动力性疾病_宇宙时间奥秘
诺布勒的研究除告诉我们关于生物时间的一些情况外，还给心脏病的研究带来了好处。即使正常人，心跳率也有显著的起伏；当心脏钟里有多个彼此竞争的引导中心时，不正常的心搏常会出现，这情况有时就模糊地被说是“混沌性”。现在既然有了一个非线性动力心搏模型，我们就可以考查这种不规则性是来自决定性混沌，还是来自较传统的原因——随机噪音。要把两者从记录在心电图上的实验数据中分开，殊非易事。因此目前对于如何理解此类数据，意见不一。有些作者说混沌将会揭露心脏病暴发的隐秘，但这看法不一定恰当。例如，心室纤维性颤动是一种导致暴死的心搏失调，虽然临诊医师常说它不规则（意即“难以描述”），可是仍然看不出术语意义中的混沌（见图 25A）。
蒙特利尔麦吉耳大学的格拉斯（Leon Glass）、圭瓦拉（Michael Guevara）和希瑞尔（ Alvin Shrier）对鸡胎心脏细胞进行的研究，可能是脏腑层次上生理混沌的资料最齐全的证据。心房细胞一些群体自发
地、有规则地跳动着，给它们来个电震，下次的搏动便会提前或者推后。如果电震是周期性的，鸡心细胞便受两个频率的推动——细胞的内禀频率和外力的频率。这是能导致决定性混沌的经典情况。上章注意到，BZ反应中，改变化学配料增加的份量——相当于此处的电震，也同样导致外表上随机的行为。在酵解实验中，介质中糖的流动如有周期性变化，同样的现象也已观察到。类似地，取决于电震的频率，鸡心细胞在两次搏动之间的激发，也许是数目一定的，也许是混沌式的。
两种情况之下的节奏变化。（A）心脏病暴发；（B）轻癫痫发作。[录自美国《科学》第 243 卷，604 页（1989）。]
批评者也许会说，鸡细胞的实验研究人为性很大；即使这里出现的是决定性混沌，它也不一定会自然地出现。波士顿的贝丝·以色列医院的哥尔德贝尔格（Ary Goldberger）却认为会。哥尔德贝尔格在心电活动分析的基础上甚至宣称，健康人的心脏比病人的更为混沌。这表面奇怪的结论似乎违背常识，我们总以为许多身心机能的失调是由于健康机体节奏的瓦解。哥尔德贝尔格反而认为，混沌属于健康身体，而疾病跟此灵活性的丧失有关。对此观点，颇有争论。
温弗利采取了另一种立场。1987 年，他猜想心脏肌肉如果在适当时刻受到适当大小的刺激，便会有出现旋转波式的心搏失调的危险。此后在心脏中诱发这种很快导致纤维性颤动的旋波的实验，支持了他这猜想。实验发现，如果电震施于心脏循环中某些特殊相位，顺、逆时针方向的旋转波都可以观测到。据温弗利说：“生物医学受物理理论引导的例子，少得可怜；这个实例真太令人满意了。”他对我们目前的理解，仍抱乐观态度。温弗利在他的书《时间破碎时》结论部分写道：“我首次遇到纤维性颤动这词是七年前，现在我还是不知道它的含义 它仍是谜。应该有人解这个谜了。”
心脏病暴发时规则性心搏的破坏，是格拉斯和麦齐
（MichaelMackey）所谓“动力性疾病”的一个例子。动力性疾病是由于身体正常节奏的移动而产生的。这定义巧妙地避免了混沌是好东西还是坏东西的争论；只说病是因为节奏变了。这种动力性疾病，医生们都很熟悉，实例包括癫痫发作和各种呼吸失调，例如“澈恩-司托克斯呼吸”（Cheyne-Stokesbreathing）——呼吸周期性地变快变慢，往往伴随心脏充血衰竭。不同的疾病像心脏病发作和癫痫，现在可以作为动力性疾病的例子进行比较。这从简称为 EEG 的脑电图（图 25B）可以明显看出，脑电图显示的是活人脑中的电波，这些电波的来源是十万分之一伏特的电干扰。
脑电图是由放置在头皮上的电极记录得到；这是每个医院的常规工
作。电极和状如蕈伞的大脑外皮调准。和心搏不同，一个正常健康人的脑电图是不规则的，并且是比较宁静的。当癫痫发作时，此活动起剧烈变化，此时病人会昏迷过去不省人事。中古时期，癫痫发作被认为是恶鬼附身，或者就是魔鬼本人。可是并不表现为脑神经失常。因为这时的脑电图中的电活动，虽然幅度比较剧烈，节奏反而更有规则些。
巴布罗炎兹（Agnessa Babloyantz）与其布鲁塞尔自由大学的合作者，对癫痫发作时记录的脑电图，作了详细的分析。脑电图究竟能提供多少信息，不太清楚，因为用以记录的电极测量的是大脑颇大区域的平均电活动。尽管如此，这群科学家运用了耗散非线性动力学分析的标准技术，宣称在正常人和癫痫病人的脑中都找到了奇异吸引子——混沌的标志。这数学抽象的分维数大致表达混沌的程度：分维数越大，随机性也就越大。从脑电图的数据，他们计算得到的分维数是有变化的。对于一个活跃的正常头脑，他们未能把分维数算出来，他们只知道这时的分维数比熟睡时要高得多，而熟睡时的分维数少许高过 4。但癫痫发作时，脑活动变为更有秩序，分维数几乎下降到 2。
耗散式动力系统理论对体内节奏所提供的新认识，很可能加强目前医术的效果。一个引人入胜的课题是慢性骨髓白血病患者的生存率，这生存率五十年来没有改进。有人认为，这是因为医生们没有充分注意到白血球数本身也是有涨落的。格拉斯和麦齐相信，进一步了解控制这些节奏的系统，将会导致更有效的医疗。
对于病人经受刺激以后有时出现的各种意外，动力学见解或许也会有帮助。这里所谓刺激可以是施诸心脏的电震失控，也可以是来自机械式血液净化器。最平常的情况是阿司匹林的经常服用或某种针药的经常注射时，进入人体的某种药剂。在此情况下，在身体自然节奏和治疗外加节奏之间，很不容易建立起稳定的关系。这告诉我们，应该寻找新途径来改善现有药品的服用，对此，有些药材公司已经开始考虑。在不久的将来，对生理节奏的理解会大大改进，医生们将能利用这一成果。有人甚至说，找出正确的服药时间，可以抑制规律性癫痫的发作，把刺激时间调好，可以抑制发抖等等。
科学家们现在正在从非线性动力学中取得诸如此类的认识。谁想到过，从抽象理论的研究中，出现了医学上重要的进步？手里控制科研经费的政府官员、官僚、政客，他们大多数肯定没有这样想过。
奇点天文dprenvip.com
本文由奇点天文作者上传并发布，奇点天文仅提供文章投稿展示，文章仅代表作者个人观点，不代表奇点天文立场。
