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原来人的两个鼻孔不是同时呼吸,而是轮班上岗

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图片来源:wikimedia commons/CC BY-SA 3.0


撰文 | Katie Spalding

翻译|马一瑗

编辑|王怡博

人类和许多动物一样,身体构造偏爱“成双成对”:我们拥有两只眼睛、两只耳朵、两只手、两只脚,以及两个鼻孔。

这些器官之所以成对大多名副其实,比如大双眼赋予我们更广的视野、立体视觉,还能防止单眼意外导致全盲;双耳则让我们能定位声源、维持平衡、分辨复杂音色,甚至沉浸于IMAX影院的震撼音效。

可是两个鼻孔有什么用?它们长得几乎一模一样,输入信号难有差异;彼此又靠得太近,不能用来定位气味来源。它们就只是呆在那里,偶尔还会被鼻涕堵住——可真是这样吗?

鼻周期

就像火烈鸟睡觉时会单腿轮换站立以缓解疲劳一样,我们的两个鼻孔也是轮流呼吸的。“虽然一般意识不到,但我们呼吸时主要只靠其中一个鼻孔,”伦敦哈利街(Harley Street,汇聚知名医疗诊所和经验丰富的医生)诊所的耳鼻喉科顾问医生迈克尔·韦林(Michael Wareing)在2014年接受《卫报》(The Guardian)的采访时说,“同时,另一个鼻孔会轻微堵塞,处于休息状态。”而且它们每隔几小时会自动轮换作息。

这被称为鼻周期,但没人知道它为什么存在——尽管“有人推测这与鼻腔需要时间积累水分,避免过度干燥有关,”美国克利夫兰诊所(Cleveland Clinic)的头颈科医生迈克尔·本宁格 (Michael Benninger) 在 2021年接受科技媒体Live Science采访时说。

因此,不论何时,一个鼻孔的通气量总是另一个的三倍左右。如果你好奇当前是哪个鼻孔在主导呼吸,可以对着镜子呼气,主导侧会形成更大的雾面。(你可以试试看——研究显示,右撇子更常使用左侧鼻孔呼吸。)

事实上,除了练习瑜伽吐纳的人群外,大多数人都意识不到自己的鼻周期。然而,当你处于特殊时期,比如感冒流涕时,由于鼻堵塞,就会明显感觉到鼻孔会“换班”。此外,假如你出现鼻中隔偏曲(分隔左右鼻腔的鼻中隔偏离正中位置)、鼻息肉或鼻腔肿瘤等情况,也能察觉到鼻周期。

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图片来源:Unsplash

此外,你还可能会在熟睡时察觉鼻周期。本宁格解释说,比如右侧卧时,重力会导致右鼻孔逐步堵塞。当左鼻孔主导呼吸时,这不成大碍,但轮到右鼻孔“上岗”时,该鼻孔堵塞可能会把你半夜憋醒。

更好地嗅闻

既然任何时候都只有一个鼻孔在主力呼吸,那另一个在做什么?别以为它在休息——恰恰相反,在嗅觉这件事上,它可能比你想象的更重要。

“当我们嗅闻时,鼻子和大脑都会协同解析数百种气味分子,”澳大利亚昆士兰大学生物医学科学院的高级讲师罗德里戈·苏亚雷斯(Rodrigo Suarez)在2018年的《对话》(The Conversation)的一篇文章中解释道,“轻轻一嗅,就能让更多分子抵达鼻腔顶部,从而更容易辨别出气味。”

气味分子进入鼻腔后,会溶解在黏液层中。气流越慢,溶解就越充分。这就导致左右鼻孔对气味的感知存在差异。

早在1999年,美国斯坦福大学的神经科学家诺姆·索贝尔(Noam Sobel)凭直觉设计了一项实验,结果证实了这一点。他招募了20名受试者,让他们分别用单侧鼻孔嗅闻包含辛烷和香芹酮的混合气体,前者被黏液层吸收较慢,后者则快得多。

几乎所有受试者都报告说,用较堵塞的鼻孔嗅闻时,辛烷的气味更浓;而用较通畅的鼻孔嗅闻时,香芹酮的气味更突出。但他们并不知道,每次闻到的其实是完全相同的混合气体。

“这种差异很细微,”索贝尔说,“并不像一只鼻孔闻到玫瑰,另一只闻到樱桃那么夸张。但我认为,这对我们理解嗅觉的运作机制至关重要。”

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图片来源:Unsplash

这种更丰富的嗅觉信息,也能帮助我们定位气味来源,就像我们靠声音传入双耳的细微时间差来定位声源位置一样。“多亏有两个鼻孔,我们的大脑才能分辨气味分子到达两侧的细微差异,从而像猎犬一样追踪气味,”苏亚雷斯解释道。“你有试过寻找气味的来源吗?”他问,“如果堵住一边鼻孔,就会难得多。”

诚然,两个鼻孔的间距远小于双耳,但“大脑非常擅长处理输入的信息,哪怕是极其微弱的信号,”英国伦敦国王学院的嗅觉神经科学教授马修·格鲁布(Matthew Grubb)在接受《大众科学》(Popular Science)的采访时表示。

这可不仅是空谈。实验证明,仅凭两鼻孔接收到的气味差异,就足以让我们在开阔场地中,精准定位10米外的巧克力。然而,一旦混淆两侧鼻孔接收到的气味,这种追踪能力就会大打折扣。

格鲁布表示:“有充分的证据表明,神经系统可以利用两侧鼻孔的信息差异来判断气味来源。”

对称和生存

尽管双鼻孔带来诸多裨益,但必须指出:这并不是自然界的有意设计。我们之所以拥有两个鼻孔,并不是因为前面提到的好处,而是这两个原因:首先,我们的身体发育遵循左右对称的模式,这带来了成对的眼睛、耳朵、手臂和腿脚等;其次,有两个鼻孔并不会造成大问题,因此没有被演化“淘汰”。

反之,若只有一个硕大的鼻孔,麻烦就大了。除了难以定位气味来源,单是遇到感冒就不得了,因为一旦这唯一的鼻孔堵塞,我们就只能改用嘴巴呼吸——这意味着彻底失去用鼻子呼吸的所有好处。

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图片来源:Unsplash

“人类天生就应该用鼻子呼吸,这是演化的结果,”克利夫兰诊所的医生指出,“鼻子处理吸入空气的方式,与口腔截然不同。这些结构并非偶然,而是身体为保障健康与安全而精心设计的功能部件。”

鼻腔呼吸不仅能过滤空气中的细菌和污染物,还能对吸入的空气加湿、加温。鼻子也能识别各种气味——包括那些不易察觉的气味——并调节呼吸与血流。倘若仅有一个鼻孔,一旦堵塞,所有这些功能便可能瞬间失效。这对于人类这种高度社会化的动物来说,这绝非好事——毕竟,我们早已知道病菌传播有多可怕。

不过,拥有两个鼻孔最“直观”的好处,或许正如韦林所言:“试想一下,如果脸上只长一个鼻孔,那该有多怪异。”

原文链接:

https://www.iflscience.com/why-do-we-have-two-nostrils-instead-of-one-big-nose-hole-81974

本文经授权转载自微信公众号“环球科学”。

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