血管体狂想曲-猝死
在狂想曲系列中,我将穴位和皮穿支看做一个东西,把穴位背后的中医知识和皮穿支背后的西医知识,直接放入到复杂科学的结论之中,看看会有什么样的结论。
这样做是有道理的。科学哲学教授瓦尔纳提出过一个建构实在论,即学科际交叉和文化际交叉的研究思路,并发明了一个具体的研究方法:“陌生化(strangification)法”,即将一个理论中的概念放到另一个理论语言体系(context)之中,考察会出现什么样的结果,这一结果将增加人们对其概念和理论的认识。
这样得出的东西,在物理学或者其他学科,是一个很好的话题。但在医学领域,只能是一种猜想,而不是一个可以使用的结论。比较医学是一门实践学科,又人命关天。每一个结论都需要验证,因此我会简单的设想一下该如何进行医学实验。
血管体可以看做是同质的即同样的东西,也可以看做是异质的,即不同的东西。每一个血管体都是消耗氧气排出二氧化氮,所以从这个角度看是同质的。如果从实质细胞的特点比如肝细胞、骨细胞等等,那么血管体就是异质的。
一、耗散结构
相对简单的个体通过个体间相互作用而形成的整体,在这样的系统中表现出一些新的性质这些新的性质仅在系统整体的层次上呈现.这些从系统整体层次展现出来的、无法还原为个体简单因素的特征或规律,即为复杂系统的涌现现象(emergence)。
如果血管体的供应血管口径在0.1mm以下时,每一个血管体都以氧气消耗量作为观察对象时,每一个血管体都是与压力池交换,在体内竞争吸收氧气和竞争排出二氧化碳。每一个血管体的最基本的功能就是如此,整个人体就是众多小血管体的这种代谢运动,而且这些小血管体可以看做同类的小血管体。众多小血管体的运动,必须是平衡的、有序的,而不能杂乱无章的。这种平衡和有序,需要调节,调节需要信息输入,需要消耗能量。
生命必须有外界的能量和信息的持续输入,因此,生命可以看做是由非平衡系统由一个非平衡态到另一个非平衡定态的转变过程。并不是常说的一种“稳态”,而是一种动态平衡,好比自行车,只有跑起来才平衡。普利高津把这种需要不断与外界交换物质或能量才能维持的结构,称之为耗散结构。
二、沙堆模型
物理学家用著名的'沙堆模型'(sandpilemodel)以形象地说明自组织临界态的形成及特点。设想过一个理想实验:通过装置让沙子一次一粒均匀地落在桌上,形成逐渐增高的一小堆,借助慢速录像和计算机模仿等手段精确地计算沙堆顶部落下一粒沙会带动多少沙粒移动; 初始阶段,沙子下落对沙堆整体的影响不大; 当沙堆的高度达到一定程度以后,一颗沙子的落下可能引发整个沙堆的崩塌。
从宏观的角度看,沙堆之所从会发生雪崩,是因一个沙堆始终需要保持一定的倾角才能稳定,而随着沙粒在一个位置附近的增加,位置附近的炒堆倾角增加,因而不再稳定,于是发生了崩塌,处在这一位置的沙粒也就转移到了近邻的位置上沙堆模型进行过数学的模拟.随着沙粒不断下落,大多数情况下,一个沙粒的下落只会影响其附近的格点,然而也会有一定的概率出现极大范围(甚至蔓延整个抄堆)的崩塌现象,这样的崩塌现象通常被称为"雪崩(avalanche;)
癌症是由基因突变引起的,一次微小的基因突变就是一个沙子,那么每一次微小的基因突变实际上并不一定导致癌症。但是癌症最后的形成,实际上就是一次沙堆的崩塌。
沙堆模型的研究结论认为:大量的崩塌只涉及到较小范围内的格点,但存在少量的崩塌可能会是大尺度上的"雪崩",如果在双对数坐标上画出雪崩规模(雪崩所影响的格点数)的概率分布,发现所有的点都处在一条直线上,泣种幕律分布是系统处在临界态的一个最明显的统计特征。这个特征就叫做"自组织临界"。
人们在地震、降水、森林火灾、太阳耀斑、人类行为、金融市场、恐怖袭击等诸多领域都观察到了与沙堆模型类似的幕律,即大规模的偶发事件发生的概率较低,而小规模的事件发生的概率较高。
因此沙堆崩塌是一个自组织临界现象可以应用到癌症上去,好像现在没有看到相似研究,因为实在难找到相应的数据。
有一个现象曾经引起我的困惑,就是人的猝死。很多健康人,甚至体力很好、热爱体育运动,在某一个刹那一下子突然晕倒、死亡。这个现象,在夏天更容易发生。我熟悉的人里就有这样去世的。
这种死亡很难预测,也没有西医的理论提出预测。那么,我们是否能够用血管体理论来预测哪?这种死亡并不是存在冠状动脉粥样硬化死亡。而是一个系统重整的过程。所以从理论上分析,这种预测是可以行得通的。
也就是找到自组织临近的标准。科学家仔细分析各类偶发性事件发生的时间序列,发现了很多幂律现象,例如:对地震事件的规模进行排序,可以得到幂律分布,地震事间的等待时间分布同样满足幕律;一次事件的持续时间和事件本身的规模之间也存在着幕律等等.另一方面,这些偶发事件的发生本身虽然无法预测,但送些事件间仍存在着关联,例如一次强地震的余震震级通常会小于主震。
那么什么是人体的地震,主震,余震哪?
我们知道:⑴人体有400个左右的皮穿支穴位,每一个皮穿支按照中医的理论,对应到某一个脏器或者功能。⑵皮穿支是可以探测的,超声多普勒可以扑捉到皮穿支的血流信号,这些信号可以显示为一个波形,这个波形由多种因素叠加。⑶全身皮穿支肯定是有一种协调关系,中医的经络理论认为是一种子午流注关系。⑷正常皮穿支波形可以出现某种特点,而只要与正常人的波形不一就是存在一种小型沙崩或者地震现象。
因此,只要有足够正常人的皮穿支的测量数据,得到某一种结论,那么,这个结论就可以预测猝死现象。
三共轭和非共轭
生命有一些基本原则,其中之一是稳定性与适应性的平衡。不论是新陈代谢还是遗传物质的传递都要有稳定性;而面复杂多变的内外环境,生命都需要灵活地对这些变化作出反应,送可能表现为反射、应激反应、意识或智能等等,这些都看成是某种适应性。
这个特点在生命的各个层面都有类似表现。比如细胞层面,细胞的DNA受到损伤时,可能会启动修复程序,也可能细胞会启动调亡程序,不同的选择,正是为了提高适应性。在意识层面,有学者认为,一个稳定性过强的大脑有高度稳定的记忆和低的遗忘率,大脑推理、泛化和随机应变的适应性能力可能会很差,很难进行对未知的情况做出反应。而一个稳定性差但可塑性强的大脑同样无法适应复杂的环境,因为它伴随着过强的随机涨落,无法形成相对稳定的记忆。所以,在中学教育中发现,有些人记忆力好但学习不好,有些人很聪明会做难题但成绩不稳定。真正的学霸都是在稳定性和可塑性之间做到了一个最佳的权衡。即学霸的大脑能够自组织在稳定性和可塑性二者之间的临界点上。
数学研究还进一步发现,稳定性和适应性存在共扼控制和非共扼的变量控制两种类型。在共轭控制时,能够出现一个稳定性提高、另一个可塑性提高的情况。比如生物钟的调控就有类似成果。生物钟稳定性比较容易理解,就是规律作息;生物中的可塑性比较少见,可以理解为倒时差的能力。因为规律作息可以看做一种周期表,倒时差可以看做周期的相位调整。因此,周期越稳定的人倒时差的能力越强。
在人体进行运动时,最突出的特点就是肌肉血液流速加快以供氧和散热。与此同时,心脏、肺等器官也增加血液流速。因此,心跳加速、血流加快就是最简单的人体应急反应。此时,变量显然是共轭的。因此,稳定性和适应性就达到了一致。
那么人体这时候是所有的器官都加速血流的。但是,血流加速并不是单纯的增加人体代谢的。有一部分脏器血流是不经过代谢直接通过快捷通道进入静脉的,因此会有代谢不充分的现象。随着肌肉产酸的增加,微环境的变化,共轭就有可能变成非共轭。人体适应性就增加,而稳定性减少了。显然,夏天的高温、多湿肯定是更容易变成非共轭。
此时就容易发生猝死。
那么根据穴位皮穿支的一些内容,我们可以猜想,检测人的运动的血管网状态,如果某一条经络上的血管网是扩张的,临近血管网也是扩张的,那么这些人体内处在一种“共轭”状态。如果某一条经络血管网是扩张的,而临近的经络血管网是关闭的,那么体内处于“非共轭”状态。此时说明继续锻炼就是对身体有害了,相当于一次小型的沙崩。多次沙崩或者在高温多湿的环境中,更容易出现一次大的沙崩——晕倒。
反向推理一下就是如何避免运动时猝死。
后记
这就是中医,西医,血管体理论,复杂系统科学知识混在一起之后产生的想法。不一定对,但已经明确提出了可行性实验。后文会继续类似猜想。
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