自然界普遍存在的反立法則與生命科學

彭宗禹彭 睿毛富強

①中國.天津市調序腦科學研究所 300384 ②天津醫科大學(天津) 300030 △通訊作者

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自然界普遍存在的反立法則與生命科學

彭宗禹①彭 睿②△毛富強②

①中國.天津市調序腦科學研究所 300384 ②天津醫科大學(天津) 300030 △通訊作者

【摘 要】本文主要討論了反立法則是自然界的一個普遍法則,反立法則不同于對立統一法則;生命遵循反立法則而有序,起源于DNA的堿基對互補和DNA雙鏈反向互補;生命在遵循反立法則而成序中,存在序變規律;反立法則在醫學領域的應用價值。

【關鍵詞】反立法則;整體調序;生命科學;精神疾病;對立統一;醫學領域

Wildspread Nature of Unity of Opposites and Life Science

Peng Zongyu,Peng Rui,Mao Fuqiang
T
ianjin Tiaoxu Brain Research Institute,Tianjin 300030,China

1　反立法則是自然界的一個普遍法則

所謂反立法則,即是相反而立的法則,是指在任何完整的系統中,存在著相反而立的因子,通過對應互補和相互作用,達到和諧完美的統一,從而使系統呈現高度有序。對這種相反而立的法則,我們稱之為反立法則,其中生命活動普遍存在的對應互補現象,也遵循這一法則。從唯物辯證法角度講,根據尼爾斯·玻爾提出的對應和互補的原理[1],對應是同一性的基礎,對應性越高,同一性越大,這種意義下的互補,具有整體動態意義,并通過優化建構,達到和諧完美的統一。反立法則的另一個突出特征是相互作用,相互聯系。相互作用是事物發展運動的普遍特征,在自然界大到天體運行,小到微觀粒子,處處存在著相互作用,在生命科學領域,小到無細胞結構的病毒,大到高級生物體-人類,在生命活動中,都處處存在著這種相互作用,皆因相互作用而保持運動有序。

牛頓的第三定律也強調,兩個物體之間的作用力和反作用力,總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上[2];在自然界很多物體的運動,包括多種形式的運動,都遵循牛頓第三定律;這當中我們看到:遵循牛頓第三定律,力的作用是相互的,力的作用方向是相反的,大小是相等的,但力的作用性質是相同的,這里同樣存在著對應互補和相互作用的特征;這當中,作用力和反作用力,通過力的反方向達到和諧的統一。

整個宇宙空間存在著4種基本作用力:①引力;②電磁力;③強相互作用力;④弱相互作用力。這4種基本作用力的共同特征是:要發生相互作用,因此又稱為4種基本相互作用力[3]。4種相互作用力中,引力的作用力與反作用力、電磁相互作用中正反粒子的產生與湮沒、弱相互作用中的帶正負電荷的質子與電子、強相互作用的對稱守衡,是否也同樣遵循反立法則?

在自然界,所有的物質都是由原子組成的,原子核帶正電荷,周圍的電子帶負電荷,一正一負,相反而立;在電學中,有正極就有負極,有正電荷,就有負電荷;化學中,有酸就有堿;物理學中,有相吸就有相斥;此外,有上就有下,有左就有右,有冷就有熱,有陰就有陽……在整個大自然,處處存在著相反而立的現象,然而相反而立的各方又是互補和統一的。古老的《周易》中也談到:“一陰一陽謂之道”[4],《老子·四十二章》也有“萬物負陰而抱陽,沖氣以為和”的論述[5]?！逗訄D》一書中“也有陰陽合參,奇偶相應,陰陽對應互補”的闡述[6]。

在生命科學領域也是如此,早在寒武紀海洋脊椎動物中,就看到了相反而立的跡象,他們在結構上就呈現了左右相反而立;到了奧陶紀,最初的魚類以及志留紀最早的硬骨魚類,也能看出宏觀結構的相反而立現象;到了石炭紀,最早的爬行類動物中,二疊記的似哺乳類動物中,三疊紀最初的哺乳類動物中,侏羅紀的原始鳥類中,白堊紀的恐龍中,我們都可以清晰可見地看到他們的左右前肢、后肢、左右翅,其結構上十分明顯地存在著相反而立現象;到古近紀、新近紀無論哺乳動物,還是鳥類,可看到清晰的左右結構相反而立;到第四紀人類的出現,人的上肢左手和右手,下肢的左腿和右腿,不僅可以看到結構上的相反而立,對功能上的相反而立也清晰可見。

大自然的植物界,無論草本植物、木本植物、禾本植物、種子植物、無種子植物、還是被子植物、裸子植物,其葉脈的分布(也稱葉序),也多大致呈對稱性互補分布,無論叉狀脈、網狀脈、還是平行脈,都可以看到結構上的這種分布特征;從葉脈的作用我們看到,它主要是疏導水分和養料,這種分布特征不僅支撐了葉子,增大了光合作用的面積,同時還會使植物的營養及光合作用得到左右均衡,和諧統一,也就是在植物生理上同樣遵循反立法則。

在高級生物-人類的生理活動中,更是十分明顯地遵循反立法則,在人體,從分子到細胞、從細胞到器官、從器官到系統,可以說,生命在不同層次上,處處遵循反立法則,例如,有興奮就有抑制、有收縮就有舒張、有同化就有異化、有合成就有分解;神經系統中的交感與副交感神經、內分泌的胰島素與胰高血糖素、免疫系統中的抗原與抗體、病理學中的損傷與代償、神經元信息調控信息傳遞過程中,興奮性突觸后電位與抑制性突觸后電位、膜電位中的去極化與超極化、細胞信號轉導中的磷酸化與脫磷酸化, GS與GI、基因表達中的誘導與阻遏等,均存在著相反而立的現象;在系統水平,人的神經、內分泌、免疫系統的相互作用關系中,也處處遵循反立法則;例如,甲狀腺接受自主神經的支配,交感神經興奮可引起甲狀腺素釋放,而副交感神經則起抑制作用;在神經系統與免疫系統的相互作用中,副交感神經可增強免疫功能,而交感神經則主要起抑制作用;在內分泌系統與免疫系統的相互作用中,ACTH、糖皮質激素,均能抑制免疫系統;而TRH、TSH、甲狀腺素、生長激素,則有增強免疫功能的作用[7]。

由于反立法則是自然界的一個普遍法則,不僅適用于生物體,也適用于非生物體,因而,在相反而立的學術思想啟發下,人類將會出現一系列的重大發明與創造;相反而立的學術思想,來源于“易經”,易經上的太極八卦圖,解釋的也是這一自然法則,世界萬物皆因反立法則而有序,巧合的是二進制的發現也是源于中國的“易經”,萊布尼茨在1716年《致徳雷蒙先生的信-論中國的自然神教》中,承認自己的二進制源于中國的“易經”;在萊布尼茨的眼中,中國易經中的陰陽符號,就是他的二進制的中國翻版,他實際上是受中國陰陽太極的影響,但他付出了諸多的研究,推演出了二進制[8];二進制的發現導致了電子計算器和電子計算機的發明,并讓計算機得到迅速的普及,進入各行各業,成為人類生活和生產的重要工具,在電子計算機中使用二進制,用0和1表示和識別電流的通和斷,電壓的高和低,電荷的有和無等等[9],可以說是,反立法則導致了這項開拓性的偉大發明的問世。

如今,反立法則的發現,又導致了一項信息體外調控技術的發明,該發明技術公開問世23年,已在精神障礙、智力障礙、睡眠障礙等腦功能障礙的治療中,呈現出前所未有的發展與進步,至于是否也會成為一項開拓性的偉大發明,而影響人類醫學發展,有待今后讓時間和實踐來下結論。總之,反立法則是普遍存在于大自然界中的一個偉大法則,充分揭示這個法則,認識理解這個法則,了解這個法則的運動規律及其特征,無論對自然科學、對生命科學,都具有巨大的潛在應用價值。

2　反立法則不同于對立統一法則

對立統一也是大自然的一個偉大法則,而反立法則是存在于對立統一之外的又一個偉大法則,二者既有聯系又有區別。

對立統一更適用于社會和思想領域中的矛盾斗爭規律,對立統一是矛盾運動的法則,反立法則是事物普遍運動的法則,對立統一在矛盾運動中凸現以下特征:①矛盾的雙方相互排斥、相互否定;②在統一體內部,存在斗爭;③矛盾斗爭是絕對的、是普遍的、無條件的,矛盾斗爭存在于矛盾運動的始終,也存在于新舊矛盾的交替過程中;④矛盾斗爭最終導致矛盾統一體的破裂。

而反立法則則更適用于自然科學和生命科學領域,它著眼的是合一,相反而立的雙方不能簡單地稱為矛盾,它反映的不是矛盾運動規律,它強調的不是矛盾斗爭,它揭示的是相反而立的雙方,通過對應互補和相互作用達到和諧統一的規律;其中在生命科學領域,遵循五大規則。①對應互補與相互作用;②要經開放的自組織而有序;③自組織過程遵循生物序變規律;④體內的信息與信息運動可被體外調控;⑤生命因反立法則而有序。

反立法則的突出特征是:①對應互補產生的根源是反立法則;②事物的雙方存在相反而立的因子;③相反而立的雙方存在著對應互補和相互作用;④通過對應互補和相互作用,達到和諧統一而有序;⑤不存在矛盾斗爭、不存在統一體的破裂、不存在質變。只有清楚地認識和區別這兩個自然法則,才能更深刻地理解反立法則,只有深刻地理解反立法則,才能科學運用反立法則。

3　生命遵循反立法則而有序,起源于DNA的堿基對互補和DNA雙鏈反向互補

生命之所以能保持高度有序,源于DNA的堿基對互補和DNA的雙鏈反向互補,這是由于這些雙鏈可以由氫鍵將互補的堿基對嘌呤和嘧啶連接起來,A與T配對,G與C配對,當這些鏈被打開時,其中一條單鏈成為模板,與另一條呈互補關系的單鏈組成新的雙鏈,新的雙鏈同樣是反向的,且雙鏈中的核苷酸是對應互補的,因此,這種組合的根本原則是堿基對互補[10]。

基因的轉錄、基因的翻譯、甚至翻譯后的修飾也無一例外地遵循對應互補原則。所謂轉錄是在細胞核內進行的,它是指以DNA的一條鏈為模板,按堿基對互補配對的原則合成RNA的過程。所謂翻譯是在細胞質內進行的,它是以信使RNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程,這個過程同樣遵循堿基對互補配對原則。

生物大分子這種自始至終的堿基對互補,決定了DNA分子的脫氧核苷酸排列順序;決定了信使RNA中核糖核苷酸的排列順序;而m RNA中的核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序;而氨基酸的排列順序又決定了蛋白質的結構特征;蛋白質的結構特征又決定了蛋白質的功能;由于蛋白質參與細胞和生物體內的一切生命過程,所以也是一切生命功能的執行者[11]。所以,相反而立的自然法則,決定了互補,互補決定結構,結構決定功能,生命活動是由對應互補而決定的特定結構表現出來的特定功能!生命是結構的反映,結構是反立法則的體現,因而,是反立法則造就了生命!

蛋白質的一級結構是指蛋白質多肽鏈中氨基酸殘基的排列順序,這種順序由DNA中基因的堿基序列所決定,而一級結構又是蛋白質空間構像和特異生物學功能的基礎,蛋白質的氨基酸排列順序是無窮無盡的,足以形成數量龐大的蛋白質,完成各種各樣生理功能[12];所以生理功能源于堿基序列,相反而立的生理功能,源于堿基對互補。而堿基對的互補又源于相反而立的自然法則。

生命在這個過程中,表現出來的相互作用是普遍的,無論在分子水平、在細胞水平、在組織器官水平,甚至在系統水平,處處存在著相互作用;而結構的互補又是相互作用的本質,所以生物體不同層次的相互作用,來源于結構互補,而結構互補又來源于DNA堿基對和DNA的雙鏈反向互補,而這兩個互補又來源于反立法則,沒有反立法則就沒有DNA堿基對和DNA的雙鏈反向互補,沒有這兩個互補也就不可能有互補的復制、轉錄、翻譯和翻譯后的修飾。在生命科學領域,它的意義不亞于當年對DNA雙螺旋結構的發現,但若沒有當年的發現,就不可能有今天的發現,因而,人類有必要重新審視當年的DNA雙螺旋結構發現的重大意義。

4　生命遵循反立法則而有序

4.1 對應互補與相互作用的規則

所謂對應性指的是相反而立的雙方存在“結構與功能的互補性”、“兩極的相反性”、“相互配合的適應性”、“相互作用的有機統一性、”“整體動態性”。系統和諧統一的最根本基礎是對應的互補性,對應互補性越高,和諧統一性就越大。

由于生命的有序性源于DNA的堿基對互補和DNA的雙鏈反向互補,這就決定了從分子到蛋白質、從蛋白質到細胞、組織、系統處處存在著對應互補和相互作用,正是這個基本規則,導致了機體的高度有序。DNA互補的雙鏈反向平行的特征對DNA的復制、轉錄和重組具有重大意義[13],而DNA特有的堿基排列方式,又決定了它的遺傳信息,行使著特定的功能,因此對應互補決定功能。值得注意的是,生物體這種不同層次的相互作用,往往又具有相反而立的特征,呈現對應互補的雙方,通過相互根、互立、相互作用,來達到和諧統一。

最基本的互補和相互作用是分子間的相互作用,分子間相互作用的一大特點是分子間電學特性的互補作用,分子間因電性相異、相吸,從而實現分子結構上的互補,互補的堿基對之間形成的氫鍵也屬于分子間的相互作用,相對顯正電荷的氫與另一分子中相對顯負電性X(或Y)的孤對電子接近并產生相互作用[14]。

從這個角度講,生物體是特定的分子,以特定的結合方式,形成特定的結構,分子性質是結構的反映,并遵循反立法則而呈現的一個極其復雜的、有序的、協調統一的生命體系。若不存在反立法則,機體的結構再特定、再有序,也不會形成鮮活的生命,因而,反立法則是生命的源泉。

生命活動中另一個重要的相互作用是蛋白質的相互作用。幾乎所有的生命活動,包括基因的表達、轉錄調控、翻譯調控、翻譯后調控、蛋白質的合成與分解,細胞信號的轉導和新陳代謝等,都離不開蛋白質的相互作用[15]。這其中的誘導與阻遏發生的機制,就是某些特殊物質與調控蛋白相結合,使蛋白質的空間構像發生變化,從而改變對基因調控的影響。

在基因調控中,同樣存在著相反而立功能,凡能誘導基因表達的分子稱為誘導劑,凡能阻遏基因表達的分子稱為阻遏劑,誘導與阻遏是生物體為適外界環境而做出的兩種應答方式,兩種方式相反而立,通過對應互補和相互作用,達到高度協調統一,使基因表達正常進行,從而使機體呈現高度有序。

在這個過程中,順式作用元件和反式作用因子,同樣十分明顯地遵循反立法則,所謂順式作用元件,指的是在DNA分子上的一些與基因轉錄調控有關的特殊順序,凡具有轉錄、激活效應的元件,稱為正調控元件,凡是具有阻遏基因轉錄效應的元件,稱為負調控元件,正調控與負調控相反而立;這其中的反式作用因子,能與順式作用元件相互作用,具有激活作用的稱為正調控反式作用因子;反之,稱為負調控反式作用因子[16];反式作用因子本身就是蛋白質,也就是說,無論順式作用元件、反式作用因子,都存在著激活與阻遏、正負相反調控的兩個方面的作用,相反而立。相反而立是由對應互補決定的,通過相反而立的相互作用,達到協調有序和統一,保持生理活動的高度有序化。

由此可見,生命在遵循反立法則而有序的過程中,處處存在著對應互補和相互作用,對應互補和相互作用,貫穿于生命過程的始終。且自始至終遵循的是反立法則,而不是對立的統一。

所謂基因表達,是基因所儲存的遺傳信息通過RNA轉錄和蛋白質生物合成,產生具有生物功能的RNA或蛋白質的過程,是基因遺傳信息的一種功能化概念,是遺傳信息以一種形式轉變成另一種形式而實現的基因信息表達,基因表達實際上是基因轉錄和翻譯的過程[17]。

在這個過程中,呈現以下特征:誘導與阻遏是基因表達調控的普遍方式,開放性、增強性的表達稱為誘導,關閉性、抑制性的表達稱為阻遏,二者相反相成,而不是矛盾斗爭。

無論順式作用的正調控、負調控,還是反式因子的正調控、負調控,均是相反而立,二者之間產生的是相互作用;例如,反式作用因子RNA聚合酶結合到啟動子,則發動了基因轉錄;RNA聚合酶結合到終止子,則結束了基因轉錄;之所以有啟動子和終止子的存在,根源還是DNA的互補和雙鏈反向互補,更深層次的根源來自反立法則,這里只存在相互作用,不存在矛盾斗爭。以上的順式作用與反式作用因子相輔相成,共同對基因轉錄發揮作用,這里順式作用元件,只有與反式作用因子結合,才具有轉錄調控功能,這里強調的是結合、相輔相成,而不是矛盾斗爭。這個過程中,基因表達的分子調控基礎,是蛋白質-DNA以及蛋白質-蛋白質的相互作用,強調的是相互作用,而不是矛盾斗爭。盡管基因表達的調控是多層次的復雜調節,包括染色質的激活、轉錄的起始、轉錄后的修飾、轉錄產物的細胞內轉運、翻譯的起始、翻譯后的修飾等等,但萬變不離其宗,均遵循反立法則而相互作用。

調控的結果,決定了細胞的分化狀態和功能,滿足了生物體自身的需求,以及適應內外環境的變化過程,這些過程,受到嚴格而有序的調控,達到和諧統一,而不是系統的破裂或質變。在細胞信號轉導過程中,同樣體現機體的高度有序,是遵循反立法則的結果,而不是對立統一。

所謂細胞通訊和細胞信號轉導,是機體內部的一部分細胞發出信號,另一部分細胞接收信號,并將其轉變為細胞功能變化的過程,在這個過程中,細胞內信使系統的相互作用,以及結構和功能高度一致的生命體,普遍存在著信息的傳遞途徑和精巧的信號轉導機制值得特別關注,各信息傳遞通路通過相互作用介導著大量的胞外信號對細胞的各種生理活動的調控;其中可逆性蛋白的磷酸化作用被認為是各種信使物質發揮作用的公共通道,也是胞內各信使系統相互作用的中心樞紐[18]。

蛋白質的相互作用是受到嚴格調控的,其中可逆磷酸化的調節幾乎囊括了所有重要的生命過程,由于蛋白激酶和蛋白磷酸酶這兩種酶的存在,輪流調控,作用相對,蛋白質的磷酸化和去磷酸化是在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下完成的,磷酸化是激活,去磷酸化是失活,激活與失活是可逆的,是相反而立的。機體正是借用這種相反而立的結構和功能特征,通過兩種酶的作用,經蛋白質的磷酸化和去磷酸化對細胞內部的功能活動和進程起到時空調控作用[]。

1992年瑞士科學家埃德蒙德·H·費希爾和美國科學家埃德文·E·克雷布斯共同發現了可逆性蛋白的磷酸化作用是生物的調節機制,因而獲取了諾貝爾醫學獎[20],這里問題的關鍵是作用完全相對的磷酸酶和磷酸激酶的存在,才實現了蛋白質的可逆磷酸化調節。我們看到可逆性蛋白的磷酸化和去磷酸化是生物的一種調節機制,只是一種外在表現,決定這一調節機制更深層次的原因是生物體普遍遵循的反立法則,這一法則在生物體內的體現,起決定作用的是DNA的對應互補和DNA的雙鏈反向互補。

4.2 生命在遵循反立法則而成序中,存在序變規律

生命遵循反立法則,經自組織而成序,在這個過程中,要發生序變,序變是有規律的,稱為生物序變律[21]。生物序變律于1997年10月在《醫學與哲學》雜志發表。認識序變規律、掌握序變規律、運用序變規律,正確找到序參量,引發自組織調序機能,從而達到治療疾病和恢復健康的目的,這無疑對豐富和完善以及創新醫療模式十分重要。

生物序變律揭示的是:任何生物體在內外環境作用下,其內部的動態相互作用及其變化規律,分為快序變、慢序變和突變,序變是活的有生命力的因素,序變決定著生命的質量、生命的過程,也決定著生命的穩定狀態,可以通過序變規律找到決定機體有序化程度增強的序參量,這就為創立新的醫學模式治療疾病找到了切入點,從而可以通過體外給人體一定的能量和信息,引發人體的自組織調序機能,使機體呈現更高層次的有序。這無疑對醫學的臨床研究工作將十分有意義,因而,深入研究人體各種網絡的信息序變規律,不但可以從系統科學角度豐富和深化對創新的醫學模式的診斷、治法、治則、治療機理、治療技術,而且會明顯地區別于經驗醫學和實驗醫學模式,從而可以逐步形成一個完整而系統的整體醫學模式。

例如,胰島素與胰高血糖素對體內糖代謝的序變運功中,遵循的是相反而立的法則,胰島素通過增加糖的去路、減少糖的來源。使血糖降低,這當中胰島素能促進全身組織,特別是肝臟、肌肉和脂肪組織,攝取和利用葡萄糖,促進肝糖和肌糖原的合成,抑制糖原異生,促進葡萄糖轉變為脂肪酸,儲存于脂肪組織,降低血糖水平。

胰島素能降低血糖水平,而血糖水平又是調節胰島素分泌的重要因素,血糖升高,胰島素分泌必定增加,使血糖水平降低,當血糖降至正常水平時,胰島素分泌也恢復到基礎水平,其原因是因為葡萄糖可與B細胞膜上的受體結合,使細胞內c AMP與Ca2+均可增多,從而引發胰島素的分泌,胰島素借用第三方-葡萄糖自己調節自己。這實際上是,糖代謝的自組織序變過程,這個過程中胰高血糖有很強的促進分解代謝的作用和促進肝糖原的分解,升高血糖。胰島素各激素之間可通過旁分泌方式,發生相互作用,胰高血糖素可促進胰島素和生長抑素的分泌,而胰島素和生長益素反過來又可抑制胰高血糖素的分泌,二者通過相互作用、相互制約、通過序變保持動態平衡[22]。

胰島素與胰高血糖素,一個降低血糖,一個升高血糖,功能作用相反,卻能相反而立,在這個過程中,胰島素與胰高血糖素二者不是矛盾的雙方,但功能相反,他們二者之間也不是通過直接的矛盾斗爭來達到質的變化,才能達到糖代謝的和諧統一;假如只有發生質的變化或實現了統一體的破裂才能實現和諧統一,那就是只有血糖升高到足以使患者成為糖尿病患者,使糖代謝系統發生了質變,胰高血糖素才能起作用,然后才能建立新的平衡穩定的糖代謝系統來代替舊的糖代謝系統,生命的糖代謝顯然不是這樣的。在這里胰島素與胰高血糖素,二者自身就存在著相互影響、相互制約、相互轉化的功效,這個過程中,顯然是通過第三方-葡萄糖在二者之間的相互作用,才能使二者雖然功效相反,但卻能相反而立,時時保持和諧統一而有序,可見,糖代謝遵循的不是對立的統一,而是反立法則。

問題是:是誰造化了如此奇妙的大自然?為什么在機體內有升高血糖的,就必有降低血糖的,而且二者之間能夠奇妙地保持協調有序?并且這種相反而立的功能,絕不僅僅限于胰島素和胰高血糖素,而是在機體內部處處存在。這就決定了機體處處遵循相反而立的法則。糖代謝系統只是機體復雜系統中的一個。

4.3 機體因開放的自組織而成序

通常認為,自組織系統是無需外界的特殊指令而自行結合、自行組織、自行創生、發展、消亡的系統,是指動力、指令、調節都來自系統自身內部的組織機制和過程[23]。實際上,封閉的自組織從來就不存在!他組織與自組織是個統一體,他組織是自組織的條件,這是因為人是一個開放的、非平衡巨系統,人的生理、病理改變每時每刻都在接受來自內外環境的制約、調制,只有在適合的內外環境作用下,機體才能經自組織走向有序,而自組織無論如何變化,都不會脫離反立法則這個根本法則;反之,沒有適宜的內外環境作用,任何自組織都是無法正常進行,也就更談不上遵循反立法則了。

自組織是系統的一種從低級到高級、從無序到有序的演化發展過程。自組織產生的基礎,是生物體在生命過程中,普遍存在著一個信息調控運動,調節控制著物質與能量的代謝;質、能、息三者有秩序的活動,是生命的基礎;而信息調控運動的規律又遵循反立法則,生命的信息在相反而立的震蕩通道之間往返震蕩。從而使相反而立的雙方保持相互作用、相互依存、相互轉化、相輔相成,在信息震蕩中保持動態平衡。這個過程中一個重要的方式是自組織,自組織是機體保持有序的一種運動形式,人本身就是一個完整自組織系統,這是決定人的健康與疾病的一個十分重要機制。

生命在自組織過程中,不可避免地呈現相互作用,相互作用是自組織過程中的運動形式,無論是在分子水平的相互作用,或是在細胞水平的相互作用,或是在組織、器官水平的相互作用,甚至在系統水平的相互作用,不僅普遍存在,并且不是雜亂無章,相反是井然有序的,相互作用是自組織最基本的運動形式。

現代醫學強調環境對人的生理病理的影響,中醫學則強調“天人相應”,指出,“人以天地之氣生、四時之法成”,認為人的生理、病理改變與自然界息息相關[24]。所謂開放的自組織,是指環境的物理因素、化學因素、生物因素、營養因素,以及氣溫、氣壓、緯度乃至地球磁場、高空電離層、社會心理等因素對人體內部自組織機能的影響。例如,體溫與體溫的調節,再次深刻地說明了上述原理,在人體,有產熱器官也有散熱機構,成為對應互補的雙方;體溫的恒定受內外環境的影響,一方面,體內有中樞神經的調節,主要調節中樞在下丘腦,它發出的傳輸信息既控制產熱器官,如肝臟、骨骼肌,也控制散熱機構,如皮膚、汗腺,使體溫維持在相對穩定水平;此外,體內的內分泌系統、循環系統也對產熱和散熱起到調節作用;在炎熱的環境中,機體代謝率并不降低,可通過皮膚的血流量來增加散熱,減少熱儲,維持體溫平衡;在寒冷的環境中,通過交感神經緊張、皮膚血管收縮、皮膚血流量劇減、散熱量減少來維持體溫平衡[]。

在這個過程中,機體遵循的仍然是反立法則而不是對立統一;產熱與散熱,不是矛盾的雙方,更不會在自組織過程中產生矛盾斗爭,也不會使統一體發生質變,才能起到體溫調節作用;如若不然,就會出現人體只有超出正常體溫、出現發燒,體溫才能出現調節,事實遠遠不是這樣,產熱與散熱,是對應互補的雙方,往往是通過第三方來調節體溫,保持體溫恒定,這第三方包括:中樞神經系統、自主神經系統、內分泌系統、肝臟、骨骼肌、皮膚等,通過相互作用,使體溫不至過高,也不至過低,產熱與散熱雙方相反而立。

4.4 體內的生理活動可被體外調控

在生命科學領域,我們可以通過生物醫學工程技術,在體外對體內的信息與信息運動實現能動的調控;由于在物質、能量、信息三者之間,信息是起主導作用的,信息可以調節物質、能量,并籍此對人的生理功能起到調節作用,這就意味著人的生理活動,可以實現技術上的體外調控。這種體外調控具備兩大特征:通過網絡而調控;整體調序。

這當中生命網絡至關重要,人的網絡系統有3 種:一是分子基因網絡,決定著人體系統的發育、生長和各種功能;二是細胞代謝網絡,完成生命物質的合成、分解、轉化、利用、排泄等代謝過程;三是細胞信息傳遞網絡,它通過生物信息分子調節代謝、生長、繁殖、和刺激進行應答,起著細胞間通訊和信息交流的作用[26]。這其中信息的主導作用、信息的可被體外調控,是我們的關注所在。

自組織、耗散結構、協同、相互作用,只是生命走向有序的運動形式,其根源皆因生命遵循反立法則而有序,因而,反立法則可以將上述種種學說統一起來,不僅為系統科學發展奠定了基礎,也為在技術上實現對人的生理活動、實現體外調控奠定了基礎。不僅生命的信息與信息運動可被體外調控,基因的表達也可被體外調控,這是由于基因分為兩大類,一類叫管家基因,一類叫誘導/阻遏基因,其中誘導阻遏基因接受外界環境的影響,從而發生基因表達的改變;由于基因表達是遵循反立法則的,因而,由基因表達所決定的生理功能也遵循反立法則,可被體外調控?；虮磉_可被體外調控是一個誘人的研究課題。

為證實這一原理,我們曾用TX-II型調序治療儀,作為體外信息調控工具,用腦超慢震蕩(ET)檢測技術做為實驗手段,進行了嚴格的實驗研究,結果看到:無論即刻的前后對照或遠期的前后對照,這種體外信息調控技術,均可以使人的腦電節律發生改變,可以由θ慢波為主頻率,調節改變為α波為主頻率,并且調節以后,往往出現一個突出的α波主峰值,可重復性很強,與此同時,還可以看到頻率結構熵顯著下降,表明腦細胞電活動的有序化程度顯著提高;我們同時還看到,主要中樞神經遞質的活動水平可因體外調控而發生雙向性調節變化[27]。并且上述變化是全腦的,而不是局部的,表明這種調節,可使全腦功能恢復有序化,因而稱為“整體調序”。

眾所周知,腦電是突觸后電位的綜合,腦電節律的改變,反應的是突觸后電位的變化,而突觸后電位的變化與細胞信號轉導又密切相關,生物體內各種細胞功能上的協調統一,又恰恰是通過細胞間相互識別、相互作用的細胞信號轉導通訊過程來實現的;又由于細胞信號轉導中,其功能的協調統一,是機體整體對外界環境變化最適宜的反應;因而,上述實驗結果表明,人的體內生理功能活動可被體外調控。

細胞信號轉導可被體外調控,這意味著人的生理活動可被體外調節,為“信息醫學”的創立奠定了技術基礎[28]。我們應用相同的實驗方法,又用超聲腦血流定量儀做實驗工具,進行了重復性實驗研究,結果再次看到,體內的生理活動可被體外調控。

在這些體外調控實驗中,我們看到一個特征:由于人的生理活動遵循反立法則,而反立法則又決定了對應互補的雙方,必定存在著相互作用和自組織,因此總是自發地走向有序,決定這個有序狀態的信息與信息運動的網絡,是遍布全身的一個完整的網絡體系,體系之間,有密切的相互聯系、相互作用;正是由于機體內部這些網絡系統不僅存在密切的相互聯系,而且只要觸動起關鍵作用的序參量,即可牽一發而制動全身,則對全身起到整體調節作用,因此,只要科學準確地找到了體內的序參量做為切入點,運用信息體外調控技術引發機體的自組織調序機能,則可實現了對人體的“整體調序”,這在臨床治療中,具有十分重大的臨床應用價值。

5　反立法則在醫學領域的應用價值

5.1 反立法則的揭示,催生了“信息醫學”的誕生

“信息醫學”是一種全新的整體系統醫學模式,當前,已具備了豐厚的理論基礎,它不僅在質、能、息一體化的框架下發展了系統科學,同時用反立法則將協同、耗散結構理論、信息論、控制論、超循環理論,統一在系統科學的框架下,發展成為系統科學體系,同時創立和完善了如下理論和學說:反立法則造就了大自然,造就了生命、生命遵循反立法則而有序、機體遵循反立法則而有序,起源于DNA堿基對互補和DNA雙鏈反向互補、生命因開放的自組織而成序、生命的功能活動可被體外調控、生命的功能活動遵循反立法則而成序過程中存在序變規律;以上這些理論與學說的創立,成為“信息醫學”堅實的理論基礎。

“信息醫學”強調的是:人在內外環境作用下遵循反立法則而有序,它既把人看成是一個完整的整體,也把機體內外環境看成是一個完整的整體。它的核心內容是:借用體內信息與信息運動可被體外調控的原理,注重人的生物信息、信息通路及信息網絡間的相互作用及其規律的調節,以及由此而顯現的系統整體特征,從中尋找系統診斷和系統治療疾病的方法與技術。它在治療理念上,著眼于信息網絡的調控和生命的金原則來治療疾病,取代了生物醫學模式中單純著眼于局部生理生化和局部病理病癥的治療理念。(所謂生命金原則是指:整體性原則、動態性原則、相互作用原則、有序性原則。)

它在治療機理上,用“整體調序”取代“受體阻斷”。它在治療法則上,用“信息調控”取代“對癥治療”。在臨床系統診斷上,用“系統診斷”取代“單一病癥診斷”[29]。于是一個全新的整體治療醫學模式-“信息醫學”已嶄露頭角,開始問世。

5.2 對人體實現了“整體調序”

調序治療儀是我們發明的一種體外信息調控技術,它在技術上充分體現上述特征,因而,在精神病的臨床治療中,顯現出“整體調序”的臨床特征,這已經被基礎、臨床實驗以及大量臨床實踐所證實;精神病從來就不是局部病變,以精神分裂癥為例,它是一個典型的整體病變,在江開達主編的《精神病學》當中,對精神分裂癥定義為,是一組病因未明的精神疾病,常有感知、思維、情感、行為等多方面的障礙和精神活動不協調[30]。這里雖然病因未明,但強調了是一組精神疾病,且涉及到感知、思維、情感、行為諸方面,這些病癥與功能障礙在腦內涉及到多種遞質能系統,而這些遞質能系統在腦內的分布是十分廣泛的,因此,精神分裂癥是一種腦的整體病變。這里不可忽略的是:腦的重要功能是整合,是多層次的整合[31],而這個整合是通過腦內多種遞質能系統構成復雜網絡來實現的,在這個過程中,這些網絡系統之間存在著復雜、微妙的相互作用,這些相互作用的失序,必定導致腦的整合機能失衡,盡管這種失序往往首先發生在特定的遞質能系統,但最終會影響到全腦的整合機能而發病,構成精神分裂癥的發病機制;因此,單純著眼于神經生化異常和神經遞質的阻斷來認識和治療精神分裂癥,是當前對精神分裂癥的認識和治療的兩個誤區,這不僅是因為精神分裂癥本來就不是腦的局部病癥,而是腦的整體病癥,而且因為當藥物進入腦內實施“受體阻斷”時,沒有靶向性,該阻斷的阻斷了,不該阻斷的也阻斷了,因而不可避免地產生副作用,例如,傳統的抗精神病藥物在阻斷中腦邊緣系統的多巴胺通路時,可以發揮治療作用,但又不可避免地阻斷了黑質-紋狀體系統的多巴胺通路,產生錐體外系副作用;新型抗精神病藥物,通過對五羥色胺和多巴胺的受體阻斷而發揮治療作用,但同時又對多種與療效無關的受體起阻斷作用而導致多種副作用。臨床實踐證明,用“整體調序”取代“受體阻斷”是一條成功的路子,用信息體外調控技術,實現對人腦的“整體調序”,在臨床實踐中我們看到,不但會顯著地提高療效,使感知、思維、情感、行為等癥狀同步減輕或消失,同時可以降低一些藥物的副作用。也就是說,這種“整體調序”的作用機制,不但在理論上滿足了精神分裂癥是整體疾病的要求,在臨床治療實踐中,可以把因“受體阻斷”而擾亂的突觸后神經功能重新調整到有序化狀態,因而不但可以提高療效還能降低藥物因受體阻斷而產生的毒副作用;在治療心境障礙中的雙向障礙時得到進一步驗證,不管患者表現為心境高漲、精力充沛、活動增加,還是表現為心境低落、精力減退和活動減少,都可以在同一治療過程中同步得到有效治療,從未出現過治療躁狂出現抑郁,也未出現治療抑郁出現躁狂[32];在治療抑郁、焦慮等病癥時也同樣體現了這一特征,大家知道當抑郁癥狀出現時,去甲腎上腺素能傳遞不足;中等強度的去甲腎上腺素能活動可以促進專注力,過度活動可以導致焦慮或激動;但這種信息體外調控技術,既能改善抑郁癥狀,又能使注意力集中,還能改善焦慮、激動等癥狀。該項技術既不會使去甲腎上腺素能傳遞不足,也不會使其過度活動,只會使去甲腎上腺素能的活動保持中等強度;信息體外調控技術,借用反立法則的最基本特征與規律,通過引發機體的自組織調序機能,實現了對人腦的“整體調序”和雙向調節。

甩開“受體阻斷”,尋求對人腦的“整體調序”,實現精神病人的無副作用治療和“全面康復”。無疑是廣大精神科臨床醫師和廣大精神病患者家屬夢寐以求的愿望。今天,借用反立法則的原理,通過體外信息調控技術,使這一愿望變成現實。臨床實踐證明,調序治療儀這種體外信息調控技術在臨床應用中顯現出了“整體調序”的如下臨床特征:①多種精神病癥可以同步得到有效治療,若一個患者同步兼有精神分裂癥、心境障礙、神經癥,可以在同一治療過程中同步得到有效治療;②雙向性調節;③是一種無副作用治療;不但本身無副作用,若與藥物合并應用,既可以提高療效又可以有效地降低一些藥物的毒副作用;④可以同步改善睡眠;⑤可以同步提高人的認知功能;⑥是一種全面康復,即:可以使一個精神分裂癥患者同步實現從思維到情感,從意志到行為,從睡眠到認知,乃至眼神和面部表情,恢復到一如常人,這是當前國內外任何抗精神病藥物做不到的,而該項技術卻大量地做到了。同一項技術,能同步兼有以上6項性能特征,國內外未見相同報道。從而提示:這種信息體外調控技術,在精神病治療領域是一種開拓性的創新技術,實現了精神病臨床治療的重大突破。

此外,我們運用這種體外信息調控技術,對腦癱弱智進行了實驗研究,同樣獲得了成功,經實驗研究證實:該項技術有開發大腦潛在能力、增強腦功能的作用,尤其對提高腦癱弱智兒童的智力水平有顯著的療效,包括提高他們理解記憶能力、適應行為能力、認知功能、學習能力、生活自理能力等;還同時可以使腦癱弱智兒童情緒穩定、對語言障礙、多動、注意力不集中、記憶能力差等病癥得到明顯改善和提高,同時也可以改善這些患兒的睡眠障礙。上述病癥與功能涉及到腦內多種神經遞質的活動水平,而這些遞質能系統在腦內的分布又是十分廣泛,再次提示這種體外信息調控技術在腦內發揮的是整體調序作用。

我們還運用這種體外信息調控技術,在治療神經血管性頭痛、椎動脈型頸椎病中也獲得了成功。有些疾病則需要體外信息調控技術與現代醫學藥物治療相結合,這是系統科學與還原論融合的產物,在還原論指導下發展起來的現代醫學,雖然有很多缺陷,但它畢竟是人類智慧在醫學領域的結晶,有許多方法與技術是可貴的,不可完全揚棄。實行系統論與還原論的有機融合,既注重系統論指導下的還原分析,也要注重從還原到系統的理性設計,實現從現象到規律、由結構到功能、由微觀到宏觀、由局部到整體的轉變,這一轉變,不僅把還原升華到一個更高的層次,也實現了系統論與現代醫學的交融。

為什么這種技術能對這些病癥的治療起到整體調序作用?并非這種技術要作用于全身,而是借用了機體遵循反立法則,經網絡信息調控自發地走向有序這一特征,在體內起到一種引發作用,引發機體自組織調序機能,起到整體調序,達到治療的目的。

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·論 著·(精神衛生)

(收稿時間:2015-09-04)

doi:10.13342/j.cnki.cjhp.2016.03.001

中圖分類號:R749

文獻標識碼:A

文章編號:1005-1252(2016)03-0321-08