為何手指泡水會起皺？

每次不論洗澡還是游完泳上岸，就會發現指尖因為長久泡在水里起了褶子，而身體的其他部位卻不會，這個現象確實困擾了我好多年，畢竟那褶子……很難説是賞心悦目的。不過另一方面，想到我們的大腦不需要泡水就能有如此景觀（只是我們自己很少有機會能看到罷了），彷彿也能接受了一點。

本文來自微信公眾號：利維坦 （ID：liweitan2014），作者：Richard Gray，由譯者Zhao Hang基於創作共享協議（BY-NC）發佈，校對：兔子的凌波微步，題圖來自：視覺中國

在浴缸里多泡一會，或者在泳池里多遊幾圈，你的手指就會發生「劇變」。如果手指上的類脊狀表皮有輕微螺紋，這些螺紋就會吸飽水分，呈西梅乾狀，十分醜陋。

我們對手指這種「劇變」早已司空見慣，卻又迷惑不解。人們把身體浸沒在水中時，只有手指和腳趾皮膚纔會皺縮，而前臂、軀干、腿部和臉部等其部位的皮膚卻和未泡水一樣，不隨之改變。

數十年來，科學家一直在研究這種浸水導致手指腳趾皮膚起皺的現象。其首因是什麼，多數科學家都對此困惑不已。最近，研究人員熱衷於探究這種現象作用何在。聽起來更有趣的或許是，手指皮膚起皺能反映出自身健康問題。[1][2]

人們認為，40℃温水最有利於皮膚起皺，在此温度下，皮膚起皺只需3.5分鍾左右。若温度降低至20℃，該過程可延長至10分鍾。然而，多數研究發現，在水中浸泡30分鍾時，皮膚褶皺程度將達到峰值。[3]

© Science ABC

滲透作用（osmosis）是指，水分子可以穿過細胞膜以平衡皮膚內外液體滲透壓，指尖皮膚發生皺褶是一種被動反應。水通過滲透作用進入細胞，手指上層皮膚吸水腫脹。早在1935年，科學家便開始猜想，認為該過程不止於此。[4]

正中神經（median nerve）是沿手臂到手部的主要神經之一。正中神經功能繁多，其一就是控制所謂「交感神經活動（sympathetic activities）」，例如出汗和血管收縮。醫生對該神經受損的病人進行研究，發現他們的手指泡水時並未出現起皺現象。該發現表明，指尖皮膚浸水是否發生起皺現象，由神經系統決定。[5][6]

來自13隻手指皮膚在浴缸浸泡發生的皺縮，其他身體部位卻未發生改變。© ResearchGate

上世紀70年代，醫生們對此進行研究，為上述觀點進一步提供了證據。有些神經受損會影響神經系統控制血液流動等無意識過程。他們提出，人們可以把手放在水中，用這種小測試來評估神經受損程度。

2003年，新加坡國立大學醫院（National University Hospital in Singapore）神經學家艾納·懷爾德·史密斯（Einar Wilder-Smith）和艾德琳·喬（Adeline Chow）對志願者進行研究，他們讓志願者把手放在水中，並監測其血液循環狀況，他們發現，當志願者指尖起皺時，其手指血流量會明顯下降。[7]

神經科學家給健康志願者手指上塗抹可使血管暫時收縮的局部麻醉霜，結果發現志願者手指也出現了褶皺現象，其褶皺程度於與泡水時類似。[8]

曼切斯特城市大學（Manchester Metropolitan University）神經科學家、心理學家尼克·戴維斯（Nick Davis）一直以來都在研究指尖皺褶現象，他説，「手指起皺自有其緣由。手指表面血液供應量變小，所以指墊變得蒼白。」

懷爾德·史密斯與其同事認為，當手泡在水中時，手上汗腺管便開始擴張，水進入皮膚，最終導致皮膚鹽分失衡。鹽分失衡促使手指神經纖維放電，引發血管周圍汗腺管收縮，而汗腺管收縮又使得指尖肉質區域體積減小，向下拉動表層皮膚，最終使其扭曲成褶皺。褶皺樣式取決於皮膚最外層——表皮與下面幾層皮膚的固定方式。[9]

加泰羅尼亞技術大學（Technical University of Catalonia）生物力學工程師巴勃羅·賽維納（Pablo Saez Viñas）利用計算機建模測試這一機制，他表示，也有跡象表明，皮膚外層也可以輕微腫脹，由此加重了褶皺程度。然而，僅憑滲透作用，皮膚需要腫脹20%才能形成肉眼可見的褶皺，這種擴張着實駭人。但當皮膚上層略微腫脹，同時下層收縮，褶皺會愈加明顯。

他説，「你需要讓兩者褶皺程度處於正常水平。有些人不會產生此類神經反應，也就不會起皺。」

如果起皺現象真是由神經控制，就意味着我們身體在水中時會做出主動反應。戴維斯説，「這意味着，起皺現象必有其緣由，並會給我們帶來好處。」

人類祖先走在濕滑岩石上或覓食貝類時，泡水引起的褶皺或許會增加抓地力。© Alamy

戴維斯的孩子在洗澡時提出一個問題——為什麼手指會起皺。最近戴維斯正在研究這個問題及其潛在好處。2020年，500名志願者訪問倫敦科學博物館（Science Museum in London），在他們的幫助下，戴維斯測量了人們抓握塑料物品所需的力。

結果盡在預料之中，在手掌均未起皺的情況下，雙手浸濕的人需要比雙手乾燥的人用更大的力，顯然，乾燥的手掌握力更好，但當這些人把手放在水里泡幾分鍾，等到手起皺時，即便手是濕的，其握力也會介於前兩者力度之間。[10]

戴維斯説，「結論顯而易見，皺褶增大了手指與物體間摩擦力。值得注意的是，我們的手指對這種表面摩擦的變化十分敏感，以保障我們能夠以更少的力來握住物體。」

戴維斯讓志願者們抓握的物體不過幾個硬幣重，需要的握力很小，但如果在潮濕環境中從事體力勞動，這種摩擦力的改變就彌足輕重。

戴維斯説，「這樣你便不必用力擠壓以抓住物品，手上肌肉就會稍作放松，也就能工作更長時間。」

© OFM

另有一些研究人員發現，人們指尖起皺時拿物體會更加輕松，這恰好與戴維斯的發現不謀而合。2013年，英國紐卡斯爾大學（Newcastle University in UK）一神經科學家團隊組織志願者進行實驗，讓他們將玻璃球和釣魚用砝碼（fishing weights）從一容器移至另一容器內。

實驗分兩類，一類是將物體置於乾燥環境中，另一類是將物體放在裝滿水的容器底部。實驗結果表明，志願者雙手未起皺時，傳遞濕潤物體用時要比傳遞乾燥物體多17%。但當雙手起皺時，傳遞這些物品耗時要比其雙手浸濕卻未起皺時少12%。有趣的是，無論手指起不起皺，志願者傳遞乾燥物體用時並無差別。[11]

關於泡水起皺之事尚有謎團未揭開，着實令人困惑——女性從泡水到起皺用時比男性長。

一些科學家表示，指尖、腳趾上褶皺的作用可能與輪胎上的凹槽或鞋底一般。褶皺產生「溝壑」，這有利於水從物體與手指腳趾的接觸點向外排出。

這表明，人類可能在過去某個時候進化出手指腳趾起皺機制，幫助我們握住濕滑物體，增大表面摩擦力。

湯姆·斯馬爾德斯（Tom Smulders）是紐卡斯爾大學一位進化神經系統學家（evolutionary neuroscientist），2013年那次研究便是由他牽頭，他説，「起皺現象似乎可以增大水下抓地力，我認為，這種現象有兩大有關因素：其一是在十分潮濕的環境中運動，其二是在水下移動物體。」例如，當人類祖先穿行在濕滑岩石上或手握樹枝時，起皺現象便舉足輕重了。再者，起皺現象能讓人類祖先覓食貝類等食物時更加得心應手。

目前，在其他靈長類動物中，人們只在日本獼猴身上發現了手指泡水起皺現象。© Planet Zoo Wiki

斯馬爾德斯説，「唯有人類纔會在水下移動物體，而在其他靈長類動物或許也會在潮濕環境中運動。」黑猩猩等動物與人類親緣最近，但人們卻並未發現黑猩猩手指有起皺現象，但日本獼猴（Japanese macaque monkey）在水中長時間「沐浴」后，手指浸入水中卻會起皺。目前人們對其他靈長類的細緻觀察並不充分，尚未有充足證據證明其他靈長類相去幾何，但並不代表這些動物身上不會發生起皺現象。「對此我們仍是一頭霧水。」斯馬爾德斯説。[12]

關於起皺現象何時會在人類身上發生這件事，還有幾個有趣的點。在鹽水中，指尖褶皺程度更輕，起皺所需時間也比在淡水中更長。或許是因為，在海水中，皮膚與周圍環境之間鹽度梯度（salt gradient）較低，因此，引起神經纖維發電的鹽失衡程度會更低。由此得出，起皺現象是一種適應機制，幫助我們祖先生活在淡水環境中，而非是沿着海岸線生存。[13][14]

這個問題懸疑未決，有人認為這僅僅是巧合性生理反應，並不是一種適應機制。

令人咋舌的是，這個問題還有其他謎團，讓人百思不解。例如，女人泡水起皺耗時比男人長。為什麼正常情況下皮膚起皺后10~20分鍾就會恢復正常？指尖褶皺是否能顯著影響我們抓握乾燥物體？可以確定的是，雙手濕潤時，手指上的褶皺可以增大握力，但當雙手乾燥時，褶皺是否會影響握力？為什麼手指不一直處於褶皺狀態呢？[15]

© Andrii Biletskyi/Alamy

原因之一可能是，褶皺也會導致觸摸感發生變化。我們的指尖遍佈神經，皮膚這種凹凸變化會改變我們接觸物體時的觸摸感（儘管一項研究表明，這並不會影響我們通過觸摸區分物體的能力）。[16]

戴維斯説，「一些人對此深惡痛絕，他們覺得用皺巴巴的手指撿東西詭誕不經。這可能是由於皮膚感受器（skin receptor）的平衡已經發生變化，但也可能涉及心理層面。調查其原因的過程可能會妙趣橫生，但手指起皺並不總是大有裨益。」

然而，手指腳趾泡水起皺可以反映出一些關鍵信息，讓我們瞭解自己的健康狀況，其表現方式往往令人意想不到。例如，患有牛皮廯和白癜風等皮膚病的人需要更長時間才能起皺。囊性纖維化（cystic fibrosis）患者手掌和手指在泡水時起皺簡直是高岸深谷，十二萬分。人們還注意到，囊性纖維基因攜帶者也會出現此類情況。患有型糖尿病（type 2 diabetes）的患者把手放在水中時，有時其手部起皺程度會明顯降低。同樣，心力衰竭患者泡水起皺程度也會下降，也許心血管系統紊亂難逃其咎。[17][18][19]

手指的不對稱褶皺——儘管泡水時間相同，一隻手比另一隻手起皺程度要低——人們認為，這表明身體一側交感神經系統（sympathetic nervous system）已不能正常運行，是帕金森症的早期預兆。[20]

為什麼是手指和腳趾在水中先起皺，這個問題懸而未決，出人意料的是，對於醫生來説，我們那像西梅乾般的手指腳趾可以向他們提供有用信息。

參考文獻

[1]www.bmj.com/content/1/6060/551.2

[2]jamanetwork.com/journals/jamaneurology/article-abstract/577244

[3]link.springer.com/article/10.1007/s11249-015-0515-4

[4]link.springer.com/article/10.1007/s10439-016-1764-6

[5]onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/mus.10323

[6]pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/6875230/

[7]onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/mus.10323

[8]linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0026286203000207

[9]link.springer.com/article/10.1007/s10286-004-0172-4

[10]journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0253185#sec008

[11]royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsbl.2012.0999#d3e279

[12]www.karger.com/Article/FullText/328223

[13]www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0266768105000021?via%3Dihub

[14]www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0266768105002895

[15]juniperpublishers.com/jojdc/JOJDC.MS.ID.555588.php

[16]www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3885627/

[17]jamanetwork.com/journals/jamadermatology/fullarticle/394464）

[18]diabetesjournals.org/care/article/7/3/224/32740/Decreased-Skin-Wrinkling-in-Diabetes-Mellitus）

[19]link.springer.com/article/10.1007/s10286-010-0109-z）

[20]www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0753332201000889?via%3Dihub

原文/www.bbc.com/future/article/20220620-why-humans-evolved-to-have-fingers-that-wrinkle-in-the-bath

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