这是信息的力量，除此以外不可能还有其它什么合理的解释。而印度的瑜珈术，中功的避谷，内丹养生术的耐寒，无－不是意识――即精神的体现，因此研究生命信息学对解释生命的诞生和终结以及生命的极限是有其特殊意义的。 我们知道，人体的植物状态在医学上叫做“去皮层综合征”。植物状态的判断标准非常具体。植物状态有两种，一是持续性植物状态，二是永久性植物状态。现在，借助先进的医疗设备和技术可以长期维持植物状态患者的呼吸和心跳、并从体内排除废物。但这不等于患者还活着，也不等于死者还可以复活。因此，人们通常所说的“植物人”中有很大一部分可能已经死亡，正确做法是要尽快地、仔细地进行脑干或脑干以上中枢神经系统的系统性检查，以确定是否已经发生脑死亡。如果证实发生了脑干死亡或者大脑皮质弥漫性坏死所导致的永久性植物状态，就应该停止一切以复苏为目的医疗活动。人体死亡的临界点在哪里？这是一个争论了很久的问题。其实，对死亡的混乱认识不仅发生在广大公众中，甚至也发生在医学界。为什么脑死亡比心脏死亡标准更科学？植物人是死人还是活人？“死而复生”究竟是怎么回事？为什么会有“死而复生”？这一系列的问题与我们在医学理论认识上的分歧有着直接的关系，现代社会对死亡的判断有着更精确的要求。我们知道，脑死亡的第一个标志是自主呼吸完全消失。在这个先决条件下，一个已经脑死亡的病人，假如用呼吸机维持他的呼吸，一段时间后，把呼吸机一停，他的呼吸停止了，许多医生仍然会认为他的死亡应当是从停呼吸机时算起。其实他脑死亡的时候就已经没有了自主呼吸，医生只是为了满足特殊的要求给他维持死后的人工呼吸，这种呼吸完全不能使他复生。这是一个专业知识的错误，当然这不是哪个医师的错，这是由于旧有的概念沿用已久，稍不留神就顺着惯性滑下去了，另一方面也必须承认我们医学理论的落后。其实，早在远古时期，人们就把斩首作为极刑就说明人类在实践中早已认同头颅为生命之首。现代科学的发展，心脏早已不作为死亡临界点的判定依据。因为，在人死后，借助器官保存液可以使各种离体器官安全保存一段时间：小肠2小时，心脏6小时，肝脏24小时，肾脏48小时。这时，离体的心脏并没有死去，失去心脏的生命体仍在器械的帮助下维持着运行。这就是死中有“生”，不过这种“生”对生命体而言仍然是存在的，但对于心脏来说，这种“生”已经不能表明生命个体的继续存在。以上事实说明，生物体死亡的临界点只能定在脑死亡的位置上。因为我们至今不能举出一个失去大脑的生命体还能够复苏的特例。当然，这并不能说有了大脑生命体的自主活动就存在，因为大脑是物质的，而生命运动的核心则是大脑生命信息（灵魂）的输出，即——生命在于生命信息的运动。而脑电、脑干神经、肢体都只不过是传输和接受大脑发出生命信息的媒介而以，而这个生命信息才是生命自主运动的源泉，实验证明，一个“植物人”能否复苏，不仅取决于脑干细胞的完整，还取决于脑电传输通路的畅通，更取决于从大脑传输出的生命信息中是否包含有启动生命体“死机”的程序。如果有这个程序，生命体在某一时刻复苏就成为可能，如果没有，这个生命体就将永远成为一具活着的植物人。这就是区分生命的临界点，也是“植物人”中所表现出个别生命复苏现象的根本原因。所以说，生命体死亡的临界点在大脑，具体来说，则是：脑干死亡＝脑死亡（生命信息中断）＝死亡。确切的脑死亡包括三个方面：
        第一是大脑皮质的变化。大脑皮质主管人的思维、意识活动等心理功能。大脑皮质一经死亡，上述功能就不复存在，医学上把这叫做大脑皮质弥漫性死亡。此时至少可做出社会学死亡的诊断。
        第二是脑干死亡。人体有12对脑神经经由脑干发出，主管人的感官、呼吸等等重要生理功能。现代医学认为，代表人体生命的首要生理特征为呼吸功能，而主宰呼吸功能的中枢神经区域位于脑干。因此，推荐将脑干死亡作为达到死亡临界点的标准，同时也作为判定人类脑死亡和死亡的标准。脑干死亡之后，依靠现代医疗手段所能维持的、包括残余心跳在内的部分生物特征不再表明生命的继续存在。这就是现代医学的“4—3—2”定律：脑干死亡＝脑死亡＝死亡。
        第三是全脑死亡（生命信息中断）。大脑皮质弥漫性死亡＋脑干死亡＝全脑死亡。全脑死亡一旦发生，生命信息的传输过程即不存在，应即时宣告个体死亡。
     个体生命死亡是有过程的，在这个过程中有一个点，到了这个点上，生命体作为一个完整体系开始解体，永远不能再恢复成一个有机的整体，这就是死亡的临界点。如果生命的终点被人为地移到死亡的临界点之前，就意味着死亡在诊断上有错误。但在死亡临界点之后的任何一个位置上的前移或后移都不能改变整体生命已经死亡的本质。这个点就是生命体中大脑生命信息发出或传输中断的那一时刻，是生命运动起、始最为关键的原因。2002年10月26日在中国武汉举行的全国器官移植学会议上披露了中国（成人）脑死亡诊断标准，诊断标准第一句开宗明义；脑死亡是包括脑干在内的全脑机能丧失的不可逆转的状态。先决条件包括：昏迷原因明确，排除各种原因的可逆性昏迷。临床诊断：深昏迷，脑干反射全部消失，无自主呼吸，靠呼吸及维持，呼吸暂停试验阳性。以上必须全部具备。确认试验：脑电图平直，经颅脑多普勒超声呈脑死亡图形，体感诱发电位P十四以上波形小时，此三项中必须有一项阳性。脑死亡观察时间：首次确证后，观察十二小时无变化，方可确认为脑死亡。
   在自然界中，非生命信息的传递大多是通过声、光、电等载体直接传播的，但对于生命信息的传播来说则要复杂得多，本世纪30年代，在以Ｅccles为代表的生理学家同以Ｄale为代表的药理学家之间，曾进行一场突触传递究竟是化学传递还是电传递的长期争论，随着实验技术的进步，60年代终于弄清楚上述两种作用形式在神经系统中都存在，即大多数的突触传递过程是化学性的，有的甚至涉及一种以上的递质——为化学性突触，但有少数突触确实可通过单纯的电流扩布来完成神经元之间的信息传递——即电突触。两种突触传递信息的功能有快有慢，快突触传递信息以毫秒为单位计算，主要控制一些即时的反应；慢突触传递可长达以秒为单位来进行，甚至以小时、日为单位计算，它主要和人的学习、记忆以及精神病的产生有关系。

现代科学家对以上的研究成果又重新进行了研究与证实，在这个过程中，科学家进一步地发现，神经递质通过突触前膜释放到突触间隙，再扩散至突触后膜并与相应的受体结合，使受体通道开放，产生突触后电位。如果突触通道中的钠或钙离子增多，即产生兴奋性突触后电位；如果钾离子或氯离子增多，则产生抑制性突触后电位。两种情况都是在1毫秒之内完成的，所以称为快突触（快神经信息）传递。对于慢突触来说，神经递质与突触后膜一些受体结合后并不是马上引起膜电位的变化，而是产生一系列的生物化学反应，并由反应所产生的活性分子来传递信息，因此时间要慢一些，所以称为慢突触传递。对于慢突触信息传递，科学家的研究方向主要集中在多巴胺方面，多巴胺是人脑中100多种“神经递质”中的一种，所谓“神经递质”，是负责在神经细胞之间传递信息的化学物质。人的大脑中有上千亿个神经细胞，神经细胞间的信息传递通过不同的化学传送物质来完成。信号传导主要发生在被称为突触的特殊部位。神经细胞将信息储存在像树枝一样的树突上，然后，它沿着叫做轴突的的主通道通过电脉冲将信息传输到其它细胞和身体的其它部位，当信息到达另一脑细胞的突触时，会引发化学反应，从而完成人脑的“通讯功能”。2000年，瑞典的阿尔维德·卡尔松、美国的保罗·格林加德及埃里克·坎德尔三位科学家正是因为在神经细胞间特殊的信号传导形式——慢突触传递上所做的开创性工作，才使他们获得本年度的诺贝尔生理医学奖。卡罗林斯卡医学院在新闻公报中评价说，他们的发现对“理解大脑的正常功能，以及信号传导中的紊乱如何会引发神经或精神疾病至关重要”^［８４］。其实，早在50年代，卡尔松就通过一系列实验发现，位于大脑基底神经节上的多巴胺在控制人的行为方面具有重要作用，多巴胺与受体结合后调控着包括控制人的行为在内的许多大脑活动。如果多巴胺不足或明显缺乏，就会造成行为迟缓、呆滞、肌肉僵硬、震颤和行动能力下降例如帕金森综合症患者就是这样（患者基底神经节中含有多巴胺的神经细胞已经死亡）。多巴胺和去甲肾上腺素不足还会改变精神和情绪状态，例如忧郁，闷闷不乐。相反，如果多巴胺过多，则会使人手舞足蹈，精神亢奋，幻想狂躁，甚至患上精神分裂症。然而，有关卡尔松研究的深层机理，即慢突触传递原理，却是由格林加德深化发展的。格林加德发现，多巴胺发挥作用是因为多巴胺刺激细胞膜上的受体，这时细胞内会产生大量的第二信使——环化腺苷酸ｃAMP。由于ｃAMP是一种激活酶，它能活化蛋白激酶Ａ，后者则能把磷酸根结合到神经细胞和其它蛋白质分子上，从而改变蛋白质的结构和功能。这一过程又称为跨膜信息传导。蛋白质磷酸化的结果是影响到神经细胞膜上的离子通道。我们知道，不同的神经细胞，离子通道是不同的；即便是同一神经细胞，在执行不同的功能时离子通道也是不同的。如果某一特定的离子通道受到蛋白质磷酸化的影响，会改变神经细胞的兴奋性和突触传递电脉冲的效果。格林加德的研究证明，慢突触传递是通过蛋白质的磷酸化和去磷酸化实现的（去磷酸化则是磷酸根从蛋白质分子上去掉）。磷酸化一可以调节离子通道开关的大小和快慢，二可以控制神经递质释放的快慢。三可以改变细胞内某些酶和调控分子的活性，从而影响细胞的各种功能。此外他还发现，一种叫做DARPP－32的蛋白能起到调控许多蛋白质磷酸化的作用。与卡尔松和格林加德的研究既有不同又有联系的是坎德尔的研究。坎德尔利用海洋生物海兔　来研究生物的记忆功能，涉及到神经递质和蛋白质磷酸化在记忆中的作用。坎德尔发现，海兔的短期记忆和长期记忆都与突触和神经递质有关。在感觉神经与做出反应的肌肉相连接的突触上，神经递质释放得越多，海兔的学习和记忆保护能力就越强。他发现，较弱的刺激形成短期记忆，时间持续几分钟到几小时。这种短期记忆的机理是由于神经细胞的离子通道发生变化，较多的钙离子进入神经末梢，导致突触释放更多的递质，从而使记忆加强。而突触释放较多递质的最重要的原因是由于离子通道的蛋白质磷酸化所致，这正与格林加德的研究不谋而合。虽然他们的研究为人体内生命信息的慢突触传递的研究奠定了基础，但对于生命信息的快突触传递，即以电脉冲形式传递生命信息的研究，人类还处于刚刚起步的状态,难以用更深的理论来解释生命信息传递中出现的复杂问题，可这并不防碍我们研究生活中有关生命信息的传递现象，并从中窥探出一点端倪。

因为生命信息的传递首先可以分为快突触传递与慢突触传递两种方式，但由于两种信息传递方式的不同，必然会造成在信息传递速度上大不相同的结果。比如球迷在看比赛时常抱怨裁判和巡边员不能及时作出正确判断、“瞎了眼”。1998年西班牙医学专家对此现象进行研究后发现，人的视网膜中最敏感的部分在捕捉形象，并将其反映到大脑时会作出一个极短的“时致延迟”，在这一“时致延迟”里,一个以每秒7米速度跑动的球员可以跑出2米多，从而导致裁判的误判^[８５]。但这个结论对接、发球速度达每小时100英里的网球运动员来说则不合适。因为这个“时致延迟”如果存在的话，网球运动员都该挂拍回家去了。为什么会出现这种矛盾的结果呢？1999年3月哈佛大学分子和细胞生物学系的马库斯·迈斯特教授发现：“我们的眼睛中含有一些称为神经节的细胞，这些细胞能够计算出运动物体的未来位置。然后神经节在物体实际到达那个位置的几千分之－秒前，向大脑发出－个警告信息，使一流运动员比普通人具有反应时间较快的优势”^[８６]。但实际上如果我们考虑到电突触传递信息的速度远高于化学性突触的话，这两种截然不同的现象则是非常容易解释了。即足球裁判和巡边员视网膜中的信息是以化学性突触传递为主，电突触传递为辅。而网球运动员经过长期专门训炼后视网膜中的信息则转为电突触传递为主，化学性突触传递为辅，信息传递的过程发生了本质的变化，因此马库斯·迈斯特教授对医学界认为眼睛只是像－架照相机——只能捕捉到眼前图象的原理表示怀疑是正确的，至于眼睛中神经节细胞有计算能力的说法则是太过于牵强了。

1994年美国北卡罗莱纳州国立环境卫生科学研究所的罗德贝尔与吉尔曼一起发现一种名叫“G蛋白”的物质，这种“G蛋白”是一种作用于人体的生物交流光，它可使有缺陷的细胞恢复功能，并因此获得了诺贝尔医学奖^[８７]。实际上，人体内本身就有一条传递生命信息的光纤通道，神经生理学家利用特殊的仪器对刚死去的人进行测试，发现明亮的闪光点与中医针灸图上标明的741个穴位一致。人体体表12条强光线与12经络循环线路相吻合。科学家经过长期研究，认为人体存在着一个光导纤维系统，而中医中针灸穴位正是人体中对光最敏感的部位。在医学领域，根据人体发出的荧光和冷光信息，不仅可以判断一个人的健康状况，还可用来诊断疾病。正常人发出的辉光是对称的，发光强度因人而异。体魄强壮的人发强光，体质弱的人发光微弱；青壮年人发光强度比老年人强一倍多。人在思维活动或体育锻炼时，发光强且发出的辉光在颜色和形状上也会发生改变。一个人的不同部位发光也不一样：手指甲发光比躯干、上下肢都强；上肢又比下肢强。如发生疾病，体表的辉光会出现对称失衡现象。在疾病发生前，体表的辉光会发生类似太阳的“日冕”现象。可见，人体之光负载的生命活动信息对揭示生命运动之谜具有极其重要的意义，它的密码一旦被破译，将为诊断和防治疾病，寻求健康长寿带来诱人的前景（61）。这些研究结果准确地揭示出人体以及细胞之间是如何互通信息的，但这种研究成果对解释图象、声音和味道的信息传递则显得无能为力，因为这类信息与人体之间并没有什么经络或细胞之间的联系。听觉与嗅觉的电生理学告诉我们，声音的刺激在传到我们人类耳朵的内耳时。耳蜗可以象微音器那样，把机械能转换成电能。产生一个感受器电位和总电位。引起听觉。而将微电极插入鼻子的嗅上皮，也同样可以看到当挥发性物质作用时有动作电位产生。使我们产生嗅觉。1997年帕萨迪纳加利福尼亚理工大学的科学家在英国《自然》杂志上报道说：“最新研究表明，有关气味的信息是根据被激活的特定神经元的顺序储存在大脑中的。对图象、声音和味道的感知可靠与否取决于刺激如何转化为这种活动的排列顺序，这些知觉的编码方式之一可能是通过脑细胞活动的同步振荡，他们已经在各种脑电波的电路中观察到了这种振荡，并且早就知道嗅味过程涉及神经的同步化和脑电波的振荡。在大脑中所有知觉部位都可观察到这种振荡，但是振荡的作用究竞为何目前还不得而知”^[８８]。2000年8月，神经遗传学家在美国洛克菲勒大学和耶鲁大学的实验室中令人信服地证明了动物体内被称为信息素的无嗅分子，是如何通过复杂的神经途径对大脑中的本能区域进行刺激的。他们分离出一种名叫VIRLI的基因，这种基因显然为鼻黏膜中的一种信息素感受器提供了编码。与啮齿类动物以及其它一些严重依赖于信息素暗示才能生存的哺乳动物一样，人类体内也有这种基因。目前尚未确定这种基因在人体内的作用是活跃，也不知道这种基因可以引发哪一种由信息素诱发的行为。科罗拉多大学的生化学家约瑟夫·法尔克说：“这是一次令人信服地证明人体信息素感受器的存在。最终的实验将发现与这种感受器相关的并且引发可测量的生理反应的信息素。^［８９］”而对于触觉，以色列魏茨曼科学研究院阿希萨博士在研究中发现，触觉信息由空间数据和时间数据同时编写而成，感觉信号被人体获取后很快就会被转成电刺激，并划分为相关的两个通道。第一个通道负责空间数据的传输，第二个通道则负责处理时间数据。大脑会将外部刺激激活细胞的时间标记和其它脑细胞内在的时间标记进行比较^［９０］。这些实验结果说明，图象、声音、味道和皮肤触觉的信息是通过与人体感觉器官上的细胞发生能量转换变成由基因编码程序处理过的可读电信号后再送入大脑的。而与所谓的 G 蛋白无关。因此我们可以确认，生命信息的传递主要是以三种方式进行，即电突触传递、化学性突触传递和生物交流光的传递。对普通人而言，生命信息在体内的传递是以化学性突触为主，电突触为辅。而对于网球运动员及特异功能者而言，由于经过长时间自觉的和不自觉的特殊训练后，生命信息在体内的传递主要是以电突触为主，化学性突触为辅。而由此产生的生命信息电磁场远比普通人强。所以使他们具有比普通人反应时间较快及感觉器官发达的优势，这也充分说明黑龙江大学的徐兰许教授在实验中发现的特异功能者在可见光范围内的视觉灵敏度远高于普通人的结果是正确的。

信号传导（signal transduction），在生命科学的研究中占有极为重要的地位，是处于最前沿领域的热门课题。科学家认为，地球上的生命从单细胞进化到多细胞，之所以需要二十多亿年的时间，很可能与多细胞生命需要一套复杂的信号传导系统有关。2000年11月15日美国杜克大学和麻省理工学院的科学家使一只猴子的大脑发出的指令，通过因特网来控制1000公里外的机器手臂的活动。科学家在猴子的大脑中植入电极，用来记录它活动时的大脑信息，并将信息输入电脑，然后运用数学的方法预测出手部的活动轨迹。使猴脑遥控机器人手臂的实验取得了成功。科学家们认为，这一成果为瘫痪病人控制假肢活动的大脑结合器的研究带来了成功的希望^［９１］。这一研究成果更重要的意义在于，它揭示了人类的大脑—也就是在意识调控下的生命电子通过生命信息通道协调人体各个部位细胞运动的方式、方法与计算机的自动化调控极为相似。用传统医学上的术语来说这是刺激，而用计算机的专用语言来说则是传递信息，也许这个信息传递是采用复杂的模拟方式，或许是采用简单的数字 O 或者是 1 来表达，但毫无疑问的是它们最终的结果都是在传递信息，所不同的是计算机传输的是非生命信息，而大脑通过神经系统传输的是能够被人体细胞接收并读懂的生命信息。在这个问题上，我们就可以清楚地看出，简单的将生命信息与非生命信息混为一谈，或将中医从给活人治病过程中总结出来的经络理论与西医从尸体解剖中得到的医学法则混为一谈的做法是不可取的。

我们要谈电突触，就不能不谈到电磁场，因为电场和磁场是密不可分的，早在1982年，著名的社会科学家于光远同志就指出：“信息这种东西，它的传递可以只需要微小的能量，只需要很少一点的物质，但是如果没有这一点点的物质作为载体，没有这一点点能量，也就根本不可能存在信息。传递思想不运用语言，不经过语言的物质载体，是不可能的。没有语言，没有声、光、电或身体直接接触，哪怕只是表达最简单的思想，也是传不过去的^[９２]。而著名科学家钱学森教授1984年在指导中国人体科学研究者工作时则更明确地指出：“既然人体的各个部位电位有变化，我想恐怕也必然有电磁波出来，有电波的变化就有磁场的变化；有电磁场的变化就有波。我老宣传这个观点，电磁场。电磁场，今天我还认为是这么一个问题。那些分子生物学家大量的工作，都把注意力集中在分子的变化上，没有讲电磁场，他们不讲，我想恰恰可能是他们漏掉了。而漏掉的东西可能就是我们要抓的”^[９３]。而从我们对生命信息学理论分析的情况来看，也说明了这个问题，生命信息学理论对解释人体细胞之间如何互通信息这－问题来说是有效的，但对解释特异功能（气功）活动中出现的信息突破空间障碍的－系列复杂的问题则显得无能为力，因为物质是运动的，物质运动需要能量并发生能量，有能量才有信息，三者是互相联系的。而特异功能活动中信息突破空间障碍时所需要的那种于光远同志所说的很微小的能量和很少－点的物质从何而来？用生命信息学理论是无法说清的，因此有必要将生命信息学理论引入电磁场理论的范畴中，只有这样才能使我们将特异功能（气功）的研究向更深更广的范围发展。

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