Tại sao ngón tay của chúng ta bị nhăn khi ngâm nước?

Da trên đầu ngón tay và ngón chân của chúng ta thường co lại, tạo ra các nếp nhăn khi ngâm nước trong vài phút. Đây có phải là một khả năng thích ứng đã giúp loài người tiến hóa trong quá khứ? Và điều này có thể tiết lộ điều gì về sức khỏe của bạn?

Hãy dành một vài phút để ngâm mình trong bồn tắm hoặc té nước trong hồ bơi và các ngón tay của bạn sẽ trải qua một sự biến đổi ngoạn mục. Nơi từng là lớp biểu bì mịn màng, giờ đây đã có những nếp da nhăn nheo xấu xí.

Sự thay đổi nổi bật này là quen thuộc nhưng cũng khó hiểu. Chỉ có da lòng bàn tay và lòng bàn chân của chúng ta nhăn nheo khi ngâm trong nước, còn da các bộ phận khác trên cơ thể như cẳng tay, thân mình, chân và mặt thì không bị nhăn nheo, vẫn mịn màng như trước. khi ngâm nước.

Nếp nhăn do nước gây ra trên đầu ngón tay và ngón chân của chúng ta đã thống trị suy nghĩ và công việc của các nhà khoa học trong nhiều thập kỷ.

Ban đầu, hầu hết đều thắc mắc nguyên nhân gây ra hiện tượng này, nhưng gần đây, câu hỏi tại sao và mục đích của nó đã thu hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu.

Tuy nhiên, có lẽ hấp dẫn hơn cả là những gì ngón tay nhăn nheo có thể tiết lộ về sức khỏe của chính chúng ta.

Ba phút rưỡi ngâm mình trong nước ấm – 40C (104F) được coi là nhiệt độ tối ưu – để các đầu ngón tay của bạn bắt đầu nhăn, trong khi ở nhiệt độ lạnh hơn – khoảng 20C (68F) – có thể mất đến 10 phút. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu đều phát hiện ra rằng phải mất khoảng 30 phút ngâm mình để da đạt được độ nhăn tối đa.

Nhăn đầu ngón tay thường được cho là một phản ứng thụ động, trong đó các lớp trên của da phồng lên khi nước xâm nhập vào các tế bào thông qua một quá trình được gọi là thẩm thấu – nơi các phân tử nước di chuyển qua màng. ô để cân bằng nồng độ của dung dịch ở hai bên. Nhưng kể từ năm 1935, các nhà khoa học đã nghi ngờ rằng nhiều hơn nữa đang xảy ra trong quá trình này.

Các bác sĩ nghiên cứu những bệnh nhân bị chấn thương làm đứt dây thần kinh giữa – một trong những dây thần kinh chính chạy từ cánh tay đến bàn tay – nhận thấy rằng đầu ngón tay của họ không bị nhăn khi ngâm trong nước.

Nó đóng nhiều vai trò khác nhau, với một trong những chức năng của dây thần kinh giữa là giúp kiểm soát các hoạt động giao cảm như đổ mồ hôi và co thắt mạch máu. Khám phá của họ cho thấy sự nhăn nheo của các đầu ngón tay khi ngập trong nước thực chất là do hệ thần kinh điều khiển.

Các nghiên cứu sau đó của các bác sĩ vào những năm 1970 đã cung cấp thêm bằng chứng về điều này và họ đề xuất sử dụng ngâm tay như một bài kiểm tra tại chỗ đơn giản để đánh giá tổn thương thần kinh. có thể ảnh hưởng đến việc điều chỉnh các quá trình vô thức như lưu lượng máu.

Sau đó, vào năm 2003, các nhà khoa học thần kinh Einar Wilder-Smith và Adeline Chow, khi đó đang làm việc tại Bệnh viện Đại học Quốc gia Singapore, đã đo lưu thông máu trong tay của các tình nguyện viên khi ngâm mình trong nước. Họ phát hiện ra rằng khi da trên đầu ngón tay của các tình nguyện viên bắt đầu nhăn lại, lưu lượng máu ở các ngón tay giảm đi đáng kể.

Khi bôi một loại kem gây tê cục bộ khiến các mạch máu ở ngón tay của những tình nguyện viên khỏe mạnh tạm thời co lại, họ nhận thấy nó tạo ra các nếp nhăn tương tự như các nếp nhăn được tìm thấy trong nước.

Nick Davis, nhà thần kinh học và nhà tâm lý học tại Đại học Manchester Metropolitan, người đã nghiên cứu về các nếp nhăn ở ngón tay cho biết: “Khi ngón tay của bạn nhăn nheo, chúng đang báo hiệu điều gì đó. biết. “Các đầu ngón tay trở nên nhợt nhạt vì nguồn cung cấp máu lên bề mặt bị hạn chế.”

Wilder-Smith và các đồng nghiệp của ông giải thích rằng khi bàn tay của chúng ta ngập trong nước, các ống dẫn mồ hôi ở các ngón tay của chúng ta sẽ mở ra để thoát nước vào, dẫn đến sự mất cân bằng của muối trên da.

Sự thay đổi cân bằng muối này sẽ kích hoạt các sợi thần kinh ở ngón tay, dẫn đến các mạch máu xung quanh ống dẫn mồ hôi co lại. Điều này làm cho phần thịt của đầu ngón tay bị mất thể tích, do đó kéo lớp da bên dưới xuống dưới khiến nó biến dạng thành các nếp nhăn. Sự xuất hiện của các nếp nhăn phụ thuộc vào cách lớp da ngoài cùng – biểu bì – được gắn vào các lớp bên dưới nó.

Người ta cũng cho rằng các lớp da bên ngoài cũng có thể sưng lên một chút để tăng mức độ nhăn. Tuy nhiên, chỉ bằng cách thâm nhập, da của chúng ta sẽ cần phải phồng lên 20% để đạt được các nếp nhăn mà chúng ta thấy ở ngón tay, điều này sẽ khiến chúng trở nên to lớn một cách đáng sợ. Pablo Saez Viñas, một kỹ sư cơ sinh học tại Đại học Kỹ thuật Catalonia, người đã sử dụng các mô hình máy tính để kiểm tra cơ chế này, nói rằng khi các lớp da trên phồng lên một chút và các lớp dưới co lại với nhau. Đôi khi, các nếp nhăn trở nên rõ rệt hơn nhiều.

Ông nói: “Bạn cần cả hai quá trình để có được mức độ nếp nhăn bình thường. “Nếu bạn không có phản ứng thần kinh, điều này xảy ra ở một số người, các nếp nhăn sẽ không hiển thị rõ ràng. . “

Nhưng nếu nếp nhăn được kiểm soát bởi các dây thần kinh của chúng ta, điều đó có nghĩa là cơ thể chúng ta đang phản ứng tích cực khi ở trong nước. David nói: “Điều đó có nghĩa là nếp nhăn là có lý do. “Và điều đó có nghĩa là nó có thể mang lại lợi thế cho chúng tôi.”

Một trong những đứa con của ông đã hỏi trong lúc tắm tại sao ngón tay của chúng lại nhăn nheo, và câu hỏi đó đã khiến Davis bắt đầu tìm hiểu xem lợi ích của việc này là gì.

Với sự giúp đỡ của 500 tình nguyện viên đã đến thăm Bảo tàng Khoa học ở London vào năm 2020, Davis đã đo được lực mà họ cần sử dụng để giữ một vật bằng nhựa.

Có lẽ không có gì đáng ngạc nhiên khi những người có bàn tay khô và không có nếp nhăn cần sử dụng ít lực hơn những người có bàn tay ướt – bởi vì khả năng cầm nắm đồ vật của họ tốt hơn. Nhưng khi họ nhúng tay vào chậu nước trong vài phút để tay nhăn lại, độ bám giữa bàn tay ướt nhưng nhăn bằng tay khô.

Davis nói: “Kết quả rõ ràng một cách đáng kinh ngạc. “Da nhăn làm tăng lượng ma sát giữa ngón tay của chúng ta và vật thể. Điều đặc biệt thú vị là ngón tay của chúng ta nhạy cảm với sự thay đổi này của ma sát bề mặt và chúng ta sử dụng điều này để chỉ cần dùng ít lực hơn cũng có thể giữ chắc một vật.”

Vật thể do các tình nguyện viên Davis cầm có trọng lượng chưa đến vài xu, vì vậy chỉ cần một lực kẹp rất nhỏ để giữ nó. Nhưng khi thực hiện các nhiệm vụ khó khăn hơn trong môi trường ẩm ướt, sự khác biệt về ma sát này có thể trở nên quan trọng hơn.

Ông nói: “Nếu bạn không phải bóp quá mạnh để cầm một thứ gì đó, các cơ ở cánh tay của bạn sẽ đỡ mỏi hơn và do đó bạn có thể cầm được lâu hơn.

Phát hiện của ông phù hợp với phát hiện của các nhà nghiên cứu khác, những người đã phát hiện ra rằng các nếp gấp của đầu ngón tay giúp chúng ta cầm nắm các vật ướt dễ dàng hơn.

Vào năm 2013, một nhóm các nhà khoa học thần kinh tại Đại học Newcastle ở Anh đã yêu cầu các tình nguyện viên chuyển những viên bi thủy tinh có kích thước và trọng lượng khác nhau từ thùng chứa này sang thùng chứa khác.

Trong một trường hợp, các viên bi khô, và trong trường hợp khác, chúng nằm dưới đáy của một thùng chứa đầy nước.

Những người tham gia phải mất 17% thời gian để chuyển các viên bi chìm bằng ngón tay không nhăn nheo của họ so với khi chuyển các viên bi khô.

Nhưng khi ngón tay của họ bị nhăn, họ có khả năng chuyển được lượng bi chìm nhiều hơn 12% so với khi ngón tay bị ướt mà không bị nhăn.

Điều thú vị là không có sự khác biệt trong việc chuyển các viên bi khô với các ngón tay nhăn hoặc không nhăn.

Một số nhà khoa học cho rằng các nếp nhăn trên đầu ngón tay và ngón chân của chúng ta có thể hoạt động giống như những sợi lông trên lốp xe hoặc đế giày. Các rãnh do nếp nhăn tạo ra giúp đẩy nước ra khỏi điểm tiếp xúc giữa ngón tay và vật thể.

Điều này cho thấy rằng con người có thể đã tiến hóa làm nhăn bàn tay và bàn chân của chúng ta vào một thời điểm nào đó trong quá khứ, để giúp chúng ta cầm nắm các vật có bề mặt ướt.

Tom Smulders, một nhà khoa học thần kinh tiến hóa tại Đại học Newcastle, người đứng đầu nghiên cứu năm 2013, cho biết: “Vì điều đó dường như mang lại khả năng bám dưới nước tốt hơn, tôi cho rằng nó liên quan đến chuyển động trong điều kiện ẩm ướt hoặc nhu cầu điều khiển các vật thể dưới nước”.

Ví dụ, nó có thể đã mang lại cho tổ tiên của chúng ta một lợi thế quan trọng khi đi trên đá ướt hoặc cần bám vào cành cây. Hoặc nó giúp chúng ta bắt hoặc thu thập thức ăn là động vật có vỏ.

“Nếu đó là tình huống sau [bắt hoặc lượm thức ăn] thì nó cho thấy rằng đây là một sự tiến hóa độc đáo chỉ có ở con người, nếu đó là tình huống trước đây thì sao [để đi lại trên đá ướt hoặc để nắm bám cành cây] chúng tôi thấy rằng nó cũng phải có ở các loài linh trưởng khác, ”Smulders nói.

Các quan sát đã chỉ ra rằng ngón tay nhăn nheo không xảy ra ở họ hàng gần nhất của chúng ta trong thế giới linh trưởng như tinh tinh, nhưng ngón tay của khỉ Nhật Bản, nếu ngâm lâu trong nước nóng thì có. các nếp nhăn xuất hiện.

Tuy nhiên, việc thiếu bằng chứng ở các loài linh trưởng khác không có nghĩa là điều đó không xảy ra, mà chỉ có nghĩa là không ai quan sát nó đủ kỹ, Smulders nói. “Chúng tôi chưa có câu trả lời cho câu hỏi này.”

Có một số manh mối thú vị khác về thời điểm sự tiến hóa này xuất hiện ở loài người.

Nhăn đầu ngón tay ít rõ ràng hơn ở nước mặn và cũng mất nhiều thời gian hơn so với nước ngọt.

Điều này có thể là do sự chênh lệch nồng độ muối giữa da và môi trường xung quanh trong nước mặn thấp hơn, và do đó sự mất cân bằng muối kích hoạt các sợi thần kinh ít nghiêm trọng hơn. Vì vậy, đây có thể là một sự thích nghi giúp tổ tiên của chúng ta sống ở vùng nước ngọt hơn là sống dọc theo bờ biển.

Nhưng không có câu trả lời nào là chắc chắn, và một số người tin rằng đó có thể chỉ là một phản ứng sinh lý ngẫu nhiên không có chức năng thích ứng.

Thật kỳ lạ, có những bí ẩn khó hiểu khác – ví dụ, da của phụ nữ mất nhiều thời gian hơn da của nam giới để chuyển sang trạng thái nhăn nheo. Và chính xác thì tại sao da của chúng ta trở lại trạng thái bình thường – thường là sau 10-20 phút – nếu không có bất lợi rõ ràng trong việc cầm các vật khô khi các đầu ngón tay nhăn nheo?

Nếu các nếp nhăn trên ngón tay của chúng ta chắc chắn giúp tăng độ bám khi ướt nhưng không làm phiền khi khô, thì tại sao đầu ngón tay của chúng ta không bị nhăn vĩnh viễn?

Có thể có một lý do cho điều này, đó là các nếp nhăn ở đầu ngón tay có thể làm thay đổi cảm giác xúc giác. Chúng ta có rất nhiều dây thần kinh ở các đầu ngón tay và việc giảm diện tích da ở đó sẽ thay đổi cách chúng ta cảm nhận những thứ chúng ta chạm vào (mặc dù một nghiên cứu cho thấy điều này không ảnh hưởng đến cảm giác của chúng ta). khả năng sử dụng xúc giác để phân biệt các đối tượng).

Davis nói: “Một số người có ác cảm thực sự với điều này bởi vì việc nhặt một thứ gì đó với những ngón tay nhăn nheo sẽ mang lại cho họ cảm giác kỳ quặc. “Đó có thể là do sự cân bằng của các thụ thể trên da đã thay đổi vị trí, nhưng cũng có thể là một phản ứng tâm lý. Sẽ rất thú vị khi điều tra lý do tại sao. Có thể có những điều khác, với những ngón tay nhăn nheo, chúng ta sẽ còn tệ hơn”. “

Nhưng sự nhăn nheo của ngón tay và ngón chân trong nước cũng có thể tiết lộ thông tin quan trọng về sức khỏe của chúng ta theo những cách đáng ngạc nhiên.

Ví dụ, nếp nhăn xuất hiện chậm hơn ở những người mắc các bệnh về da như bệnh vẩy nến và bệnh bạch biến. Bệnh nhân bị xơ nang cảm thấy lòng bàn tay và ngón tay nhăn nheo quá mức, và điều này thậm chí còn được thấy ở những người mang mã di truyền của căn bệnh này.

Bệnh nhân tiểu đường loại 2 đôi khi cũng thấy da giảm nhăn rõ rệt khi nhúng tay vào nước. Tương tự, sự giảm nếp nhăn cũng được thấy ở những người bị suy tim, có lẽ là do việc kiểm soát hệ thống tim mạch của họ bị gián đoạn.

Nếp nhăn không đối xứng của các ngón tay – nơi một tay ít nhăn hơn tay kia mặc dù có cùng độ dài ngâm – thậm chí còn được cho là dấu hiệu ban đầu của bệnh Parkinson vì nó cho thấy hệ thần kinh giao cảm hoạt động không bình thường. hoạt động chính xác trên một bên của cơ thể.

Vì vậy, trong khi câu hỏi tại sao ngón tay và ngón chân của chúng ta lại nhăn nheo trong nước ngay từ đầu vẫn còn bỏ ngỏ, thì những ngón tay và ngón chân xấu xí đó lại tỏ ra hữu ích đối với các nhà khoa học khác. bác sĩ theo những cách đáng ngạc nhiên.