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手指和脚上的皮肤在水中浸泡几分钟后，会像腌制的梅干一样皱巴巴的。然而，这是人类演化出的某种适应环境的机制吗？它是否能揭示我们当下的健康状况？
撰文 | Richard Gray
翻译 | 曾欣欣
审校 | clefable
在浴缸里多泡一会，或者在泳池里多游几圈，你就会发现手上的皮肤有一些夸张的变化。原来手指类脊状的表皮上只有一圈圈细小的螺纹，而现在这些螺纹吸饱水分，变得像腌制后的梅干一样皱皱巴巴，十分丑陋。
我们对手指这种变化早就司空见惯，但也会感到困惑。实际上，只有我们手指和脚趾的皮肤在水里会起皱，而其他部位的皮肤，比如躯干、四肢和脸，则不会因为浸泡在水里而起皱。
数十年来，科学家一直在研究这种由于浸水引发的手指和脚趾皮肤起皱的现象。多数科学家对这种褶皱形成的原因一直都困惑不已。最近，除了起皱的原因，研究人员又热衷于探究人体产生这种现象的作用与目的，或许手指皮肤起皱还能反映出我们自身的健康问题。
起皱的手指
研究显示，皮肤在40℃的温水中最容易起皱，在此温度下，起皱大约只需3.5分钟。若将水温降低至20℃，该过程大概需要10分钟。然而，多数研究发现，手指和脚趾在水中浸泡30分钟后，皮肤的褶皱程度才会达到峰值。
渗透作用（osmosis）指的是水分子穿过细胞膜以平衡皮肤内外的渗透压。一直以来，指尖起皱被认为是一种被动的反应——水通过渗透作用进到了皮肤表层的细胞中，上层皮肤因此吸水肿胀。但从1935年开始，科学家们怀疑这个过程的形成原因远不止如此。
医生研究了一些正中神经（median nerve）——从手臂延伸到手部的主要神经之一——断裂或受损的病人，发现他们的手指在泡水时并未不会起皱。正中神经功能繁多，其中之一就是控制交感神经活动，例如调节出汗和血管收缩。该发现表明，浸水后指尖皮肤起皱，实际上是由神经系统控制的。
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20世纪70年代，医生们通过研究进一步证明了这一点。他们提出，将手浸泡在水中可作为一种简单的测试，以评估患者是否存在神经损伤，因为有些神经受损会影响对血液流动的控制等无意识过程。
2003年，新加坡国立大学医院的神经学家艾纳·怀尔德·史密斯（Einar Wilder-Smith）和艾德琳·乔（Adeline Chow）招募志愿者进行了一项研究。他们让志愿者把手浸泡在水中，并监测了他们的血液循环状况。结果发现，当志愿者指尖起皱时，手指内的血流量会明显下降。当他们给健康的志愿者手指上涂抹可使血管暂时收缩的局部麻醉霜时，发现志愿者手指也出现了起皱现象，其褶皱程度于与浸水时类似。
“手指起皱自有它的道理。”尼克·戴维斯（Nick Davis）说道。他是曼切斯特城市大学神经科学家、心理学家，长期以来从事指尖皱褶现象的研究。他还表示，指尖变得苍白是因为手指表面的血液供应量变小了。
Wilder-Smith和其同事认为，当我们的手浸泡在水中时，手指上的汗腺管便会打开，水会进入皮肤，最终导致皮肤里的盐分失衡。这种变化会会让手指中的神经纤维兴奋，汗腺管周围的血管会收缩，而这反过来又会导致指尖肉质区域的体积缩小，从而将覆盖在表层的皮肤向下拉，最终产生褶皱。褶皱样式取决于表皮与下面几层皮肤的固定方式。
也有人认为，皮肤的外层可能会轻微肿胀，这会增加手指的褶皱程度。然而，仅凭渗透作用想要出现褶皱，手指皮肤的体积至少需要膨胀20%，这是十分骇人的。加泰罗尼亚技术大学生物力学工程师巴勃罗·赛维纳（Pablo Saez Viñas）利用计算机建模研究了这一机制。他表示，当上层皮肤轻微膨胀，下层皮肤同时收缩时，皱纹就会愈加明显。
“你的身体需要让褶皱程度处于正常水平。如果一些人身上没有此类的神经反应，就不会起皱。”起皱现象是由神经控制的，就意味着我们身体在水中时会主动做出反应。Davis说，“这意味着，起皱现象必定有其原由，并会给我们身体带来好处。”
增加摩擦力
戴维斯的一个孩子曾在洗澡时问他，为什么他们的手指会起皱，这也让他开始深入研究了这个问题及其潜在好处。2020年，Davis测量了500名参观伦敦科学博物馆的志愿者抓握塑料物体时所需的力量。不出所料，在手掌未起皱时，手湿的人比手干燥的人需要更多的力量。但是，当他们的手在水里浸泡几分钟，等到手起皱时，即使手还是湿的，抓握物体的力会介于前两者之间。
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“结果显而易见，”Davis说，“皱纹会增加手指和物体间的摩擦力。特别有趣的是，我们的手指对表面摩擦的变化很敏感，以保证我们能用更小的力来牢牢地抓住物体。”
戴维斯让志愿者所抓的物体重量比几个硬币还轻，所需要的握力也很小。但当在潮湿的环境中进行更加艰巨的体力劳动时，摩擦力的差异会带来显著影响。他说：“如果你不需要用力挤压来抓东西，你手上的肌肉就可稍作放松，工作时间也可以更长。”
另有一些研究人员发现，人们指尖起皱时拿潮湿的物体会更省力，这恰好与戴维斯的发现不谋而合。2013年，英国纽卡斯尔大学（Newcastle University）的一个神经科学家团队组织志愿者进行实验，让他们将大小不一的玻璃球和钓鱼用的砝码从一容器移至另一容器内。实验分两组，一组是将物体置于干燥环境中，另一组是将物体放在装满水的容器底部。结果表明，志愿者双手未起皱时，转移湿润物体用时要比转移干燥物体多17%。但当双手起皱时，转移这些物品耗时要比其双手浸湿却未起皱时少12%。有趣的是，无论手指起皱与否，志愿者转移干燥物体的用时并无差别。
一些科学家认为，我们手脚上皱纹扮演的角色可能就像轮胎上或鞋底上的凹槽一般。有了这些褶皱间的“沟壑”，手指和物体接触点之间的水更能排出去。这表明，人类可能在过去某个时候进化出手指脚趾起皱机制，帮助我们握住湿滑物体，增大表面摩擦力。
Tom Smulders是纽卡斯尔大学的进化神经系统学家，领导了2013年的一项研究。他说，“起皱似乎可以增大水下抓地力，我认为，这种现象与两种活动有关：其一是在十分潮湿的环境中活动，其二是在水下转移物体。”例如，当人类祖先在湿滑的岩石上穿行或抓握树枝时，起皱机制能提供一个至关重要的优势。再者，它能让人类祖先寻找贝类等食物时，更加得心应手。
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Smulders说，“其他灵长类动物或许也会在潮湿环境中活动，但唯有人类才会在水下抓握物体。”在灵长类世界中，黑猩猩是我们的近亲，但科学家还没有观察到它们的手指有起皱现象，但以长期在热水中洗澡闻名的日本猕猴的手指在水中浸泡后会起皱。目前，由于科学家对其他灵长类动物缺乏细致的观察，不无法证实这种情况并没有发生。Smulders说：“我们目前还未解开这个谜团。”
更广泛的意义
一些有趣的线索提示了这种起皱现象何时会发生在人类身上。在盐水中，指尖的褶皱程度不那么明显，起皱时间也比在淡水中更长。这可能是因为在盐水中，皮肤和周围环境之间的盐度梯度较低，所以触发神经纤维兴奋程度没那么剧烈。所以，起皱现象可能是生活在淡水环境的人类祖先演化出的一种适应机制，而非沿海地区。但这个问题还没有确切的答案，有些人认为这可能只是一种简单的生理反应。
此外，还有一些令人困惑的问题。例如，女性起皱的时间会比男性长。此外，为什么我们的皮肤能在10-20分钟内恢复到正常状态？为什么指尖褶皱对我们抓握干燥物体没有明显影响？为什么手指不会一直处于褶皱状态？其中一个原因可能是褶皱会引起触觉的变化。我们的指尖充满了神经，皮肤的凹凸变化会改变我们对触摸物体的感觉（尽管一项研究表明，它不会影响我们根据触摸区分物体的能力）。
Davis说：“有些人对这种感觉非常反感，因为用皱巴巴的手指拿东西感觉很奇怪。这可能是因为改变了位置，所以皮肤上受体的平衡被打破了，但也可能有心理方面的因素。探究其中的原因会很有趣。手指起皱并不总是会带来好处。”然而，手指脚趾泡水起皱可以反映出一些关键信息，让我们了解自己的健康状况。例如，患有牛皮廯和白癜风等皮肤病的人需要更长时间才能起皱。囊性纤维化患者的手掌和手指会过度起皱，而携带相关致病基因的人也会出现此类情况。患有II型糖尿病的患者把手放在水中时，有时其手部起皱的程度会明显降低。同样，心力衰竭患者泡水起皱的程度也会下降，这可能是由于他们对心血管系统的控制受到了一些干扰。
尽管泡水时间相同，一只手起皱的程度可能会比另一只手要低。两手不对称的褶皱表明身体一侧的交感神经系统已不能正常运行了，这是帕金森病的早期预兆。虽然我们的手指和脚趾为什么会在水里起皱的问题还没有解决，但对于医生来说，这样皱巴巴的手指脚趾可以向他们提供有用的信息。