知常識 | 看完史上唯一的饑荒實驗，才知道長期節食減肥有多傷腦

本文來源於：把科學帶回家（ID:steamforkids）

撰文：七君

在卡路裡過剩的時代，減肥是許多人的口頭禪。不過，長期節食對人的大腦和身體有什麼短期和長期影響？75年前的一個史無前例的饑荒實驗給出了殘酷的答案。

你可能不知道，二戰中死於饑荒的人數和戰死的軍人數量不相上下。根據都柏林大學學院經濟學家 Cormac Ó Gráda 的估計，在二戰中至少有2千萬人死於飢餓。

二戰期間，荷蘭因為納粹的控制而實行了口糧配給制，每人每天的能量攝入只有400卡路裡，僅為現代人的五分之一不到。而在列寧格勒圍城戰期間，每天有近一千人死於飢餓。平民不僅開始吃寵物、皮帶和書，甚至開始吃人。

為了為歐亞戰後紓困和重建做準備，盟軍迫切需要營養學的指導。但是，當時和饑荒相關的科學研究少得可憐。雖然19世紀時就有科學家開始研究斷食，不過那時候的研究手段比較原始，大多是稱稱體重，測一測尿裡的氮含量，大家並不知道飢餓對身心的更具體的影響，也不知道什麼樣的方案才能恢復患者的健康。

為了尋找答案，美國政府找到了在生理學界小有名氣，並曾經為美軍設計了行軍盒飯K-口糧（K-ration）的明尼蘇達大學的生理學家 Ancel Keys。

1941年Keys為美軍設計的K-口糧早飯 圖片來源：wikipedia

在美國軍方的資助下，1944年11月 Ancel Keys 開始做一個現在沒有科研機構敢做的實驗：嚴格控制36個健康年輕人的卡路裡攝入，讓他們經歷6個月的饑荒。

而因為這個研究是在明尼蘇達大學的足球場做的，它後來被稱為明尼蘇達饑荒實驗（Minnesota Starvation Experiment）。這是人類首次用科學的方法研究長期節食對人體的影響。

一年後，32個參與者離開了明尼蘇達大學，他們的經歷永遠改變了世界，也改變了他們自己。

前無古人的饑荒實驗

明尼蘇達饑荒實驗的招募廣告：你願不願意為了這些孩子能吃上飯而挨餓？ 圖片來源：Mad Science Museum

在招募志願者的時候，Keys 發出警告：實驗可能會對健康有嚴重的影響，也沒有補貼，但是依然有400多個人報名。

Keys 從中選了36個精神和體能都極為健全的年輕人，他認為這樣才能保證這些人不會因為節食而倒下。

明尼蘇達饑荒實驗參與者留影 圖片來源：Mad Science Museum

在實驗前，所有36個人都未曾經歷饑荒，也從未節食。這36人大多是20歲出頭的熱血漢子，最年長的也不過33歲。他們的智商均值為130，超過普通人（人群IQ均值為100），等同於哥倫比亞大學統計學研究生的腦力。

Keys 設計了一個被試內設計的實驗，先給參與者3個月的控制期，然後再讓他們吃嚴格的減肥食譜，最後再讓他們逐漸恢復飲食。

在3個月的控制期內，每個人每天的攝入大約3200千卡路裡的食物，超重或體重不足的人的飲食會相應地調整。

參與者只能在大學食堂裡吃分量和內容被嚴格規定的食物，而且一定要在研究者眼皮底下吃完。他們的食譜和普通西餐差不多，比如牛排、羊肉、蔬菜沙拉、冰淇凌什麼的。

接下來就是節食期。

1945年2月12日，這些人開始為期6個月的節食。Keys 的目標是通過飲食把這些小夥子的體重減少25%。

為了達到這個目標，他把每人每天攝入的能量控制在1570千卡路裡左右，每天只能吃2頓。從現在的標準看，每天1570千卡路裡的能量攝入是普通男性每日攝入（約2500千卡）的六成。研究者會根據每個人每天的體重調整他們的飲食，使其體重符合預期的曲線。

而節食食譜也是相當單調，幾乎還原了戰爭時期歐洲平民的生存狀態：捲心菜、土豆、豆子湯、通心粉和奶酪，飲食主要由碳水化合物構成的，蛋白質含量比較少。

為了模擬真實的日常生活的能量消耗，在整個實驗期間他們每周要在跑步機上散步35千米，從事15小時和學習有關的活動，比如在大學聽課。其他時間，他們可以在校園裡自由活動，看電影或者找點事做。

在實驗期間，Keys 對他們進行了極為細緻的檢查，智商、性格（用的是明尼蘇達多項人格測驗）、心臟大小、血容量，聽力視力，體脂率，甚至精子數量都被詳細記錄下來。他們每天還被要求記日記，寫下自己的內心感受。

研究人員正在測量參與者的生理指標 圖片來源：Mad Science Museum

1950年，Keys 把這項研究整理成了2冊出版，書名為 The Biology of Human Starvation。這個研究使他在生理學界聲名鵲起。而明尼蘇達飢餓實驗的重要結論也被美軍製作成了小冊字，在戰後的歐亞分發。

可以說，到目前為止這是饑荒研究史上最為細緻的案例。現在要想複製這個研究的話，不論從規模還是倫理上來看都不太可能。

我們一起來看看這個研究得到的一些重要結論。

餓到心臟縮水

在節食期，研究人員對參與者的體能和腦力進行測量。圖片來源：Mad Science Museum

在節食開始前，所有36人的體重都在正常範圍內，平均是69千克，身高體重指數BMI（體重除以身高的平方）在18.4-25.4之間，平均是21.9，不胖不瘦。

而節食開始後，本來身材勻稱的他們看起來瘦骨嶙峋，身體稜角分明，非常可怕。

節食期結束後，他們的BMI均值為16.4，有人甚至只有14.9。要知道根據世界衛生組織的建議，BMI在18.5以下屬於體重過輕，和患有神經性厭食症的人的BMI差不多。

和後來許多研究的結果一致，這些人的基礎代謝率（什麼都不做的情況下身體消耗的能量）也下降了。比如，這些人的心率顯著下降，從每分鐘55掉到35下。為了保存能量，他們的便便次數也降低到了每周一次。血容量下降了10%，心臟也縮水了。

節食帶來的另一個可怕的影響，就是他們眼球中的血管收縮，這導致他們的眼球變白。根據 Keys 的描述，他們的眼睛在節食末期看起來亮白得不自然，像是瓷器做的。

其中一些人皮膚還變得粗糙，常感到眩暈耳鳴，身體不協調，還會發冷。而因為臀部缺乏脂肪，他們也無法久坐。

節食對身體造成的另一個顯而易見的後果就是體能衰退。從後擺腿測力計測得的數值來看，他們的力量減少了21%。這些人也抱怨感到衰老無力。

Keys 認為，這些人的生理狀態和患有飲食障礙的人十分相似，他進而提出，一些心理障礙可能是營養不良的結果。

挨餓的實驗參與者 圖片來源：Mad Science Museum

Keys 還發現了一個節食帶來的有趣現象。

在這個研究之前，民間有一種說法，那就是飢餓的人的感官會變得敏銳。為了驗證這種說法是否科學，Keys 也測量了他們的聽力和視力。

和傳言相反，Keys 發現飢餓對視力沒有影響，但是卻奇怪地提高了聽力，尤其是對低頻聲音的敏感度。Keys 對此的解釋是，由於耳部組織萎縮，耳道變大，耳屎變少，因此聽力有所提升。

餓著，笨著

賈伯斯有句名言：Stay hungry, stay foolish，他的本意是鼓勵大家求知若渴。但是放到明尼蘇達饑荒實驗的語境中，這句話就有了別樣的理解：餓著的人的學習能力反而衰退了。

節食對這些人認知能力的打擊讓 Keys 感到錯愕。Keys 發現，在進入節食期短短幾周後，這些人的注意力、學習效率和判斷力都下降了。

在2003年的史丹福大學的精神病學家 Regina C Casper 和同事的回訪研究中，所有18人都同意這個結論。其中12人還表示，他們在節食期間對智力活動的需求降低了，也就是說他們不再那麼愛學習了。

實驗參與者在曬太陽 圖片來源：Mad Science Museum

好奇心的減弱伴隨著抑鬱的爆發。節食幾周後，36個參與者很快陷入了抑鬱。他們在日記裡記錄下兩餐之間的時間是多麼難熬，他們感覺多麼無力疲勞。

Keys 記錄道，在實驗前，這些小夥子都有強硬的政治觀點，但是進入節食階段後，他們關心的話題就剩下了食物，世界局勢對他們來說變成了身外之事。

在控制期，他們中的一些人還會社交和戀愛，但隨著節食的深入，他們變得社恐孤僻，不願意和別人互動，戀愛的衝動似乎也成了上輩子的事有，溫飽思淫慾看來沒有說錯。

一些參與者開始收藏烹飪書，每天晚上挑燈夜讀，仿佛這樣可以畫餅充飢。他們的夢境也統一更換成了食物相關的主題。在白天，他們因為腦子裡想著吃的而無法專心做事，甚至連聽到笑話也笑不出來。

一天的兩頓飯變成了高光時刻。為了讓食物看起來份量更足，他們常常會兌水，舔盤也是常規操作。

晚餐時，參與者在舔盤。圖片來源：Mad Science Museum

雖然被招募時這36人被認為有堅強的意志，但節食真正開始後，有兩人出現了嚴重的精神問題，被送到了大學醫院的精神科。

其中一個叫做 Samuel Legg 的參與者用斧頭砍掉了自己的手指。另一個叫做 Franklin Watkins 的24歲小夥餓到開始做吃人的夢，而他也在自由活動時間瘋狂作弊，跑到鎮上偷吃冰淇淋和奶昔，甚至威脅要殺掉 Keys。最後，Keys 不得不把他倆，以及另外兩個疑似作弊者的數據剔除。

後來因為精神異常而退出實驗的 Sam Legg 在節食前和節食中的樣子。圖片來源：Mad Science Museum

Keys 還發現，雖然在常人眼中這些人已經瘦到皮包骨頭，但是他們並不覺得自己體重過低，相反還認為別人都太胖了。後來的研究者發現，這一點在厭食症患者身上普遍適用，厭食症患者並不覺得自己瘦削，反而覺得他人肥胖。

反彈的脂肪

糟糕的事還在後頭。

節食期過後進入了12周的恢復期，Keys 開始慢慢增加他們的每日攝入能量，並觀察他們的變化。

除去離開的4人，32個參與者被分成了4組，每組採用不同的營養補充方式，每天分別比節食期增加400、800、1200和1600千卡路裡攝入。

實驗參與者Dan Miller 在節食期（左）和恢復期（右）的體型 圖片來源：Mad Science Museum

幾周後 Keys 發現，每天增加400千卡路裡的那個組的組員身體根本沒有恢復，而他們的抑鬱情緒的持續時間也最長。一番考慮後，他為所有4個組又增加了每天800千卡路裡的能量。

這樣一波操作後，大家看起來才有了元氣。因此 Keys 總結道，對於經歷過饑荒的人，每人每天需要4000千卡路裡才能恢復健康。

但是細究的話，這種「康復」實際上是病態的。

首先，在3個月的恢復期結束後，32人中沒有任何一人的體重恢復到控制期的水平，他們的平均BMI只有18.4，依舊體重過輕。

更令人意想不到的是，這些「瘦子」恢復的體重大多是脂肪，他們身體的脂肪含量是控制期的1.4倍。這可是真的「越減越肥」。

相對於控制期體重（黑點）和身體脂肪數量（白點）的變化（%），C代表控制期，S代表節食期，R代表恢復期，數字代表周。 圖片來源：Keys et al. (1950)

1945年10月20日，到了離別的日子，大家可以放開肚皮隨便吃了。

雖然已經恢復了飲食上的「自由」，而在接下來的幾個月裡，這些人依舊感到飢腸轆轆。Keys 對其中12個人進行了8周的追蹤，他發現這一打人每天吃超過5000千卡路裡的食物；有人甚至一天饕餮了11500千卡路裡，相當於吃了5人份的食物。

而在實驗結束後的第10周（也就是圖片中的第58周），其中8人的體脂量依舊超過控制期，其他人因為沒有繼續參加後續研究而沒有留下數據。

實驗結束後，Keys 本以為他們會很快回歸正常生活，但是他的預計錯了。

2003年，36人中還有19人還在世，同年史丹福大學醫學院的精神病學家 Regina C Casper 、明尼蘇達大學的精神病學家 Elke Eckert 和同事對其中18人進行了回訪。根據訪談，其中一人出現了暴食症，有次因為吃太多進了醫院，還差點死掉。

雖然這18條好漢都不後悔當初參與這個饑荒實驗，但和實驗前的體重相比，回訪的18人回憶，他們在實驗結束的10周後平均增重10千克，許多人在接下來的半年到5年裡一直在和不正常的飲食習慣作鬥爭。

這就是長期節食的真相。

懂了，食物可以增強意志力，所以減肥的決心要在吃完飯後下！