中医学多学科研究

三、中医学多学科研究

(一)中医学理论与自然科学

1.“天人相应观”与天文学

“天人合一”是中医理论的一大特色。运用天文学的知识和技术,研究四季与生长发育、脏腑功能、经气运行和舌象脉象的关系,研究四季六淫与疾病发生的关系,昼夜变化和疾病发生、发展的关系,四季昼夜和用药的关系是多学科研究的主要成果。

比如,通过研究太阳黑子的周期,证实了太阳异常辐射通过对地磁的干扰作用,影响人类健康。它改变了血液系统和淋巴细胞以及细胞原生质不稳定胶体系统的电学特性,引起胶体聚集和促进血栓形成,从而促进冠心病心绞痛、脑血管栓塞、动脉粥样硬化性心肌梗死,甚至猝死,也可以影响机体的一些防御系统,如减少白细胞数量,降低机体免疫功能,从而易受传染病的感染。

通过研究日全食,发现其对人体也会产生影响。例如,通过观察55例心血管病患者的临床变化,发现日全食时患者的症状加重,其中,阳虚证患者的畏寒症状加重最明显;脉象仪检测,发现脉多沉缓;收缩压和舒张压升高;心电图V5导联表现异常,表明心血管疾病加重。还有研究表明,日食发生时,下丘脑、垂体和肾上腺皮质功能减退,结果符合中医所说的“所谓阳气者,若天与日”的理论。

2.“天人相应观”与气象学

中医的“天人合一论”也包括气象学和医学的关系,尤其是与中医的“运气” 学说关系密切,通过总结天体的活动规律,推导出气候变化的规律,进而阐述气候的正常与否对人类身体健康和疾病的影响。

将现代长期天气预报与中医“运气”理论的推理进行比较,如将蚌埠市1952年至1970年的天气预报资料和“运气理论”进行比较,发现74%的气象资料与“运气理论”推算的结果是一致的;再以杭州市为例,根据中医学“五运六气”理论,推算1976丙辰年应该是“极寒”之年,结果当年冬季,杭州天气酷寒,最低温度低至-10.5℃,西湖结冰之厚几十年罕见。此现象也出现在60年甲子周期的1916年,当年,杭州有一段时间也曾出现-10.5℃的寒流。所以说,“运气理论”成功地运用了控制论的黑箱原理,它并没有牵涉气象变化中的客观因果关系,而是成功地对气象变化的结果进行了全面和正确的描述。运气理论因其独到的特点,已经成为一种天文-气象-医学理论。

研究气象学与脏腑经络生理功能的关系、气象学和中西医病理学的关系、气象学与中西医诊断预测的关系、气象学与预防和治疗的关系以及气象学变化与人体本质的关系。总之,中西医结合中的气象学内容非常丰富,是“天人合一”理论的重要组成部分。

3.中医生物节律学说与时间生物学

时间生物学是研究生物现象的时间特征,从而客观化地描述生物的时间结构的科学。中西医结合领域的时间生物学研究已经形成了时间生理学、时间病理学、时间药理学和时间治疗学等多个分支。昼夜节律是人体最常被研究的内容之一。

时间生物学的研究已经证明了中医学“子午流注”的生物节律的科学性。在生理学方面,如心功能的心率,早晨睡醒后最快,然后慢慢下降,降幅从上午11点到下午1点中断,并突然增加,此时刚好是心经时辰,这就是子午线时间。以此类推,肺功能则在寅时最强,所以,支气管对组织胺的反应在凌晨4点最强;肝功能则在丑时最强,脾功能则在巳时最强,肾功能则在酉时最强等。在病理情况下,如精神病患者的周期是12小时,狂躁和抑郁的表现在12小时内交替发生。在中药效果和质量方面,发现与采收和炮制的时间密切相关,如附子的冷浸膏在5月至9月可抑制心脏传导,在11月到第二年2月,不仅没有抑制作用,相反有强心剂作用。

时间生物学的研究主要集中在分子水平上的昼夜节律研究、核酸的昼夜节律研究、酶激活的昼夜节律研究、细胞和器官水平的昼夜节律研究。近30年来,将时间生物学渗透到中西医结合领域,形成了时间医药学。人体的生物节律与内分泌系统、核糖核酸、受体、神经和激素等诱导的周期性改变具有密切关系。人的生活规律必须适应生物节律才有益于健康,反之则容易引起疾病。

综上所述,天文学、气象学和时间生物学证实了“天人合一”观念的深刻哲学和科学意义。“天人合一”体现了人体生理学和病理学与天文学和气象学等学科的同步变化规律,蕴含着丰富的时间生物学知识,对中西医结合防治疾病也将起到重要的借鉴作用。

(二)心理学和神经生理学与“心身统一”观

1.心理因素对疾病的影响

目前已知,精神心理因素相关疾病的发病率约占70%以上,严重威胁人类身心健康。如心脑血管系统、消化系统、内分泌系统、呼吸系统、生殖泌尿系统、皮肤系统、肌肉骨骼系统以及恶性肿瘤等疾病的发生都与精神心理因素和人的性格密切相关,主要原因是内源性代谢紊乱引起的精神活动异常。大量的动物实验和社会调查也证明了这一观点。

需要注意的是,心理因素直接影响机体免疫功能。例如,长期的应激状态会使机体免疫机能降低,从而容易发生疾病。因此,近年来,各种各样的放松疗法被开发出来,用于治疗由心理因素引起的疾病,如生物反馈、放松反应、心理疗法、行为疗法、气功疗法和音乐治疗等,动物研究也证明了这些放松治疗是有根据的。

2.精神心理因素和神经介质调节

研究已经证实,神经递质和中枢神经活动之间有着密切的关系。人类的精神因素包括过度的情绪变化。长期的紧张和焦虑,可以引起神经递质特别是儿茶酚胺的变化,这可以引起全身代谢的变化,甚至在严重的情况下导致疾病。这也证实了中医“七情内伤”的观点。动物实验也证明了这一点。对大鼠突然进行多次电击,可增加酪氨酸羟化酶的活性,从而增加脑内去甲肾上腺素的合成,降低去甲肾上腺素的分解。有人提出,突然和不习惯的生物过程可以诱导酪氨酸羟化酶的产生。可见,心理因素的过度剧烈变化、不良情绪反应以及长期的紧张和焦虑会破坏神经递质的相对平衡,进而引起各种疾病的发生。

3.精神心理因素与cAMP调节

研究证实,精神因素和cAMP水平有密切关系。例如,当人体处于应激状态时,cAMP水平升高,活化酪氨酸羟化酶,从而增加了儿茶酚胺的生物合成,如果人体长期处于应激状态,儿茶酚胺长期处于高水平,就会引起一系列全身性病变。这详细解释了精神因素导致疾病的方式。如精神分裂症患者,可发现cAMP代谢紊乱。精神分裂症的病因还不清楚,但和中枢神经系统多巴胺代谢紊乱关系密切。多巴胺能增加cAMP水平。此外,目前所有用于治疗精神分裂症的药物也降低了中枢神经细胞内的cAMP含量。例如,各种吩噻嗪类药物均明显抑制腺苷酸环化酶活性,从而降低cAMP的水平。以上两个例子说明心理因素和cAMP之间的关系密切,也就是说,心理因素可以通过影响中枢神经系统的快速调节来影响机体的全身代谢。

4.精神心理因素与核酸及蛋白质合成

已有研究证实,人类的学习和记忆与RNA的合成增加相关,还能改变碱基对比例。此外,视觉和嗅觉也影响RNA的合成。例如,光可以抑制大鼠视觉皮层的RNA合成。具有特异性气味的化合物可以减缓龟脑海马神经元核内RNA的合成。研究还发现,中枢神经系统的许多疾病具有遗传性,由DNA基因突变引起。例如,莱施奈恩综合征是由于X染色体上缺少一种酶基因,它只引起有智能障碍和无自控力的男性发病。

5.精神心理活动和神经内分泌

神经内分泌在人类心理活动中起着重要作用,神经肽是研究最多的一种,直接参与一系列行为,包括学习、睡眠、饮食、性和攻击性。目前已发现二十多种神经肽,如内啡肽、脑啡肽和P物质等。它们在信号传导、物质代谢和能量代谢的调节中起着重要作用。

以上多学科领域的大量研究成果证明了中医心身统一的概念,体现了心身统一概念的深邃的、固有的合理性。从现代科学的角度研究心身疾病,不仅可以使中西医结合的理论和疾病防治的根本性变化有一个飞跃,而且可以实现自我调整的巨大能力,使人类更加健康地发展自己,提高工作效率,增强体质,延年益寿。

(三)数学和中医学

数学具有非常抽象的特点,可以广泛应用于科学技术的许多领域。它在一定程度上使科学技术趋于精准,在另一定程度上使科学技术具有随机性与模糊性。中医学具有很大的随机性与模糊性,但缺乏准确的定量概念。数学在中医药现代化研究中发挥着越来越重要的作用。

1.中医学和统计学

中医药科学研究方案、预防治疗计划的制定、科研成果的正确鉴定,必须有计划地收集数据,进行正确的统计分析。例如,通过病史分析,研究中医药的疗效;通过对疾病登记资料的分析,了解常见病、多发病及危重疾病的发生和发展规律;通过多年来的数据对比,我们可以发现在防治工作中取得的成绩和存在的差距,以及今后努力的方向,如何制定更有效的防治措施和研究方案等。因此,中医学与统计学相结合,使中医学更具科学性。

2.中医学和模糊数学

1965年,美国控制论学者Zadeh(查德)首次提出了模糊学说,模糊数学由此诞生。当前全部科学的研究需要数学提供科学的手段,模糊数学就是其中一项有效的方法。近年来,中医学和模糊数学渗透交叉,研究了许多中医药学科研成果。在中医学中,有非常多的模糊概念和模糊事件,譬如中医四诊所取得的病人资料,几乎全部是模糊性的。而模糊概念和模糊事件只有用模糊数学才能获得数量规律,继而用准确的数学方法进行处理。因此,模糊数学是一门新的科学,虽然在我国不到40年的历史,但对中医药学事业的发展却发挥了巨大的促进作用。如马斌荣等利用模糊数学,建立了关幼波治疗肝病的专家系统;张衍芳等用模糊数学编写的《中药缺损方法》,填补了中医药换药方法的空白;江一平著述的《四虚辨证的模糊数学方法》等;还有许多其他科研成果,如急腹症的诊断和胃脘病的模糊数学辨证,缺血型脑中风的预测、癌细胞的识别、中医辨证施治、眼科疾病的鉴别诊断、阑尾炎的鉴别诊断以及冠心病的防治等。

虽然,目前模糊数学还是用精确数学方法进行模糊化,但还是为中医学理论研究提供了一个最好的方法。尤其是从模糊逻辑、模糊控制和模糊语言学角度研究中医药学理论,更容易领会到中医学理论的科学性和合理性。

3.中医学与数学理论

为了揭示疾病之间关系的本质,中医学利用现代数学中“关系”的基本概念,研究症状和属性、症状与症状以及属性与属性之间的联系,建立以“关系”为图像的数学模型。这样,活体可以看作是由一个或多个集合组成的一个整体。肌肉皮肤、体表毛发、器官和组织都是其中的元素。每个元素属性的数量和质量本质上是集合之间的关系,通过如此数学模型进行各种复杂的推理,从而揭示集合之间的联系或集合中每个元素的性质。

脉象是脉搏波在桡动脉中的部位、速度、幅度、周期和波形的综合反应,代表了动脉跳动的深浅、快慢、强弱、节律和形态。通过观察动脉血管中脉搏的传播规律,有益于揭示脉象的本质。脉象的研究手段是一种典型的数学方法,此方法首先归纳一个简化分析模型,能基本反映脉象的特征,然后利用力学的基本定律,建立一个数学方程,并求解此方程,最后去验证其准确性。常用的数学方法包括非线性模型、弹性空腔模型和传输线模型等。另外,脉搏状态也可以表示为多维线性空间,可以看作是由非空感觉子集组成的子空间,例如,数、迟、缓表示为一维小空间频率,紧脉表示二维子空间(弦和躁动不安),濡脉作为四维空间(浮、细、软和无力)等。

此外,数学方法也广泛应用于中医临床表现的客观化研究和针灸、经络的定量研究等方面。

(四)中医学与系统科学

系统科学方法是20世纪形成的一门科学技术。其核心是以研究对象为系统的理论和方法,包括系统论、信息论和控制论,它们分别以一般系统、通信系统和控制系统为研究对象。系统论的出现解释了客观物质世界的运动规律与本质联系,改变了科学思维方式,极大地影响了现代科学技术的发展。

中医作为中国传统文化的重要组成部分,蕴含着丰富而简单的控制思想、系统思维和信息内容。它采用整体综合的方法,注重客观世界各种物质运动形式的规律。认为系统的完整性、信息的交换与传递以及各部分之间的内在联系是系统控制的基本条件。因此,系统科学与中医学之间存在着类似的关系。“黑箱”理论和中医藏象理论是一致的。信息法在辨证论治中得到充分体现。藏象学说、阴阳学说和经络学说是系统思维的基础。用系统科学的方法研究中医是可行的,也是必要的。当然,研究过程自身就是一个系统工程。在这里,不可能详细阐述,下面仅从多学科研究中医学这一角度,通过几个具体方面加以说明。

1.脏腑阴阳的“双态性”

根据系统科学的方法,人体是一个非常复杂的巨系统,它由不同层次和结构的大小系统组成。人体功能的研究,不仅要考虑整体系统功能状态,而且要从动态的角度研究各个系统之间的关系,以及它们与整个系统的关系。因此,在研究中医阴阳五行时,应将脏腑视为抽象的代数表达式。这是因为每一个脏腑不仅是器官生理功能的“集元”,是实质性器官的代表,而且体现了脏腑与体表功能如神、色、态、舌、声、脉等的有机联系。根据系统论原理,阴阳“双态性”构成人体生理功能的主轴,疾病的病理改变实际上就是这种“双态性”的增值和减值,治疗必须根据人体正常生理值与实际病理值的比较,并根据趋势或“变化率”来进行。“变化量” 的偏差值随时间而变化,所以要根据随时间的累积偏差来确定诊断和治疗方法。

2.中医学与耗散结构

耗散结构理论的一个经典例子是,当一杯水在底部被加热时,玻璃杯中的水受热膨胀,水的比重变得更小更轻,并向上漂浮。当上面的水冷却后,它变得更重而下降,而下落的水被加热后又上升再下降,因此在杯子里的水由于热量不断输入,在一定条件下会形成上下对流运动。这种结构就称“耗散结构”,因为它的运动不断地耗散能量。中医学中则有“肾水蒸腾、心火下降”之说,这两者研究的对象是何等的相似,都研究对流现象,前者研究杯中水的对流循环,后者研究人体中体液的对流循环。同时对各自研究的实体应用了不同的度量语言,前者用热力学使用的正熵和负熵。系统吸收能量为正熵,散发能量为负熵;后者用“阴”来表示吸收了能量,用“阳”来表示能量的散发,虽然名称不同,但意义相同。

耗散结构理论的缺点之一是没有说清楚相互关联的系统是如何形成耗散结构的,因此在此基础上又提出了协同理论。协同理论认为,系统中有很多子系统,它们之间相互影响,将形成周期最长和运动最慢的一个基本系统来控制整个系统的活动。这个大系统只能用几个简单的量来描述,系统中许多小系统的运动可以忽略。描述基本运动的量称为“序参量”。巧合的是,中医以心肾相交、水火相济为基础,提出了一套基本的人体运动系统,即肝主升、肺主降的升降浮沉协同系统。中医进一步提出,人体一昼夜运行50周。现代观察发现,人体钙库昼夜运转40~50次,肾脏昼夜过滤全身血液50~60次,充分说明了中国古代人对体液运行规律观察的准确性。中医学认为人体一昼夜有13500息的振动运动,按此算下来应为每分钟9次,现代研究得出微循环振荡每分钟次数为6~7次,两者是何等的相近。因为这是人体体液的基本运行问题,微循环振荡是推动体液运行的基本动力,从这里出发可进行经络系统的实质研究。

要保持人体运动的相对稳定性,就要求心、肝、肺、脾和肾等五脏的参数保持动态稳定,如何保持这种稳定呢?现代系统科学建立了超循环理论,同时还要构成一个稳定的超循环系统。系统内的子系统必须保持在5个以上。以中医学提出的五行学说和五行相生相克理论就是一种动态稳定性系统,能保持心、肝、肺、脾和肾系统参数的稳定,这是五行升降沉浮运动的基本要求。中医理论并没有就此止步,进一步提出了“奇恒之腑”,它包括“骨、脉、脑、髓、胆、女子胞”,这是更高层次的控制系统,其周期更长。现代医学研究也表明,通过“下丘脑控制垂体”这一轴线来控制人体的生长发育周期。

(田欢)