看完史上唯一的饥荒实验，才知道长期节食减肥有多伤脑

　　＂把科学带回家＂ 提供
　　在卡路里过剩的时代，减肥是许多人的口头禅。不过，长期节食对人的大脑和身体有什么短期和长期影响？75年前的一个史无前例的饥荒实验给出了残酷的答案。
　　撰文 七君
　　你可能不知道，二战中死于饥荒的人数和战死的军人数量不相上下。根据都柏林大学学院经济学家 Cormac Ó Gráda 的估计，在二战中至少有2千万人死于饥饿。
　　二战期间，荷兰因为纳粹的控制而实行了口粮配给制，每人每天的能量摄入只有400卡路里，仅为现代人的五分之一不到。而在列宁格勒围城战期间，每天有近一千人死于饥饿。平民不仅开始吃宠物、皮带和书，甚至开始吃人。
　　为了为欧亚战后纾困和重建做准备，盟军迫切需要营养学的指导。但是，当时和饥荒相关的科学研究少得可怜。虽然19世纪时就有科学家开始研究断食，不过那时候的研究手段比较原始，大多是称称体重，测一测尿里的氮含量，大家并不知道饥饿对身心的更具体的影响，也不知道什么样的方案才能恢复患者的健康。
　　为了寻找答案，美国政府找到了在生理学界小有名气，并曾经为美军设计了行军盒饭K-口粮（K-ration）的明尼苏达大学的生理学家 Ancel Keys。
　　1941年Keys为美军设计的K-口粮早饭 图片来源：wikipedia
　　在美国军方的资助下，1944年11月 Ancel Keys 开始做一个现在没有科研机构敢做的实验：严格控制36个健康年轻人的卡路里摄入，让他们经历6个月的饥荒。
　　而因为这个研究是在明尼苏达大学的足球场做的，它后来被称为明尼苏达饥荒实验（Minnesota Starvation Experiment）。这是人类首次用科学的方法研究长期节食对人体的影响。
　　一年后，32个参与者离开了明尼苏达大学，他们的经历永远改变了世界，也改变了他们自己。
　　前无古人的饥荒实验
　　明尼苏达饥荒实验的招募广告：你愿不愿意为了这些孩子能吃上饭而挨饿？ 图片来源：Mad Science Museum
　　在招募志愿者的时候，Keys 发出警告：实验可能会对健康有严重的影响，也没有补贴，但是依然有400多个人报名。
　　Keys 从中选了36个精神和体能都极为健全的年轻人，他认为这样才能保证这些人不会因为节食而倒下。
　　明尼苏达饥荒实验参与者留影 图片来源：Mad Science Museum
　　在实验前，所有36个人都未曾经历饥荒，也从未节食。这36人大多是20岁出头的热血汉子，最年长的也不过33岁。他们的智商均值为130，超过普通人（人群IQ均值为100），等同于哥伦比亚大学统计学研究生的脑力。
　　Keys 设计了一个被试内设计的实验，先给参与者3个月的控制期，然后再让他们吃严格的减肥食谱，最后再让他们逐渐恢复饮食。
　　在3个月的控制期内，每个人每天的摄入大约3200卡路里的食物，超重或体重不足的人的饮食会相应地调整。
　　参与者只能在大学食堂里吃分量和内容被严格规定的食物，而且一定要在研究者眼皮底下吃完。他们的食谱和普通西餐差不多，比如牛排、羊肉、蔬菜沙拉、冰淇凌什么的。
　　接下来就是节食期。
　　1945年2月12日，这些人开始为期6个月的节食。Keys 的目标是通过饮食把这些小伙子的体重减少25%。
　　为了达到这个目标，他把每人每天摄入的能量控制在1570卡路里左右，每天只能吃2顿。从现在的标准看，每天1570卡路里的能量摄入是普通男性每日摄入（约2500卡）的六成。研究者会根据每个人每天的体重调整他们的饮食，使其体重符合预期的曲线。
　　而节食食谱也是相当单调，几乎还原了战争时期欧洲平民的生存状态：卷心菜、土豆、豆子汤、通心粉和奶酪，饮食主要由碳水化合物构成的，蛋白质含量比较少。
　　为了模拟真实的日常生活的能量消耗，在整个实验期间他们每周要在跑步机上散步35千米，从事15小时和学习有关的活动，比如在大学听课。其他时间，他们可以在校园里自由活动，看电影或者找点事做。
　　在实验期间，Keys 对他们进行了极为细致的检查，智商、性格（用的是明尼苏达多项人格测验）、心脏大小、血容量，听力视力，体脂率，甚至精子数量都被详细记录下来。他们每天还被要求记日记，写下自己的内心感受。
　　研究人员正在测量参与者的生理指标 图片来源：Mad Science Museum
　　1950年，Keys 把这项研究整理成了2册出版，书名为 The Biology of Human Starvation。这个研究使他在生理学界声名鹊起。而明尼苏达饥饿实验的重要结论也被美军制作成了小册字，在战后的欧亚分发。
　　可以说，到目前为止这是饥荒研究史上最为细致的案例。现在要想复制这个研究的话，不论从规模还是伦理上来看都不太可能。
　　我们一起来看看这个研究得到的一些重要结论。
　　饿到心脏缩水
　　在节食期，研究人员对参与者的体能和脑力进行测量。图片来源：Mad Science Museum
　　在节食开始前，所有36人的体重都在正常范围内，平均是69千克，身高体重指数BMI（体重除以身高的平方）在18.4-25.4之间，平均是21.9，不胖不瘦。
　　而节食开始后，本来身材匀称的他们看起来瘦骨嶙峋，身体棱角分明，非常可怕。
　　节食期结束后，他们的BMI均值为16.4，有人甚至只有14.9。要知道根据世界卫生组织的建议，BMI在18.5以下属于体重过轻，和患有神经性厌食症的人的BMI差不多。
　　和后来许多研究的结果一致，这些人的基础代谢率（什么都不做的情况下身体消耗的能量）也下降了。比如，这些人的心率显著下降，从每分钟55掉到35下。为了保存能量，他们的便便次数也降低到了每周一次。血容量下降了10%，心脏也缩水了。
　　节食带来的另一个可怕的影响，就是他们眼球中的血管收缩，这导致他们的眼球变白。根据 Keys 的描述，他们的眼睛在节食末期看起来亮白得不自然，像是瓷器做的。
　　其中一些人皮肤还变得粗糙，常感到眩晕耳鸣，身体不协调，还会发冷。而因为臀部缺乏脂肪，他们也无法久坐。
　　节食对身体造成的另一个显而易见的后果就是体能衰退。从后摆腿测力计测得的数值来看，他们的力量减少了21%。这些人也抱怨感到衰老无力。
　　Keys 认为，这些人的生理状态和患有饮食障碍的人十分相似，他进而提出，一些心理障碍可能是营养不良的结果。
　　挨饿的实验参与者 图片来源：Mad Science Museum
　　Keys 还发现了一个节食带来的有趣现象。
　　在这个研究之前，民间有一种说法，那就是饥饿的人的感官会变得敏锐。为了验证这种说法是否科学，Keys 也测量了他们的听力和视力。
　　和传言相反，Keys 发现饥饿对视力没有影响，但是却奇怪地提高了听力，尤其是对低频声音的敏感度。Keys 对此的解释是，由于耳部组织萎缩，耳道变大，耳屎变少，因此听力有所提升。
　　饿着，笨着
　　乔布斯有句名言：Stay hungry, stay foolish，他的本意是鼓励大家求知若渴。但是放到明尼苏达饥荒实验的语境中，这句话就有了别样的理解：饿着的人的学习能力反而衰退了。
　　节食对这些人认知能力的打击让 Keys 感到错愕。Keys 发现，在进入节食期短短几周后，这些人的注意力、学习效率和判断力都下降了。
　　在2003年的斯坦福大学的精神病学家 Regina C Casper 和同事的回访研究中，所有18人都同意这个结论。其中12人还表示，他们在节食期间对智力活动的需求降低了，也就是说他们不再那么爱学习了。
　　实验参与者在晒太阳 图片来源：Mad Science Museum
　　好奇心的减弱伴随着抑郁的爆发。节食几周后，36个参与者很快陷入了抑郁。他们在日记里记录下两餐之间的时间是多么难熬，他们感觉多么无力疲劳。
　　Keys 记录道，在实验前，这些小伙子都有强硬的政治观点，但是进入节食阶段后，他们关心的话题就剩下了食物，世界局势对他们来说变成了身外之事。
　　在控制期，他们中的一些人还会社交和恋爱，但随着节食的深入，他们变得社恐孤僻，不愿意和别人互动，恋爱的冲动似乎也成了上辈子的事有，温饱思淫欲看来没有说错。
　　一些参与者开始收藏烹饪书，每天晚上挑灯夜读，仿佛这样可以画饼充饥。他们的梦境也统一更换成了食物相关的主题。在白天，他们因为脑子里想着吃的而无法专心做事，甚至连听到笑话也笑不出来。
　　一天的两顿饭变成了高光时刻。为了让食物看起来份量更足，他们常常会兑水，舔盘也是常规操作。
　　晚餐时，参与者在舔盘。图片来源：Mad Science Museum
　　虽然被招募时这36人被认为有坚强的意志，但节食真正开始后，有两人出现了严重的精神问题，被送到了大学医院的精神科。
　　其中一个叫做 Samuel Legg 的参与者用斧头砍掉了自己的手指。另一个叫做 Franklin Watkins 的24岁小伙饿到开始做吃人的梦，而他也在自由活动时间疯狂作弊，跑到镇上偷吃冰淇淋和奶昔，甚至威胁要杀掉 Keys。最后，Keys 不得不把他俩，以及另外两个疑似作弊者的数据剔除。
　　后来因为精神异常而退出实验的 Sam Legg 在节食前和节食中的样子。图片来源：Mad Science Museum
　　Keys 还发现，虽然在常人眼中这些人已经瘦到皮包骨头，但是他们并不觉得自己体重过低，相反还认为别人都太胖了。后来的研究者发现，这一点在厌食症患者身上普遍适用，厌食症患者并不觉得自己瘦削，反而觉得他人肥胖。
　　反弹的脂肪
　　糟糕的事还在后头。
　　节食期过后进入了12周的恢复期，Keys 开始慢慢增加他们的每日摄入能量，并观察他们的变化。
　　除去离开的4人，32个参与者被分成了4组，每组采用不同的营养补充方式，每天分别比节食期增加400、800、1200和1600的卡路里摄入。
　　实验参与者Dan Miller 在节食期（左）和恢复期（右）的体型 图片来源：Mad Science Museum
　　几周后 Keys 发现，每天增加400卡路里的那个组的组员身体根本没有恢复，而他们的抑郁情绪的持续时间也最长。一番考虑后，他为所有4个组又增加了每天800卡路里的能量。
　　这样一波操作后，大家看起来才有了元气。因此 Keys 总结道，对于经历过饥荒的人，每人每天需要4000卡路里才能恢复健康。
　　但是细究的话，这种＂康复＂实际上是病态的。
　　首先，在3个月的恢复期结束后，32人中没有任何一人的体重恢复到控制期的水平，他们的平均BMI只有18.4，依旧体重过轻。
　　更令人意想不到的是，这些＂瘦子＂恢复的体重大多是脂肪，他们身体的脂肪含量是控制期的1.4倍。这可是真的＂越减越肥＂。
　　相对于控制期体重（黑点）和身体脂肪数量（白点）的变化（%），C代表控制期，S代表节食期，R代表恢复期，数字代表周。 图片来源：Keys et al. (1950)
　　1945年10月20日，到了离别的日子，大家可以放开肚皮随便吃了。
　　虽然已经恢复了饮食上的＂自由＂，而在接下来的几个月里，这些人依旧感到饥肠辘辘。Keys 对其中12个人进行了8周的追踪，他发现这一打人每天吃超过5000卡路里的食物；有人甚至一天饕餮了11500卡路里，相当于吃了5人份的食物。
　　而在实验结束后的第10周（也就是图片中的第58周），其中8人的体脂量依旧超过控制期，其他人因为没有继续参加后续研究而没有留下数据。
　　实验结束后，Keys 本以为他们会很快回归正常生活，但是他的预计错了。
　　2003年，36人中还有19人还在世，同年斯坦福大学医学院的精神病学家 Regina C Casper 、明尼苏达大学的精神病学家 Elke Eckert 和同事对其中18人进行了回访。根据访谈，其中一人出现了暴食症，有次因为吃太多进了医院，还差点死掉。
　　虽然这18条好汉都不后悔当初参与这个饥荒实验，但和实验前的体重相比，回访的18人回忆，他们在实验结束的10周后平均增重10千克，许多人在接下来的半年到5年里一直在和不正常的饮食习惯作斗争。
　　这就是长期节食的真相。
　　懂了，食物可以增强意志力，所以减肥的决心要在吃完饭后下！
　　古装片的射箭动作把物理学家看笑了，导演咱能不能专业点？
　　明白了口罩的核心材料有多难造，你就知道怎么判断假口罩了
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