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你心底的傷,牙仙子從沒有忘

時(shí)間:2022-04-22 17:56:40    來源:科普中國(guó)網(wǎng)    

傷痛或可撫平,記憶或可消散,但我們所遭遇的傷害,身體永不會(huì)忘記。

撰文 | 嗶普星人

琺瑯,經(jīng)西域而來,聽起來神秘而又浪漫,如“西域”一般神秘,像“法郎”一樣浪漫。當(dāng)然,你也可以稱呼它為“搪瓷”,多了幾分務(wù)實(shí)質(zhì)樸,少了所有浪漫神秘。

籠統(tǒng)來講,琺瑯就是由多種礦物質(zhì)組成的涂料,借能工巧匠之手或?qū)I(yè)設(shè)備之力密著于器物之上,賦予后者或?qū)嵱没蜢n麗的特點(diǎn)。當(dāng)它叫搪瓷制品的時(shí)候,材料工程師會(huì)措辭嚴(yán)謹(jǐn)?shù)孛枋鏊湍?、硬度高、耐熱、耐腐蝕、絕緣、有光澤……若它以精美琺瑯器的面貌示人,觀者將領(lǐng)略到明清琺瑯工藝的輝煌。

清 乾隆 掐絲琺瑯鳧尊,器形仿自青銅鳧尊[1]

當(dāng)你面對(duì)博物館典藏的一眾琺瑯珍品,耳邊盤旋著講解員一絲不茍的解說詞,除了深感語言之于視覺震撼的無力,想必還可以學(xué)到幾個(gè)專業(yè)表達(dá)——

胎體:被琺瑯附著的器具,按材質(zhì)可分為金胎、銅胎、瓷胎、紫砂胎等等。

制釉:通過各種操作制備出你要用的釉料,這里的釉=琺瑯=搪瓷。

上釉:通過各種方式把釉料填涂至胎體。

焙燒:以超過八百度的高溫?zé)Y(jié)你的琺瑯和胎體,得到致密的復(fù)合物……

如果以制作工藝給琺瑯器分類,有掐絲琺瑯、鏨胎琺瑯、內(nèi)填琺瑯、畫琺瑯、口腔琺瑯……

聽到這里,你可能感覺不對(duì):“‘口腔琺瑯’是什么工藝?”

在解釋這個(gè)概念之前,有勞閣下把口腔張大。

成人全口牙[2]

有圖有真相,牙口真滴棒!上下兩排齊整潔白,切牙(incisor)、尖牙(canine)、前磨牙(premolar)、磨牙(molar),這是你口中的32顆飲食利器,切咬叼嚼全靠它,冷熱酸堿都不怕。

需要指出的是,這32顆牙里頭有20顆經(jīng)歷過乳牙恒牙替換。通常來說,乳牙會(huì)在你三歲前長(zhǎng)齊,六七歲時(shí)開始脫落。

顯然你已經(jīng)意識(shí)到我所謂的口腔琺瑯就是這些牙齒。

但這么表達(dá)其實(shí)不夠嚴(yán)謹(jǐn)——

牙齒結(jié)構(gòu)示意圖丨圖源:kocakayaali

牙齒在口腔內(nèi)露出的部分叫牙冠,其表面是牙釉質(zhì),號(hào)稱人體內(nèi)最堅(jiān)硬的組織;如上圖所示,當(dāng)我們把牙冠剖開,可以看到被牙釉質(zhì)包裹的牙本質(zhì),以及藏在牙本質(zhì)里的牙髓。若將牙齒視作琺瑯器,那么牙釉質(zhì)就是琺瑯,牙本質(zhì)則為胎體。

實(shí)際上,牙釉質(zhì)的諢名就叫琺瑯質(zhì)。

牙齒上最堅(jiān)硬的部分

“牙釉質(zhì)”和“琺瑯質(zhì)”都譯自英文單詞“enamel”。Enamel一詞形成于中世紀(jì),被當(dāng)時(shí)的西歐人用來指代“涂覆至金屬或陶瓷等器具上的玻璃質(zhì)材料”,也就是琺瑯/搪瓷。(你也可以把它當(dāng)動(dòng)詞用,意為“上釉”。)Enamel在法語中叫作“émail”。進(jìn)入18世紀(jì)后,法國(guó)人開始用émail稱呼“牙齒上最堅(jiān)硬的部分”,即牙釉質(zhì);“enamel”也就逐漸多了這層含義。

不過,人類認(rèn)識(shí)牙釉質(zhì)的時(shí)間,要比給它起名enamel早兩個(gè)世紀(jì)。

隨著文藝復(fù)興在歐洲掀起一輪輪新思潮,人體解剖學(xué)和生理學(xué)領(lǐng)域開始了革命,其中也包括牙科學(xué)。

1530年,世界上第一本牙科治療書籍出版,其作者是德國(guó)牙醫(yī)阿茲尼·布赫萊因(Artzney Buchlein),書名為Artzney Buchlein: wider allerlei kranckeyten und gebrechen der tzeen,譯作中文則為《各種牙科問題》[3]。

Artzney Buchlein: wider allerlei kranckeyten und gebrechen der tzeen[3]

1563年,人稱“牙體解剖學(xué)之父”的意大利解剖學(xué)家巴托羅梅奧·埃烏斯塔基奧(Bartolomeo Eustachio)在其開宗之作《牙齒小書》(Libellus de Dentibus)[4]中介紹了牙本質(zhì)和牙釉質(zhì),并將它們比作“橡果和橡果的殼”?!堆例X小書》共有30個(gè)章節(jié),記錄了關(guān)于牙齒形態(tài)和功能的重要發(fā)現(xiàn),被認(rèn)為是第一本詳解牙齒解剖結(jié)構(gòu)和功能的專著。

列文虎克——如今以形容詞的姿態(tài)風(fēng)靡全網(wǎng)的荷蘭最強(qiáng)觀察者——曾于17世紀(jì)借助能放大數(shù)百倍的自制顯微鏡觀察牙齒結(jié)構(gòu)。1677年,這位與巴斯德共享“微生物學(xué)之父”美名的“顯微鏡教父”繪制了牙釉質(zhì)的顯微草圖[5]。

之后,越來越多的學(xué)者開始觀察并繪制牙釉質(zhì),不過他們各有各的叫法,例如顯微解剖學(xué)和組織學(xué)的雙料祖師爺、意大利生物學(xué)家馬爾切羅·馬爾皮基(Marcello Malpighi)稱牙釉質(zhì)為“substantia filamentosa”(絲狀物質(zhì)),而在蘇格蘭牙醫(yī)羅伯特·布萊克(Robert Blake)的口中,牙釉質(zhì)名為“cortex striatus”(線狀皮質(zhì))[5]。

羅伯特·布萊克繪制的大象臼齒切片,字母e代表cortex striatus,即牙釉質(zhì)。[5]

無論叫“橡果殼”還是“絲狀物”,都遠(yuǎn)不如“口腔琺瑯”那般傳神。

牙釉質(zhì)成分的95%以上都是礦物質(zhì),其中以羥基磷灰石為主,氟磷灰石等為輔;它擁有號(hào)稱僅次于金剛石的硬度,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)牙釉質(zhì)所承受的咀嚼壓力與地殼壓力共享同個(gè)測(cè)量尺度;它對(duì)冷熱驟變和酸堿波動(dòng)的忍耐力令人贊嘆,它那潔白無瑕而又半透明的容顏更是無可指摘。

對(duì)于被它牢牢包覆的牙本質(zhì)來說,牙釉質(zhì)是完美的琺瑯。

當(dāng)然,口腔琺瑯的工藝一點(diǎn)兒也不正統(tǒng)。它的制釉和上釉環(huán)節(jié)并不借助外力而是自主完成,它也不會(huì)經(jīng)歷高溫焙燒——這聽起來似乎少了點(diǎn)鳳凰涅槃式的英雄色彩,但你如果真正了解牙釉質(zhì)形成過程,或許會(huì)感受到那個(gè)微觀生命世界的奇美。

在述說口腔琺瑯的自我實(shí)現(xiàn)故事之前,我們需要花費(fèi)一定筆墨介紹它的組織結(jié)構(gòu)。

釉柱與微晶

按照口腔組織學(xué)的定義,牙釉質(zhì)的基本組成單位是釉柱(enamel rod),數(shù)以百萬計(jì),呈細(xì)長(zhǎng)柱狀;釉柱橫剖面則為鎖眼形狀,有一個(gè)較大的頭部和一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的尾部。每條釉柱由數(shù)以百萬計(jì)的磷灰石微晶組成。

釉柱結(jié)構(gòu)示意[6](點(diǎn)擊看大圖)

一個(gè)釉尾的左右兩側(cè)挨著兩個(gè)釉頭。相鄰的釉頭釉尾間存在明顯間隙,間隙內(nèi)填充著釉柱間質(zhì)(interrod substance/enamel cement)。柱間質(zhì)成分當(dāng)然也是微晶了,但其整體結(jié)構(gòu)不如釉柱本身致密。柱間質(zhì)構(gòu)成的弧形邊界被稱為釉柱鞘(enamel rod sheath)。

掃描電鏡下的釉柱和釉柱間質(zhì)[7]

釉柱從牙本質(zhì)和牙釉質(zhì)的分界面,即牙本質(zhì)釉質(zhì)界(dentinoenamel junction,簡(jiǎn)稱DEJ),出發(fā)并貫穿至牙表面,但釉柱生長(zhǎng)的行程并不完全呈直線:近表面l/3的釉柱較直,稱直釉;而靠?jī)?nèi)2/3的較彎曲,稱絞釉(gnarled enamel)——尤其在切緣/牙尖部位,釉柱絞繞彎曲的情況更顯著。

因此若只從形態(tài)層面講,稱絞釉為“釉條”似乎更妥當(dāng)。(本文所用的幾處示意圖中,釉柱看起來好像全程都是直線,然而這并非真實(shí)情況。)

顯微鏡下的絞釉[7]

另一方面,牙釉質(zhì)不同部位的釉柱排列方式不盡相同。例如牙齒窩溝區(qū)域的釉柱是從DEJ出發(fā),向窩溝底部集中,呈聚攏狀;而靠近牙頸部的釉柱則大多水平排列。

不同區(qū)域釉柱的不同排列方式丨作者供圖

大致了解牙釉質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以后,我們似乎可以做出這樣的概括:口腔琺瑯的形成過程,就是以牙本質(zhì)作胎體,向外生長(zhǎng)無數(shù)條緊密排列的釉柱的過程。

而現(xiàn)在的問題是——

普通琺瑯的核心工藝是制釉、上釉、燒結(jié)這三大步,其中燒結(jié)的目的是讓本為涂料形態(tài)的琺瑯借助高溫熔融并二次結(jié)晶,成為高質(zhì)量晶體形態(tài)的琺瑯層,同時(shí)與胎體緊密結(jié)合。

而在口腔琺瑯中,作為釉料的羥基磷灰石從何而來呢?這些原料又是如何在無高溫的情況下就長(zhǎng)成晶體的呢?微晶為什么又會(huì)組成釉柱?這么多釉柱又為什么共同長(zhǎng)成了牙釉質(zhì)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)形態(tài)?

全部問題的答案都在于成釉細(xì)胞——

沒錯(cuò),就是那些英文名叫“ameloblast”的神奇成釉細(xì)胞,那些扎根牙本質(zhì)、仰望牙齦外的成釉細(xì)胞,那些能移動(dòng)、善分泌、很“突出”的成釉細(xì)胞,那些事了拂衣去,深藏功與名的成釉細(xì)胞。

筑釉神技

當(dāng)看到學(xué)者手繪的成釉細(xì)胞示意圖時(shí),多數(shù)外行很難相信這些用細(xì)膩筆觸勾勒的粗糲圖案會(huì)是細(xì)胞。

因?yàn)樗鼈兂视旨?xì)又長(zhǎng)的柱狀,橫截面為六邊形,而且相鄰細(xì)胞無縫貼合,平行而立,這與我們印象里的細(xì)胞造型相差懸殊。

這些細(xì)胞“柱”的前身其實(shí)是短粗型的塊狀(在英文里可用“cuboidal”來形容),通過分化才長(zhǎng)成了瘦高個(gè)兒。當(dāng)然,關(guān)于它們此前如何猥瑣發(fā)育,如何在牙本質(zhì)界面上安營(yíng)扎寨,如何做好“制釉”和“上釉”前的準(zhǔn)備工作,紛繁往事暫且不表。

成釉細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖[8]

我們只聚焦于眼前這些正值壯年的成釉細(xì)胞。

成釉細(xì)胞會(huì)分泌出特定基質(zhì)。它們被稱為牙釉質(zhì)基質(zhì),在某種意義上可以算作牙釉質(zhì)的前驅(qū)體,由30%的羥基磷灰石,以及70%的“水分+蛋白質(zhì)”組成。如上圖所示,細(xì)胞的分泌活動(dòng)在靠近牙本質(zhì)的一端,也就是遠(yuǎn)離細(xì)胞核的一端進(jìn)行;而且你明顯可以看到,分泌端呈錐形突起,學(xué)者管這個(gè)叫“托姆斯突”(Tomes processes)。有凸自有凹,突起處分泌出的基質(zhì)是帶著凹坑的,有多少托姆斯突,就有多少“托姆斯突凹”(Tomes processes pits)。

托姆斯突兢兢業(yè)業(yè)地分泌基質(zhì),帶凹坑的基質(zhì)則越積越高,成釉細(xì)胞自然也跟著向高處遷移——它們?nèi)缤蝗航ㄖ?,一磚一瓦腳下生,層層起樓步步高。

造釉過程示意圖[9]

沉積的基質(zhì)會(huì)持續(xù)吸收來自口腔(唾液等)的鈣離子和磷酸根離子,生成礦物質(zhì)晶體,與此同時(shí)又不斷脫去蛋白質(zhì)和水。如此一來,原本以有機(jī)物為核心的基質(zhì)就逐步變作礦質(zhì)含量高達(dá)96%的硬核牙釉質(zhì)——數(shù)不盡的羥基磷灰石微晶正是由進(jìn)入基質(zhì)的礦物離子形成,微晶又組建出釉柱。

電鏡下的成熟期成釉細(xì)胞,牙釉質(zhì)基質(zhì)的礦化過程在此階段發(fā)生[10]

而釉柱的獨(dú)特生長(zhǎng)路徑,其實(shí)就是成釉細(xì)胞的遷移路徑。

以上,便是前文所謂的“自主進(jìn)行的制釉和上釉”,以及“不借助高溫的結(jié)晶”。

當(dāng)建筑魔師的造釉任務(wù)告一段落,成釉細(xì)胞將變回短粗的cuboidal形狀,并與其他細(xì)胞結(jié)合形成鱗狀上皮,暫時(shí)覆蓋牙釉質(zhì)表面,之后于牙冠萌出牙齦期間遷移至牙齦溝,最終悄然離開,可謂深藏功與名的典范。

口腔琺瑯的故事絮叨至此,你應(yīng)該已經(jīng)聽煩了,就像我已經(jīng)寫煩了一樣。

這便是所謂科普寫作黑色幽默的地方:當(dāng)作者為了闡清“原理”、“機(jī)制”、“內(nèi)核”實(shí)現(xiàn)他理想中的“硬核科普”,而堆砌一坨坨繁瑣的細(xì)節(jié)描述,多數(shù)讀者都會(huì)讀得很蛋疼,并抱怨“我讀這么一堆東西跟我捧一本教課書自學(xué)有什么區(qū)別?”若要迎合普羅大眾的口味,就必須獻(xiàn)上“柔軟而感性”的內(nèi)容。顯然,“牙釉質(zhì)形成機(jī)制簡(jiǎn)述”不在其列。

作為寫作者的我總會(huì)在“提供干貨知識(shí)”和“增強(qiáng)文章可讀性”之間被反復(fù)撕扯,并始終找不到答案,進(jìn)而產(chǎn)生比讀者更深切的蛋疼感,以及無力感。

那種無力感就好像,把千倍顯微鏡頭下的牙釉質(zhì)斷面擺到你眼前,你看到釉柱的叢林繁密無盡,深不可測(cè),想要穿過它,卻又預(yù)感找不到盡頭……

直到你發(fā)現(xiàn)斷面上竟刻著一道道環(huán)線,猶如鳥瞰視角下的一條條林間甬道。你感覺新奇,便向那甬道走去,走進(jìn)釉柱叢林,進(jìn)入環(huán)線深處,那里竟別有洞天。

橫紋短,生長(zhǎng)線長(zhǎng)

這些環(huán)線是口腔琺瑯的時(shí)間線。

牙釉質(zhì)上留存著兩個(gè)尺度的時(shí)間線,每天增加一圈的橫紋,以及每5~20天多一輪的生長(zhǎng)線(又名芮氏線)。前者是釉柱增長(zhǎng)拔高過程的直接標(biāo)志,格局雖小,卻直觀詳盡地記錄了釉柱的縱向生長(zhǎng);芮氏線則視野更闊,以更長(zhǎng)的周期標(biāo)記著牙釉質(zhì)在橫向、縱向兩個(gè)維度上的整體生長(zhǎng),是釉質(zhì)發(fā)展前沿遭遇“中斷期”時(shí)的見證。

牙釉質(zhì)橫紋和芮氏線的示意圖[11]

先說橫紋(cross-striations)。

如前所述,釉柱生長(zhǎng)取決于成釉細(xì)胞分泌基質(zhì),而細(xì)胞活動(dòng)又具有周期性,因此釉柱的長(zhǎng)高過程(或者稱釉質(zhì)的縱向發(fā)展)也有周期性,并會(huì)留下周期標(biāo)記。

在一晝夜的周期內(nèi),成釉細(xì)胞會(huì)經(jīng)歷快速分泌和緩慢分泌的階段;由于內(nèi)部微晶取向問題,釉柱在快分泌階段越長(zhǎng)越粗,在慢分泌時(shí)段越生越細(xì),因此在快→慢的轉(zhuǎn)折點(diǎn),釉柱最粗,慢→快的臨界處,釉柱最細(xì)。每過24小時(shí),釉柱增加一個(gè)最細(xì)圈和一個(gè)最粗圈。

柱子上的最細(xì)圈從遠(yuǎn)處看,就是一條深色的線;許多根柱子平行而立,你自然會(huì)看到那些深色線條組合出的別樣紋理——顯微鏡下的有規(guī)律橫紋便是這樣呈現(xiàn)的。它們反映釉質(zhì)的縱向生長(zhǎng)節(jié)律。(需注意,橫紋和生長(zhǎng)線都存在于牙釉質(zhì)內(nèi)部,只能在釉質(zhì)斷面上觀察到。)

關(guān)于生長(zhǎng)線(Retzius lines),學(xué)界對(duì)其形成機(jī)制仍不甚明了,但目前能確定的是它代表釉質(zhì)發(fā)育前沿的大幅降速/中斷,記錄釉質(zhì)生長(zhǎng)史的中斷期。

釉質(zhì)形成始于牙尖點(diǎn),向周圍區(qū)域擴(kuò)散,進(jìn)而覆蓋整個(gè)牙冠。換言之,不同區(qū)域成釉細(xì)胞的發(fā)育和分泌是有先后的,釉柱生長(zhǎng)自然也有先后,牙尖處長(zhǎng)得最早,越遠(yuǎn)離牙尖點(diǎn)的區(qū)域長(zhǎng)得越晚。

為便于理解,我們不妨擱置縱向維度,只關(guān)注釉質(zhì)的橫向擴(kuò)張,并其理想化為一個(gè)圓的擴(kuò)增——以牙尖點(diǎn)為圓心,向外展開,半徑越長(zhǎng)的圓周越晚形成,最晚形成的最外層圓周,對(duì)應(yīng)釉質(zhì)剛好覆蓋整個(gè)牙冠的那一圈。(同一半徑圓周上的釉質(zhì)可以看成是同時(shí)形成的。)

將釉質(zhì)的橫向擴(kuò)張假想為圓的擴(kuò)增丨作者供圖

由于某些原因,在某些時(shí)段,原本活躍的成釉細(xì)胞會(huì)突然放慢甚至?xí)和F浞置诨顒?dòng),釉質(zhì)的橫向發(fā)展速率變得很慢,用某些學(xué)者的話說,“釉質(zhì)的發(fā)育前沿改變了,形成的微晶取向不同尋常”。這種靜止時(shí)段周期性出現(xiàn),每次出現(xiàn)都會(huì)留下印記,也就是生長(zhǎng)線。

在顯微鏡下觀察牙釉質(zhì)的橫斷面,你可以看到一圈圈深褐色的同心圓,好像樹的年輪。通過這些年輪,研究者能精確檢索中斷期;而你如果點(diǎn)開這些中斷期,或許會(huì)看到年輪主人的斑駁往事。

橫斷面視角下的理想化芮氏線丨作者供圖

生長(zhǎng)之線刻下生長(zhǎng)之苦

科學(xué)家們對(duì)于生長(zhǎng)線有這樣一個(gè)共識(shí):越粗實(shí)的釉質(zhì)生長(zhǎng)線,意味著越嚴(yán)重的生長(zhǎng)中斷期,越顯著的中斷,意味著人體經(jīng)歷越大的壓力。也正鑒于此,很多學(xué)者會(huì)把某些“濃重”的生長(zhǎng)線稱作壓力線。

形成于胎兒出生階段的新生線(neonatal line)是最濃重,也最具科學(xué)意義的壓力線,因?yàn)槌瞿锾ミ@件事之于牙釉質(zhì)生長(zhǎng)可謂超級(jí)壓力源,而新生線不僅能被作為個(gè)體出生前后的分界,還給研究者提供了追溯母親孕期壓力史的參考。

精神病流行病學(xué)家艾琳·鄧恩(Erin Dunn)曾與同事研究來自70個(gè)5-7歲兒童的70顆自然脫落乳牙的形貌[12],旨在關(guān)聯(lián)“母親孕期的精神壓力”和“生長(zhǎng)線的粗細(xì)”。

分析結(jié)果顯示,遭受心理健康問題的母親所誕下的孩子,其牙釉質(zhì)的新生線往往更粗;而精神狀況理想的母親則更有可能孕育新生線更細(xì)的后代。這里的心理健康問題包括懷孕32周時(shí)的精神萎靡、重度抑郁以及焦慮癥等精神疾病史。鄧恩等人在控制了肥胖、母親年齡和孕期服用補(bǔ)充劑等因素后,發(fā)現(xiàn)此相關(guān)性依然成立。

任職于麻省總醫(yī)院的鄧恩自號(hào)“科學(xué)牙仙”(the science tooth fairy),是乳牙重度發(fā)燒友,長(zhǎng)期投身于勸導(dǎo)無知孩童捐贈(zèng)乳牙的事業(yè),白嫖而來的乳牙則交由其志同道合的學(xué)術(shù)伙伴、牙齒發(fā)育專家菲利西塔斯·比德拉克(Felicitas Bidlack)。后者化身列文虎克女孩,考察每一顆乳牙的每一處凹槽、缺口和裂縫,使用X射線和CT掃描探察其內(nèi)部結(jié)構(gòu),測(cè)量牙釉質(zhì)厚度與礦物質(zhì)密度,將它們切成一層層薄片并以顯微鏡觀察……

左為艾琳·鄧恩,右為菲利西塔斯·比德拉克[13, 14]

2019年末,鄧恩和比德拉克開啟一項(xiàng)頗具野心的計(jì)劃[15]。她們招募數(shù)百名以不同形式“目睹”過2013年波士頓馬拉松爆炸案,且于此事件前后懷孕分娩的母親及其孩子,收集來自這些兒童的乳牙,然后借助醫(yī)療記錄解析與創(chuàng)傷事件相關(guān)的壓力線。這里的“目睹”形式包括案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)親眼見證、電視收看實(shí)時(shí)新聞,或者在案發(fā)地區(qū)長(zhǎng)期生活工作等。另外,她們?cè)O(shè)置了一個(gè)未目睹爆炸的對(duì)照組,對(duì)照組的乳牙樣本來自觀察組兒童的兄姐。

用比德拉克的話說,“如果最終事實(shí)證明爆炸案前后孕育的孩子的確有著斷裂線更深的釉質(zhì),那將是令人震驚的結(jié)果?!盵16]

在鄧恩和比德拉克眼中,小小的乳牙釉質(zhì)就是小小的生命檔案,記錄著機(jī)體早期與環(huán)境物質(zhì)的接觸,關(guān)于壓力事件的回憶,通過對(duì)這些檔案里的深色線條的解碼,我們可以遙望母親分娩前的精神世界,追溯孩童幼年的心靈旅途。

8歲的諾拉·方(Nora Fong,左)參加了鄧恩等人的研究項(xiàng)目。她的母親安德莉亞·方(Andrea Fong,右)曾通過實(shí)時(shí)新聞消息跟蹤了波士頓馬拉松爆炸案的動(dòng)態(tài),并于幾周后生下諾拉。(ERIN CLARK/GLOBE STAFF)[17]

“當(dāng)我們經(jīng)歷強(qiáng)烈的精神體驗(yàn)或感受到強(qiáng)大壓力源,身體會(huì)做出反應(yīng)。應(yīng)對(duì)創(chuàng)傷的反應(yīng)勢(shì)必以某種形式融入受傷者的生理機(jī)能。一些創(chuàng)傷能影響大腦發(fā)育,甚至于DNA處留下印記。牙齒當(dāng)然也會(huì)記錄下些什么?!?/p>

“牙釉質(zhì)或許可以成為兒童創(chuàng)傷的生物標(biāo)志物,幫助解決我們?cè)谕昴婢愁I(lǐng)域遇到的關(guān)鍵問題?!?/p>

“細(xì)胞周期性地逐層構(gòu)建牙釉質(zhì),如同時(shí)鐘滴答,一直持續(xù)至牙齒完全形成?!?/p>

“那條深黑的新生線標(biāo)志著從子宮向世界的跨越。從新生線開始,之后形成的生長(zhǎng)線記錄牙釉質(zhì)固定周期的生長(zhǎng);其中可能出現(xiàn)某些更粗更深的壓力線,它們意味著釉質(zhì)發(fā)育的中斷,表明某些東西妨害了孩子?!?/p>

“但令人吃驚的是,幾乎沒人進(jìn)行這類關(guān)聯(lián)研究……”

如前文所述,鄧恩和比德拉克作為該領(lǐng)域的先鋒,已經(jīng)付諸實(shí)踐的學(xué)術(shù)探索更多聚焦于母親孕期的壓力,而尚未提及嬰孩出世后的創(chuàng)傷。不難想見,涉及兒童逆境的此類研究,需要投入極大的人力和時(shí)間成本,克服諸多方面的障礙,而且往往難以得到理想的答案。

載玻片上的牙釉質(zhì)縱斷面樣品(JESSICA RINALDI/GLOBE STAFF)[18]

不過,有研究者瞄準(zhǔn)同為靈長(zhǎng)類的猴子,間接考察了童年壓力留于牙齒的印記。

對(duì)待猴子可以不像春天般溫暖。我們可以相對(duì)自由地挑選出理想幼崽,可以將它們置于特定、受控的環(huán)境下圈養(yǎng)起來,可以給他們統(tǒng)一發(fā)放食物、實(shí)行長(zhǎng)期監(jiān)視、安排身體檢查,可以在它們大腿處紋上身份編號(hào),可以將它們的每一次受傷和生病都記錄在案,可以把它們與母親和其他社群成員分離一段時(shí)間……(這樣的生活貌似也有不少人類經(jīng)歷過。)

環(huán)境醫(yī)學(xué)專家克里斯汀·奧斯?。–hristine Austin)和生物人類學(xué)家譚雅·史密斯(Tanya Smith)“招募”了十來只圈養(yǎng)小猴,以上述方式調(diào)查了它們牙齒里的壓力檔案[19]。她們發(fā)現(xiàn),小猴在離開母親和社群期間,牙釉質(zhì)內(nèi)形成了細(xì)微的壓力線。這一結(jié)果足以說明很多問題。

歷史的見證

牙齒能抵御歲月侵蝕,生長(zhǎng)線當(dāng)然也歷久彌新。

在人類學(xué)家和考古學(xué)家眼中,牙釉質(zhì)不只記錄個(gè)體的際遇,我們還可以順著那些深淺不一的時(shí)間線穿越幾十甚至上百萬年,窺見古人的生活。

從左至右分別是南方古猿非洲種(Taung Child Australopithecus africanus)、南方古猿阿法種(Australopithecus afarensis)和直立人(Homo erectus)的頭骨化石(Sabena Jane Blackbird / Alamy)[20]

直立人幼童不幸夭折,留下第一恒磨牙埋藏于塵土,橫紋長(zhǎng)留,生長(zhǎng)線不滅。

我們有幸發(fā)現(xiàn)百萬年前的化石,便以其新生線為起始,以死亡年齡為終點(diǎn),以橫紋與生長(zhǎng)線為刻度,計(jì)算該名幼童的牙釉質(zhì)發(fā)育速度,而牙釉質(zhì)發(fā)育速度又是區(qū)別人類種屬的重要參考。這種計(jì)算幫助我們做出推斷:“最接近智人的發(fā)育(development)是在直立人出現(xiàn)后開始的?!盵21]

至寒冰期的嚴(yán)冬,尼安德特人拖家?guī)Э冢猩掖?,族里幼崽還在長(zhǎng)牙。

他們吮吸母乳,同時(shí)也得到了母乳內(nèi)的18O、鈣、鋇、鉛,后者富集于牙釉質(zhì),而嚴(yán)寒壓力則令生長(zhǎng)線愈加深沉?,F(xiàn)代學(xué)者通過分析25萬年前的尼人牙齒,對(duì)他們當(dāng)時(shí)面臨的氣候環(huán)境和金屬元素暴露情況,甚至是哺乳周期,有了粗略見解[22]。

古羅馬的新生兒是脆弱的,娘胎外的世界是兇險(xiǎn)的,更有無數(shù)胎兒死于分娩途中。

當(dāng)考古學(xué)家談?wù)摴帕_馬的死產(chǎn)率時(shí),他們常會(huì)談起新生線,因?yàn)橹挥谢钪x開母親身體的嬰兒才能擁有完整新生線。新生線深邃奪目,將產(chǎn)前和產(chǎn)后的牙釉質(zhì)分泌割裂開來,在某種意義上就是一份出生證明。當(dāng)然,并非每個(gè)順利誕下的孩子都有出生證明;如果一個(gè)嬰兒出生后不滿7-10天便夭折,我們很可能觀察不到他牙齒里的新生線,因?yàn)檠烙再|(zhì)基質(zhì)的完全礦化需要時(shí)間,過早死亡可能使得新生線部分的釉質(zhì)太過脆弱而隨時(shí)間流失[23]。

研究者分析了12萬年前的尼安德特人乳牙,發(fā)現(xiàn)他們的牙齒發(fā)育比現(xiàn)代人類早得多。[24]

牙釉質(zhì),因成釉細(xì)胞而生,堅(jiān)硬賽金剛石,持久歷百萬年。不過,作為讀者的你大可不必去深究它為何“硬而久”,因?yàn)椤吧罹俊北取伴喿x”更容易讓你“軟而快”(探索科學(xué)的意志變得疲軟,研究事物的興趣消失得很快)。實(shí)際上,只要讀者能堅(jiān)持看到這里,那么堅(jiān)持寫到這里的筆者便已露出疲軟而欣慰的笑容。

參考文獻(xiàn)

[1] https://baijiahao.baidu.com/s?id=1729227604691660269&wfr=spider&for=pc

[2] https://www.seasons-of-smiles.com/your-childs-teeth-ages-6-to-12.htm

[3] https://www.deutschestextarchiv.de/book/show/nn_tzeen_1530

[4] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11794332/

Eustachio and "Libellus de dentibus" the first book devoted to the structure and function of the teeth

[5] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5995149/

[6] http://www.dent-wiki.com/dental_technology/formation-of-enamel-amelogenesis/

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https://pocketdentistry.com/4-enamel/

[8] https://max.book118.com/html/2012/0217/1105070.shtm

[9] Incremental Development of Primate Dental Enamel

https://www.researchgate.net/publication/272152243_Incremental_Development_of_Primate_Dental_Enamel

[10] Courtesy of V.-L. Ferrer and A. Lichter, University of Connecticut School of Dental Medicine.

https://www.muhadharaty.com/lecture/16470/%D8%AF--%D8%B3%D9%87%D9%8A%D8%B1/the-enamel-pptx

[11] Association of Maternal Stress and Social Support During Pregnancy With Growth Marks in Children’s Primary Tooth Enamel

https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2785880?resultClick=3

[12] Association of Maternal Stress and Social Support During Pregnancy With Growth Marks in Children’s Primary Tooth Enamel

https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2785880?resultClick=3

[13] https://www.researchgate.net/profile/Erin-Dunn-2

[14] https://www.researchgate.net/profile/Felicitas-Bidlack

[15] https://www.bostonglobe.com/2022/03/07/metro/tooth-fairy-is-calling-boston-researchers-seeking-baby-teeth-health-study/

[16] https://www.vox.com/the-highlight/22876530/baby-teeth-science-anthropology

[17] https://www.bostonglobe.com/2022/03/07/metro/tooth-fairy-is-calling-boston-researchers-seeking-baby-teeth-health-study/

[18] https://www.bostonglobe.com/2022/03/07/metro/tooth-fairy-is-calling-boston-researchers-seeking-baby-teeth-health-study/

[19] Uncovering system-specific stress signatures in primate teeth with multimodal imaging

https://www.nature.com/articles/srep18802#Sec1

[20] https://www.smithsonianmag.com/science-nature/ancient-teeth-reveal-our-roots-180969495/

[21] Dean, C., Leakey, M., Reid, D. et al. Growth processes in teeth distinguish modern humans from Homo erectus and earlier hominins. Nature 414, 628–631 (2001). https://doi.org/10.1038/414628a

[22] Wintertime stress, nursing, and lead exposure in Neanderthal children. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aau9483

[23] Siebke I, Moghaddam N, Cunningham CA, Witzel C, L?sch S. Those who died very young-Inferences from δ15 N and δ13 C in bone collagen and the absence of a neonatal line in enamel related to the possible onset of breastfeeding. Am J Phys Anthropol. 2019 Aug;169(4):664-677. doi: 10.1002/ajpa.23847. Epub 2019 May 3. PMID: 31050814.

[24] 2021Growth of Neanderthal infants from Krapina (120–130 ka), CroatiaProc. R. Soc. B.2882021207920212079http://doi.org/10.1098/rspb.2021.2079

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標(biāo)簽: 成釉細(xì)胞 托姆斯突

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