為什麼喝醉的人眼睛會往下瞟？其實這是個物理問題

05-20

以下文章來自答主運營的微信公眾號「把科學帶回家」的原創文章。

作者七君

不知道你有沒有觀察過那些喝醉了酒的人。喝醉的人除了走路歪歪斜斜以外，還有一個重要的特徵。

如果你有機會抓住一個喝醉的人，可以用他來做這樣一個實驗：

這在醫學上被稱為酒精體位性眼球震顫（positional alcohol nystagmus ）。

眼球震顫示意

這是怎麼回事？是說明喝醉的人的眼神比較喜歡往下流動嗎？

實際上，這都是酒精的密度比水低導致的。

這個結論怎麼來的呢，要從暈車的原因說起。

我們中的大多數人都對喝醉後暈乎乎的感覺深有體會，不少人還會直覺地認為，這是大腦酒精中毒的表現。但實際上喝酒以後暈乎乎的感覺其實和暈車的原理是一樣的，都是你的耳朵產生的，而喝醉的人的眼神特別奇怪，也是耳朵造成的，只不過一個靠開車，一個靠酒精。

人耳朵里感受運動和保持平衡的前庭系統

暈車暈船是因為，我們的耳朵里的前庭系統感受到的身體運動和眼睛看到的畫面不匹配。一些前庭系統完全失靈的小聾人和小聾貓一類的動物就不會有暈車暈船的問題，因為他們的耳朵無法感受身體運動，因此看到的東西沒有和耳朵感受到的位移發生矛盾。

前庭系統不僅可以感知身體的運動幫助我們保持平衡，還可以自動調整眼睛的運動，所以當我們點頭或者搖頭的時候，眼睛還可以一直盯著前方。

喝了酒以後，前庭系統受到了影響，人就很難找到平衡，走路就不會那麼穩。最關鍵的是，眼神也會開始不對，發生我們文章開頭說到的那些情況。

那麼，喝酒後前庭系統到底發生了什麼事呢？

這裡就不得不提一個叫做根·莫尼（Ken Money）的宇航員。因為他的姓比較特別，我們還是喊他錢老師好了。今年83歲的錢老師雖然一輩子沒上過太空，但是他還是參加了不少宇航員的訓練，而且還做了不少和暈動病（暈車暈船）有關的研究。

錢老師對科學最大的貢獻，就是發現了喝酒後感覺天旋地轉，眼珠亂轉的真正原因。

你可能聽說過重水，或者叫氘代水。氘是氫元素的同位素，比氫多一個中子，因此重水比普通水的密度要大很多。重水常被用於研究人體代謝。

錢老師注意到，一些因為研究需要喝了一些重水的小嬰兒會出現一種奇怪的現象，那就是他們的眼睛就和喝醉酒的人一樣亂瞟，而且亂瞟的方向剛剛好和醉漢相反。比如靠身體右側躺著的小嬰兒的眼睛會往左邊瞟。

不僅人會這樣，喝了重水的貓咪的眼神方向也是和重力相反的。

這不禁讓錢老師陷入了沉思。酒精的密度比水小，而重水的密度比水大，喝了酒的人和喝了重水的人的情況又剛剛好相反，這會不會和它們的密度有關係呢？

為了驗證這點，錢老師讓一些貓咪喝了酒精和重水的混合物，然後看看它們的眼睛怎麼瞟。這些貓咪果然沒有出現喝了酒以後的眼神往地心走的情況，也沒有出現喝了重水以後眼神反重力的情況。

那麼，密度又是怎麼影響前庭系統的呢？

前庭系統里，感受身體向哪個方向運動（直線加速度）的是耳石器官（Otolith organs），感受上下左右前後旋轉（角速度）的部位是半規管（semicircular canal）。

頂帽就是右下角這個黃色的東西，它泡在淋巴液里

半規管里有一個叫做頂帽（cupula）的QQ糖狀結構。這個迷你Q彈的頂帽是泡在淋巴液里的。

在你不動聲色暗中觀察的情況下，它的密度和它附近的淋巴液一樣大，所以它既不上浮也不下沉。當你開始跟著節奏左手右手一個慢動作，淋巴液就會隨著你的節拍運動，推動頂帽晃動，撞到四壁。我們就是靠頂帽的晃動來判斷自己的旋轉的。

比如頂帽撞到頂的話，說明你的頭在向下轉；撞到底的話，說明你在向上轉。眼睛就會自動配合著向下或者向上看。

頂帽底部的壺腹靠近血管，如果我們喝了酒，頂帽就會吸收血液中的酒精，變得比之前更輕。（當然淋巴液也會吸收血液中的酒精，只是速度沒有頂帽快。）

這麼一來，頂帽就會在淋巴液中浮起來，使我們產生身體移動，特別是向下墜的錯覺。重水的作用則剛剛相反。

所以呢，有許多人喝醉了以後想吐，其實一部分原因是他們容易暈車暈船啦。但是用重水解酒的方法你就不用想了，重水的價格大約是1千克1500美元，喝多了也會中毒。

_(:з」∠)_

不僅是酒精和重水，強磁場也有類似的作用，也會讓人犯暈、眼神變得奇怪。比如，大多數接受核磁共振成像的病人就會感到很暈，眼睛開始斜視。

這是因為淋巴液也是一種鹽水，也就是說是一種導體，在強磁場的作用下，洛倫茲力會讓它們像磁鐵一樣被吸到一邊，這樣裡面的頂帽也會被推動，使人產生運動的錯覺。

所以你知道為什麼被電擊的人會翻白眼了吧，這其實是因為他們感覺自己加速上天了啊！

圖片來源：giphy

參考資料：

Money, K. E., & Myles, W. S. (1974). Heavy water nystagmus and effects of alcohol. Nature, 247(5440), 404-405.

Ward, B., & Zee, D. (2016). Dizziness and Vertigo during MRI. New England Journal of Medicine, 375(21), e44.

https://www.hopkinsmedicine.org/news/media/releases/johns_hopkins_researchers_pinpoint_the_cause_of_mri_vertigo

http://www.asc-csa.gc.ca/eng/astronauts/canadian/former/bio-ken-money.asp

http://www.newsweek.com/meet-astronaut-who-discovered-why-you-throw-after-drinking-too-much-442880