初中課本告訴我們暈車與前庭和半規管有關。二者位於內耳，是感受頭部位置變動的位覺感受器，如果過度敏感，其主人可能就要承受暈車、暈船之苦。
但這類極簡的介紹顯然欠缺深度，它能出現於中學課本也並非因為其原理早已被揭示，恰恰相反，暈車的生物學機制一直困擾著科學界。
學界將暈車、暈船以及暈機等症狀統稱為暈動症（motion sickness），所謂的“暈”指的是噁心想吐的感覺。交通工具的搖擺、顛簸、旋轉和加速運動都可能引起暈動症，不過每個人的暈動閾值各有差異，有的人可能乘時速15公里的小轎車都暈，而有的人哪怕坐過山車都沒啥感覺；通常來說，坐船最容易使人產生暈動症，浪大時，船上可能有1/3的人都會拿出塑料袋嘔吐。（別問我是怎麼知道的。）
前庭裡的“座標系”
除了人類，貓、狗，甚至各種鳥類和魚類都可能有暈動症，事實上，只有不具備前庭系統的生物才能保證不暈。
內耳中的前庭系統主管頭部平衡運動，主要由橢圓囊、球囊和3個半圓形的半規管組成——其中前半規管與後半規管間成直角，二者又與水平半規管互成直角，它們內部均飽含流體。如下圖所示：
3個半規管構成了一個“空間直角座標系”
如果系統發生了朝任一方向的旋轉運動，哪怕是非常微小的動作，這個“座標系”內的流體即會發生位置改變，接著前庭系統會將此信息發送至兩個大腦區域：小腦和腦幹。前者主管平衡和運動，後者負責將大腦與其他區域（包括引發噁心和嘔吐的區域）聯繫起來。
此外，前庭系統還會把變化信號傳輸給眼睛，這幫助我們在移動頭部的過程中視野清晰。
關於暈動症的因由，最老派的說法是前庭系統受到的刺激超出了可承受範圍。但如果此說法成立，為什麼暈船的乘客返回陸地後仍會持續一段時間的噁心感？為什麼很多體位誇張的勁爆運動（例如街舞）不會引起暈動？為什麼同一個人在坐車和駕車時感受到的噁心程度相差懸殊？
鑑於此，有人提出了一個不那麼老派的觀點：不同類型的感官信息間的衝突引發了暈動症。
舉個例子，如果你坐車時看手機，那麼手機屏幕會告訴你的大腦你處於靜止狀態，但汽車的顛簸和轉彎卻會告訴你的前庭系統你正在運動。視覺和位覺的衝突使大腦很難產生連貫的平衡感，噁心想吐的衝動由此產生。
然而，這種“感覺衝突”的說法也有問題。再舉個例子，一個初出茅廬的新水手和一個經驗豐富的老江湖一同登上遠行輪船的甲板，他們收到的感覺信號一致，但經驗告訴我們老水手的噁心感會更輕，因為他習慣了這些。換句話，人體可以通過訓練減輕暈動症，但這顯然與感覺衝突理論相矛盾。
暈是因為大腦的期待與實際的運動衝突
第三種說法出現了：眼睛和內耳間的信號衝突不是根源，它們與大腦的期望間的衝突才是。
麻省理工學院的學者查爾斯·歐曼（Charles Oman）是該理論的支持者。他於1990年這樣闡釋自己的觀點：
人體運動時，大腦會從預期的神經活動模式中減去實際的感覺輸入，剩下的就是“感覺運動衝突信號”（sensorymotor conflictsignal）。通常，這個剩餘值很小，也就是說大腦的預期和實際的感覺基本一致。
但假如遭遇意外情況，例如你原本好好地在船上看書，可突然船隻開始因為海浪而猛烈晃動，那麼此時你大腦的運動系統會做出糾正反應（corrective response）
。如果你重新平衡了自己，衝突消失，就不會有什麼問題；但如果衝突信號長時間持續，暈動症就可能因此被觸發。該理論可以非常好地解釋為什麼人們不暈街舞卻暈船，也可以解釋為什麼不暈船的水手卻可能暈車，更可以解釋為什麼坐車的會暈而開車的卻不暈。根源就在於感官期望與實際環境的差距。
當你跳舞或開車，你的大腦預期的就是這些運動，而你的實際感受也是如此，二者基本一致，所以不會產生暈動症；當老水手在漫長的航行途中習慣了船隻的顛簸，他的大腦預期實際上就已經匹配了實際的晃動，但如果把他放到車上，感覺運動衝突信號就會很強烈。
明尼蘇達大學教授托馬斯·斯托弗里根（Thomas Stoffregen）在歐曼觀點的基礎上，提供了另一個思路：無法控制身體姿態是感覺運動衝突信號產生的直接原因。換言之，如果我們在坐船時，能準確施展一套“平衡體位”，暈動症即可被緩解甚至消除。他和同事也確實通過研究發現，乘船者是可以通過一些微妙動作維持身體平衡，進而減弱感覺運動衝突信號的。
此外，他還提出了一種解決暈車的簡單方法：這些動作的核心就是儘可能地增加自身寬度，就好比雜技演員手持長杆走鋼絲，寬度越大，穩定性越強，噁心感也就越小了。
猴子的暈動神經元
歐曼等研究者的理論還是比較有說服力的，但他更關心另一個問題——能夠支持該理論的神經元證據。在很長一段時間內，科學家都無法從腦科學層面解析暈動症。
直到約翰霍普金斯大學教授凱瑟琳·卡倫（Kathleen Cullen）無意間的一個發現。她的團隊曾訓練猴子以特定方式移動進而獲得治療。有時，他們會破壞其運動，例如將重物放在猴子頭頂，使它們的大腦預期與實際頭部運動不符。
出現這種情況時，猴子小腦中某些神經元的活動就會激增——常態下的它們並不活躍；而當猴子適應了這類別扭的運動後，神經元活動也會減弱。
卡倫表示：“這證明小腦能在1毫秒內完成驚人的計算——將基於先前經驗的感覺期望內部模型與實際感覺信息進行比較。”
歐曼給予了卡倫極高的評價：“當我看到她的成果時，我感到震驚。這些神經元是揭示暈動症生物機制的關鍵。”不過他也同時點出了一個重要問題：小腦區域通過神經元傳遞信號至腦幹區域從而引發噁心感，這些負責傳遞的神經元會不會就是卡倫等人觀察到變化的神經元呢？
這個問題留待後續研究解答。
關於暈動症，還有另一個關注度很高的問題：它為什麼存在群體差異？例如女性相比男性，更容易暈船或暈車。
暈動症的性別差異
牛津大學學者米歇爾·特里斯曼（Michel Treisman）曾這樣說道：“暈動症帶給人體極大的傷害，如果它對我們沒有任何生存意義，那麼自然選擇應該早就消除了這個缺陷。”
在他看來，暈動症是人類對毒物的強烈反應的副作用：
人體需要有一個探測有無毒素侵入的預警系統，而毒素往往又會帶給人體以不平衡感（unbalancingeffects），因此，主管平衡的位覺系統很可能會通過覺察不平衡感來判斷人體內是否出現毒素，然後將信息彙報給大腦。不幸的是，不平衡感不只由毒物帶來，任何能使我們失去平衡的事件都可觸發暈動。
從生存意義來看，女性的暈動閾值更低自有其道理：孕婦對毒素的高度敏感有助於保護胎兒，提高其存活率。
斯托夫里根的研究提出了另一個維度的解答：“男人和女人的體重分佈不同。與身高相仿的男性相比，女性的臀部更輕，腳更小。此類差異的結果可能是女性的身體更不穩定，在進入無法匹配大腦預期的運動狀態時更難保持平衡。”
一些研究隊伍希望精確鎖定暈動症相關基因。2015年，位於美國加州的遺傳分析公司23andMe面向約8萬人，開展了全球首個全基因組暈動症研究，最終找到35種相關DNA，包括與眼睛和耳朵的發育以及葡萄糖調節相關的基因。他們發現擁有這些特定基因的女性受暈動症困擾的比例是男性的3倍。
不過目前科學家尚不清楚它們具體是怎樣影響暈動症的。
如何防治暈動症?
暈動閾值低的人群往往有著較低的胰島素水平。研究人員建議，易暈人群不妨（尤其是在坐車坐船之前）多食用蔬菜、水果和全穀類食品，
攝取足夠葡萄糖以維持胰島素水平，從而減輕暈動症。有沒有針對暈動症的藥物呢？目前最有效的藥物是東莨菪鹼，其作用是阻斷傳輸信息的化學物質——它們負責將信息從前庭系統送至大腦的嘔吐中樞（nausea center）。但東莨菪鹼可能導致眼睛乾燥、嗜睡、頭痛，心悸以及尿瀦留等症狀。組胺拮抗藥（又稱抗組胺藥）也是一個選擇，其工作原理與東莨菪鹼類似，但也有副作用。
此外，有證據表明，安慰劑也有助於緩解暈動症。
另一方面，有研究表明生薑可以減輕妊娠和化療帶給人體的噁心感，儘管尚無嚴謹的數據證明暈動症也在生薑的作用範圍內，但它們激活迷走神經（第10對腦神經，支配呼吸系統和消化系統，能控制噁心感）的能力令我們不得不對它抱有期待——因為已有證據表明刺激迷走神經有助於減少暈動症。
歐曼建議人們用傳統做法對抗暈動症：努力讓視覺信息與運動同步，儘可能保持頭部和身體的相對靜止。 例如，像駕車人一樣坐車，雖手無方向盤，但身體與車合二為一，面前的座椅因顛簸而傾斜，你的視線也需要跟著它傾斜。又例如，模仿一些將自己頭部綁定於運輸機座位的士兵，通過某種特殊手段讓自己成為交通工具的一部分。
這類傳統做法是有用的。那些習慣了海水運動的老水手，實際上就是因為長時間的同步訓練（雖然是無意識的），才不受暈船困擾。
值得一提的是，法國汽車製造商雪鐵龍公司最新研發了一種神奇眼鏡，名叫“Seetro”，據說暈車人士戴上它後，有94％的人都不再害怕“車震”。這款眼鏡有4個環：兩個框住眼睛，另外兩個分列頭部兩側，均填充有一半的液體，其流動方式與半規管內的液體相同。
Seetro由雪鐵龍的子公司Boarding Ring研發
領導眼鏡開發的安東尼•珍妮（Antoine Jeannin）表示：“戴上它，就好像將內耳的前庭系統複製入了你的視覺系統，它有助於減少感覺衝突。”
不過荷蘭阿姆斯特丹自由大學的研究者耶爾特•波斯（Jelte Bos）對此的態度有所保留：“眼鏡只能提供3個運動平面中的2個平面的信息。因此我有點懷疑。”
本文作者海倫•湯姆森（Helen Thomson）是《不可思議：穿越世界上最奇怪的大腦的非凡旅程》
（Unthinkable: An extraordinary journey through the world's strangest brains）
一書的作者。
END
資料來源：
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