「去吧，皮卡丘！」，男主小智和絕招是「十萬伏特」的皮卡丘用這句臺詞給我們留下了許多快樂的記憶。但它究竟是如何放電的呢？
網上曾流傳一張關於皮卡丘的身體結構圖：在它的耳朵上、臉上，以及身體肌肉下面有著大量的放電組織。
畫圖的作者甚至還對這些放電細胞是如何工作的進行了猜測：皮卡丘可以隨意控制這些細胞中鈉離子的流動，從而產生一個瞬間的電勢差並引起強有力的電流。
我們都知道創作源於生活，所以今天，我們就來研究下皮卡丘是如何「借鑑」現實世界中放電生物的發電本領的。
200多年前，人類就發現動物體帶電的事實。「生物電」並不是某種生物的專利，而是所有的細胞生物都會的一種功能。
舉個最簡單的例子：我們的神經衝動，就是通過電信號來進行傳導的。
在靜息狀態下的神經細胞，由於細胞膜內外的離子濃度不同，呈現出膜內負電荷，膜外正電荷的狀態，即「內負外正」。
當神經的某處受到刺激後，膜上的鈉離子通道開放，鈉離子大量內流，使得膜內的電位「變正」，形成「內正外負」。
於是刺激處的電位便於周圍的內外膜電位形成了電位差，便產生了局部電流不斷向外傳播出去，一直傳到神經的末梢。
對於我們人體而言，這些電位產生及變化的幅度不過都是mV（毫伏）級，但足以應對神經傳導和肌肉收縮等生理功能。
電鰩
在自然界中，有少數種類的海洋生物將這種「生物電」充分利用在捕食和自衛上，最常見的就是電鰻、電鰩、電鯰等。
其中電力最強的是電鰻，最高可達300-800V（伏），足以使人擊暈甚至死亡。
電鰻主要棲息在南美洲的亞馬遜河及奧裡諾科河流域，生性晝伏夜出，以捕食小魚為主。
其實早在達爾文當年在貝格爾號的環球旅行中，就曾經研究過電鰻。他曾對電鰻進行解剖，發現這種魚身體的80%空間被三個長得很像肌肉組織的器官所佔據，而這些個器官實際上就是電鰻的發電組織，而它們也正是由肌肉組織所特化而成。
這些發電組織裡面的發電細胞膜上特化了非常多的離子泵，儘管每個細胞受到刺激後只能產生約150mV（毫伏）的電位變化，但是這些發電細胞卻像是一個個串聯起來的小電池，總共約6000-10000枚肌肉細胞薄片，串聯起來的最高電壓可達數百伏特。
在中南美洲的某種電鰻，其發電電壓甚至可以高達800V（伏）。不過，電鰻不可隨意使用「八百伏特」，因為電量的每一次釋放都需要有一個「儲備」的過程。
電鰻
電鰻平時在進行遊動的時候，會發出一些試探性的雙脈衝或者三脈衝電壓，以探測附近是否有生物存在。
如果附近正好有一條可憐的小魚，它可能就會被這個短暫的脈衝電壓「驚得抖了一抖」，然而這馬上就會被電鰻所感知，接下來電鰻就會對小魚的方向使出高頻高壓的脈衝，直至把小魚電得身體麻痺、無法動彈，此時便會只能任由電鰻的擺布，淪為盤中餐了。
電鰻的發電組織
如果皮卡丘也是遵循著這個發電模式的話，恐怕需要的發電細胞量要更多，每個細胞上的離子泵也要更多，而且這些細胞也應該是像電鰻一樣由肌肉細胞特化並且緊密狀排列以節省更多的空間。
還有一點是，電鰻等電魚畢竟生活在河流、海洋等自然水環境中，而這些水裡的導電性比在空氣中要高，所以電鰻的「八百伏特」才能夠輕易地對外使出。
那麼問題來了，電鰻和皮卡丘為什麼發電時不會傷害到自己？
1. 電鰻
電鰻的身體其實就是一個個「電池」（特殊的肌肉細胞），近萬個「小電池」串聯起來，輸出電壓高達300～800V（伏）。它的頭部是負極，尾部是正極，電流從尾部流向頭部。
它生活的水環境本身就是電的相對良導體，當電鰻的頭和尾觸及敵體，或受到刺激時即可產生強大的電流，由於它整個身體表面絕緣性高，因此只能通過周圍的液體環境，回到頭部的負極。
電鰻的試探性脈衝識別活物與死物
因此，電鰻發出的高壓電並不會流過自己，也就產生不了什麼傷害。
但是，電鰻的放電過程是脈衝式的，並不能持續放電。這一點倒是和皮卡丘放電後變得虛弱，並且在一段時間內不能再使用絕招的狀態有點相像。
這種脈衝式的放電方式，比如閃電，並不能嚴格的歸為直流電或交流電的範圍內。
電鰻的試探性脈衝與攻擊性脈衝
2. 皮卡丘
關於皮卡丘放電的簡單說明就是：臉頰兩邊腮紅形成電容+表皮正電荷富集+折線尾巴負電荷富集，產生高壓，然後瞬間放電，最終擊倒對手。當皮卡丘需要放電時，都有情緒波動，皺眉毛，渾身帶著電暈等現象，這是從產生電流到發電之間的升壓過程。
神經系統開始釋放乙醯膽鹼，與放電細胞進行了化學反應後開始產生電量，電荷開始囤積和有規律的串聯起來，正離子聚集到皮卡丘的左臉頰，負離子聚集到右臉頰，等待著結合後形成真正的電流。
放電命令到達後，正離子和負離子一起游離到心臟處結合成電離子，再回到兩邊臉頰釋放出來，這樣完整的放電過程就達成了。
皮卡丘的毛髮可以有效的釋放和收集游離在空氣中被浪費掉的電離子，收集後儲存進臉頰電容器，平時也可以依靠這個方法儲存必要的電力和提取正常生活用的能量等。
這種設定，有效阻隔電流對自己皮膚身體的傷害，原理可以參照修理電器時工人所穿的防護服。
在現實生活中，依據生物電的變化可以推知生理過程是否處於正常狀態，如心電圖、腦電圖、肌電圖等生物電信息的檢測等。
反之，當把一定強度、頻率的電信號輸到特定的組織部位，則又可以影響其生理狀態。
生物電在醫學、仿生、信息控制、能源等領域被廣泛應用，利用肌電實現隨意動作的人機系統已成為必不可少的醫療方式。
如：在頸動脈設置血壓調節器，則可調節病人的血壓；用「心臟起搏器」可使一時失控的心臟恢復其正常節律活動；應用腦的電刺激術（EBS）可醫治某些腦疾患；「機械手」、人造肢體等。
宇航中採用的「生物太陽電池」是利用細菌生命過程中轉換的電能，提供了比矽電池效率高得多的能源。
可以預見生物電將會在不同領域不斷開發其應用範圍，讓我們拭目以待吧！
資料來源：本篇文章部分文字，綜合自網絡
圖片來源：hippopx
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