内态感的细胞基础

内态感的细胞基础是什么？除极少数例外，此问题很少被研究人员考虑。然而我们相信，这个努力是必需的。内态感的出现需要精细的、基于宏观及微观的相互作用。如果希望充分了解内态感和意识，对宏观及微观的相互作用都应该透彻搞清楚［1］。

至于内态感状态的宏观及微观底物，我们认为，关键的细胞应该在内感受系统中发现，具体而言是无髓轴突，它传送体液和内脏信号至脑，至脊髓与脑干的神经核。我们也提示，假突触信号传送有可能在这些无髓轴突之间发生，这种信号可能也具有重要作用［1］。

已经知道，内感受性传导通路在内态感状态中起一定的作用，这些传导系统一般展示很低水平的髓鞘化。例如，从脊髓第Ⅰ层来的脊髓-丘脑-皮层传导通路由细的、无髓鞘及轻度髓鞘化的δ纤维组成。这些纤维包含在Remak神经束(2)内，在那里，单个雪旺细胞包裹数根轴突，它们的传导速度一般为1～8 m/s。与很好髓鞘化的Aα、Aβ纤维呈现清晰的对比，传导外感受性信号的Aα、Aβ纤维的传导速度为14～60 m/s［1］。

迷走神经是内脏信息传送的主要通道，其纤维也是占优势地缺少髓鞘。在哺乳动物包括人类当中，迷走神经主干大约80%的纤维是无髓鞘的，余下的20%多数是髓鞘很弱的。在迷走神经分支，这种无髓纤维占优势的情况甚至更加明显。在许多脑神经中，迷走神经是不寻常的，因为迷走神经有高含量的无髓纤维［1］。

值得注意的是，无髓纤维也介导触觉的情感部分。关联到此功能的这部分C类纤维，是内感受性系统的额外成分。除传入性的内感受性传导通路以外，接受这些信号的中枢部位——最后区、NTS、PBN、PAG等，都是髓鞘不完整的［1］。

被接受的经典观点是，髓鞘化是进化的有利条件，可以加速冲动沿轴突的传播速度。为什么一个参与稳态的关键系统却大部分保持无髓鞘状态呢？髓鞘化戏剧性地改善了轴突传导时的代谢效率，这大部分是由于离子通道的重新分配（在有髓纤维上，这些离子通道集中在郎飞结，而不是均匀分布于整个轴突上），以及神经传导后较小的离子不平衡。然而，从产生和维持髓鞘代谢的代价考虑，只有直径在一定数值以上的神经纤维，髓鞘化才可能是在能量上有利可图的。无髓纤维得以保持存在的一个可能解释是，只有相对粗的纤维才值得为了髓鞘化而付出代谢性的代价；而直径在一定数值以下、比较细一点的纤维，保持无髓鞘就可以了。另一可能性是，传导速度对于某些神经的过程是必需的，但对于另一些神经的传导就不是必需的，机体愿意付出代价仅仅是当有需要的时候。然而这种解释提示，由无髓纤维所介导的活动过程，例如疼痛感觉和基本内稳态，不是时间敏感的，但常识告诉我们的正好相反。第三个可能性是经常被忽略的，认为髓鞘有多方面的效应，易化某些轴突的功能，但干扰了另一些轴突的功能，使得髓鞘对某些神经过程是有利的，而对另一些过程是有害的［1］。

已有的某些证据提示，因为绝缘，髓鞘增加了传导速度，也就是说，减少了轴突和它周围环境之间的离子交换，从而减少了电流流动的损失，所以任何依赖于离子交换的过程将受到髓鞘化的妨碍，而介导内态感的无髓纤维将可以允许自由离子的交换。虽然膜的通透性改变经典地是被看成为神经传导的机制，它导致突触放电，但是越来越多的证据提示，神经元的离子交换也可能还有其他的生理作用。第一，已经知道，细胞外电流流动是一种正交的（横向的或侧向的）神经元通信方式，这个过程被称为假突触传递（相对于突触传递，突触传递是沿垂直方向工作的）。关于不论离体还是活体的假突触传递，均已有所报道。假突触传递可以在哺乳动物嗅神经、迷走神经、外周神经、脊髓以及某些皮层脑区发生。假突触信息传送可能在局部神经元之间的膜电位同步化中起一定作用。支持这种观点的是，由神经元活性所产生的细胞外钾，可以影响邻近神经纤维轴突的兴奋性。当髓鞘损伤时，假突触信息传送可以异位引起。此现象提示，髓鞘化绝缘的一个后果是阻断了假突触功能。髓鞘化抑制假突触传递，一方面是由于它对离子交换构成直接的物理性障碍，另一方面是由于加大了与邻近轴突之间的距离［1］。

神经元离子交换可以与神经传导脱耦合的第二个例证是，膜电位可以戏剧性地变化，但不影响动作电位。事实上与动作电位本身相比，膜电位可能更好地预告来自传入刺激的信息传送，甚至于报告动物的行为。阈下电位也可以介导嗅觉编码的某些方面［1］。

髓鞘阻断了神经元膜的通透性，而内感受性传导通路大部分是缺少髓鞘的。这条通路报告身体的状态和导致内态感的基础。这提示了一种关联，一方面是神经元膜的通透性，另一方面是导致内态感的身体状态的感知。沿着这种思考模式曾经有这样的提示：神经元对于外部环境的广泛易感性是实现知觉能力（sentience）的细胞基础［1］。

由于直接阻断配基跟存在于内感受性纤维膜上受体的结合，髓鞘也可能妨碍内感受（图18-4）。某些无髓纤维，例如迷走神经中的纤维，可以被化学刺激所激活，不仅在外周神经末梢，而且沿着被称为轴浆干的轴突全长。在内感受上起一定作用的几个分子例如ATP、5-羟色胺、乙酰胆碱、辣椒素等，它们的膜受体在纤维干上被发现。化学敏感的轴浆干具有进化上的意义，因为这些纤维的功能在于感知循环血液中的某些因素及内环境，这是内感受性的一个关键机制。如果每根轴突仅在它的末梢具有化学感受性，而不是沿着其轴突全长，那就需要更多的神经纤维，至少神经纤维要多分叉才能满足机体所有各个区的需要。情况有可能是这样的：髓鞘的绝缘将会减少沿轴突全长的化学敏感性，因为它从物理上阻挡了循环中配基接触到膜受体［1］。

图18-4　无髓和有髓纤维轴浆膜上的受体

演示无髓轴突可用于收集局部环境中信息的细胞表面积的增加。（a）因为内感受性纤维的一个重要作用是感受循环中及内环境中的因素，所以轴突干具有广泛的化学敏感表面积，这将明显增加纤维的敏感性。轴突上的灰色小圆点表示对应循环中配基的膜受体。（b）相比之下，髓鞘绝缘阻断了直接循环因素的进入。（图引自［1］）

简单说来，髓鞘化加速了轴突传导，也阻断了神经膜从其周围环境中感受信息，阻挡了离子交换，以及循环中的配基与膜上受体的结合。因此我们提议，如果传导速度是进化压力所主要关心的因素，那就会选择髓鞘化，例如参与运动调控及高度认知的传导通路；但髓鞘化反而是不利的，如果跨膜的物质进入（或是参与神经元电流的离子进入，或是结合配基的受体进入）更加重要，例如参与内感受和内态感的一些传导通路的情况［1］。

知觉能力是细胞水平的原始现象，它如何转变成为系统水平的内态感？通常接受的一个模式是，通过时间同步化，作为认知基础的单神经元水平的突触放电被放大，成为系统水平的现象。可以想象把同样的过程应用于内态感。许多个别神经元都参与进去，细胞水平变化将在时间上同步化，例如通过假突触通信，最后贡献给内态感体验。按照这个模型，内脏功能或内环境组成的少量变化（例如局部氧、CO2、葡萄糖浓度）将会触发少量局部内感受性纤维膜上的离子交换，而较强一点的偏离将会影响比例上更多的纤维。由这些被激活纤维所传送的信息汇聚到脊髓、脑干的内感受性调控中枢。同一部位同时放电的传入纤维数目是一种刺激强度的度量，当它在身体神经作图的背景下被解释的时候，可以组成为细致的编码，如有需要，可确定作出什么样的纠正作用。例如，轻微变化将募集少数轴突，引起最小的纠正，或者不需要什么纠正；中等程度的刺激将影响相当数目的纤维，触发自主性的纠正方法；大的扰动将募集大量轴突，不仅引起自主的纠正过程，也通过内态感变成有意识的觉察，这样就保留了随意行为的适应空间［1］。