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子,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。