皮卡丘,是几代人难忘的童年记忆。这只黄黄的小萌宠,不仅凭借着强大的战斗力,成为了宝可梦里的巅峰存在,同时也靠着标志性的“皮卡,皮卡”,收获了极高的人气。就连现实中的老鼠也扮起了皮卡丘。作为电鼠类宝可梦的一员,皮卡丘拥有着强大的战斗技能——十万伏特。但遗憾的是,现实世界中的老鼠,显然不具备这种能力。给现实中的老鼠通上电,能让它们变成发电的皮卡丘吗?问题的答案,还得从皮卡丘放电的原理说起。
抛开魔幻的设定,我们假设皮卡丘是一只普通的生物。自然界中,将电作为攻击手段的生物也的确存在,电鳗就是其中的代表。它们可以输出高达800伏的电压,有时还能电死鳄鱼。而使其拥有发电能力的,正是它们独有的发电细胞。数十年以来,生物学家对发电细胞的发电机制已经有了深入的了解。这些形状类似于长方体的发电细胞,就像干电池一样规则排列在电鳗体内,并通过离子的跨膜运输在细胞内外形成电势差。
其本质,与人类神经信号与肌肉细胞中的电传导相同。因此,发电细胞也被认为是一种特殊的肌肉细胞。
虽然任天堂官方并没有给出皮卡丘身体构造的细节,但在宝可梦解剖图鉴Pokenatomy,以及喜爱皮卡丘的生物学家所发表(恶搞)的皮卡丘研究论文中,皮卡丘的发电能力都被归功于发电细胞。在解剖图中,皮卡丘体内存在三个巨大的发电器官,分别位于耳朵、脸颊与胸腔,共占据其体重的三分之一。
这些发电器官的主要构成,正是发电细胞。同时,我们也可以看到皮卡丘胸腔的肺与心脏等主要器官都被压缩到一起,主要是因为巨大的发电器官挤压了其他器官的空间。另外,皮卡丘的重要器官的表面,理应还有一层强大的绝缘层。这一点在电鳗等发电动物中广泛存在。因为只有在其他器官都绝缘的情况下,发电器官所产生的电击才会向电阻更低的外界环境中释放。
我们分析了皮卡丘特殊的发电能力与高度绝缘的器官后,关于“老鼠通电会不会变成皮卡丘”的结论也呼之欲出了。自然界中,由于并不存在可以储存如此大电量以及具有如此强绝缘能力的生物,因此无论给任何生物充电,都无法使得它们变成皮卡丘。虽然皮卡丘的绝技——十万伏特,能在自然界中找到一点生物学上的支持,但从解剖学来说,它并不符合发电细胞的生物学属性。
虽然给老鼠通电不会得到皮卡丘,甚至会电死老鼠,但给老鼠通非常小量的电,却是神经科学研究中不可或缺的研究手段。正如前面提到的,生物体的神经信号是通过生物电来进行传导的。这种电传导的紊乱,会导致多种神经系统的疾病。所以,使用外源性的电刺激装置,可以调节大脑中电信号的传输,达到治疗帕金森病与癫痫等疾病的效果。
同时,电刺激也被发现对多种神经的生长有刺激作用,同时对肌肉功能的失调有显著的改善效果,这也成为了科学家们往老鼠不同部位通电来测量其治疗效果的重要原因。
尽管我们无法在真实世界拥有自己的皮卡丘,但无可否认的是,仍有无数老鼠正代替人类接受着“电击治疗”。它们与电的故事,将为无数神经系统疾病的患者带去康复的希望。或许,这正是电气鼠的另一种浪漫~