遠古人類如何鑽補齲齒治療牙痛

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Image caption 現如今,可通過 X 射線發現齲齒(圖片來源:Zephyr/SPL)

想像一個沒有牙刷、漱口水和牙線的世界。很容易,對嗎?每個人口腔裏都會有蝕齒,每個小鎮都會有很多牙醫。

在非洲發現的最早的史前人類似乎證實了這一點。1921 年,在卡布韋或布羅肯希爾(位於現在的贊比亞)工作的礦工偶然發現一顆原始頭骨。

它有著傾斜的前額、高高的眉脊以及一些牙齒,其中 10 顆是齲齒。這顆布羅肯希爾頭骨是一個成年男性的,屬於我們的祖先海德堡人,死亡原因可能就在於他那糟糕的口腔健康狀況。

但令人驚奇的是:布羅肯希爾頭骨是一個奇怪(並且一直以來無法解釋)的異例。觀察大多數其他早期人類化石的口腔,你很少會發現齲齒。奇怪的是,在數百萬年的人類史前時期,我們的祖先口腔健康狀況都很好,即使他們的牙科保健只不過是使用簡易的牙籤來實現。

事實上,是在大約 10000 年前,在新石器時代之初,當我們的祖先開始耕作時,蝕齒才成為普遍問題。之後不久才開始出現相對複雜的牙醫學。近十多年來,考古學家從世界各地的文化中發現,有證據表明病牙被刮擦、衝刷、甚至鑽孔填補,顯然是為了去除腐爛的組織。

或者,換而言之,牙鑽的出現似乎早於文字、文明,甚至早於數千年前所發明的輪子。

Image caption 牙鑽的發明到現在還會讓很多人驚恐不已(圖片來源:Mediaphotos/iStock)

農耕社會之前,人類並非完全沒有齲齒,但齲齒非常罕見。「齲齒概率在狩獵採集人群中大約為 1-5%,在混合生存人群中約為 6-8%,」紐約大學的亞力杭德拉·奧爾蒂斯(Alejandra Ortiz)說,「這與農學家的數據有出入,農學家給出的概率為 10% 與高達 80-85% 之間。」

澳洲國立大學的馬克·奧克斯納姆(Marc Oxenham)表示,蝕齒的流行最早發現於 20 世紀 70 年代,很快考古學家認定,這必須通過轉為農耕而帶來的富含碳水化合物的飲食來解釋。

「我猜測在那時候,糖對牙齒有害的這種臨牀認識也在逐步提升,或者至少會宣傳這種觀念,」他說,「許多考古學家提出看似符合邏輯的飛躍,認為碳水化合物通常對牙齒有害。」

這種觀點有些道理。有些口腔細菌,如鏈球菌,會將碳水化合物轉換成破壞牙釉質的酸,而在早期的農民口腔裏,這類細菌一定繁殖得很快。但奧克斯納姆和其他一些學者認為,飲食本身不能解釋為什麼齲齒在全球範圍內變得如此普遍。

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Image caption 一個沒有牙齒保健的世界可能是痛苦的(圖片來源:Getty Images)

「在主要農作物是水稻的亞洲等地區,說明口腔健康狀況變化與農業興起相關的證據非常混亂,」奧克斯納姆說,「用膳食模式來解釋亞洲人的口腔健康狀況變化並不十分可取。」

相反,牙齒健康狀況糟糕可能是由於農耕帶來的另一個變化:人口規模大幅增加。農民傾向於留在原處,而不是像之前的狩獵採集群體那樣四處走。他們通常可以依賴比他們的祖先更可預測的糧食供應。

這兩方面都是導致生育率攀升的因素。這不利於女性的口腔健康狀況,例如,眾所周知,懷孕期間荷爾蒙的變化會加重牙齦炎症。這還會導致唾液的 pH 值發生變化,使它中和齲齒酸性物質的能力降低。

「我仍然認為新石器時代過渡對女性健康狀況的影響大體上仍被低估,」亞利桑那州立博物館的詹姆斯·沃森(James Watson)說。沃森曾在美洲研究這種影響。

Image caption 農耕導致蝕齒數目急劇增長(圖片來源:Groman123/CC by 2.0)

奧克斯納姆表示,很多證據表明,在早期的農業社會,女性的口腔健康狀況比男性更糟糕。「我們研究了古代亞洲群體,發現生育率的上升與女性口腔健康狀況大幅下降有關聯,」他說。

我們不知道這些矛盾因素在解釋為何農耕會導致蝕齒數目急劇顯著上升方面到底有多重要,但顯而易見的是,史前社會不只是一味地忍受這種痛苦。可以理解,他們開始探索緩解口腔疼痛的方法。於是他們發明了牙醫學。

目前,我們掌握的關於治療牙醫學的最早證據來自農耕開始前,那時前農耕群體已開始食用後來耕種的富含碳水化合物的穀物和澱粉物。

去年,意大利博洛尼亞大學的斯特凡諾·貝納濟(Stefano Benazzi)和他的同事們仔細研究了一顆 14,000 年前的成年男性頭骨,這顆頭骨是 20 世紀 80 年代後期在意大利發掘的。他們發現下顎有顆蝕齒的咬面有被工具故意衝刷和刮擦的痕跡,也許這樣做是為了去除腐爛的組織。

在顯微鏡下,牙齒上的刮痕看起來像是那種經過精雕細琢的小石片留下的,可能是「細石器」。這種工具技術在那時候是比較新穎的。

Image caption 使用這些工具的早期牙醫學會很疼(圖片來源:M Romandini)。

工具的這種改進可能推動了基本牙科治療,貝納濟說。研究團隊甚至嘗試使用現代人的牙齒以及類似的細石器,以確認這些精細的工具是否能留下這樣的刮痕。

這種早期牙醫學是否確實有助於緩解蝕齒疼痛尚有爭議,就這位 14,000 年前的意大利病人而言,外科手術只是成功去除了部分腐爛組織。更有效的治療方法在幾千年後才開始出現,人們發明了更好的技術,那就是最早的牙鑽。

我們不確定它是在哪裏被首先發明的,但一些研究者認為,在現今的巴基斯坦,大約 9000 到 7500 年前,人們就在使用它。在那裏,有一個新石器時代的墓地,科學家發現證據表明,至少有九個人用過牙鑽。他們的臼齒咬面上都鑽有精確的孔,每個孔的直徑只有 1 至 3 毫米。實際上有個人的不同牙齒上經歷了三次這樣的手術。

Image caption 14,000 年前,這個人看了史前牙醫(圖片來源:Stefano Benazzi)

在顯微鏡下,研究人員在一些孔的內面上發現同心。他們說這些孔不單是通過細心刮擦形成的,而是鑽出來的。

這些古代人可以用基本材料製成牙鑽,這似乎讓人覺得不可思議,但這是一種仍然存在的技術。

現在有些土著社會用一種稱為弓鑽的工具在物體上刻孔。這包括幾根木棍、一塊鋒利的石頭以及一根長繩。將繩子綁在柔韌棍子的任一端,讓它看起來像一個小版的射手之弓。

然後將繩子緊緊纏到第二根棍子上,第二根棍子與「弓」垂直。通過簡單地來回移動弓,這第二根棍子就會像鑽一樣旋轉。將一塊鋒利的石頭固定到鑽頭上,以增大其切削能力。

為了解石尖弓鑽是否可以在牙醫學中發揮作用,巴基斯坦的研究團隊做了一個弓鑽,並嘗試在人牙釉質上鑽孔。結果令人吃驚;不到一分鐘就鑽出在 9,000 年前的牙齒中看到的那種孔。

Image caption 古代牙醫使用的可能就是這樣的工具(圖片來源:John angerson/Alamy)

但不可避免地,仍有一些人懷疑這種早期社會是否有能力鑽牙。「對於上舊石器時代晚期是否使用弓鑽或者孔,是否通過敲打、錘擊或刮擦形成的,仍然尚有爭議,」貝納濟說。

可能有助於說服懷疑者的是證明早期農業社會有類似牙醫學的更多證據。去年,在與巴基斯坦相隔近半個地球遠的秘魯前西班牙社會,奧爾蒂斯和她的同事就有類似發現。他們研究了 550 到 650 年前的兩個人。他們的牙齒都有與 9,000 年前的巴基斯坦牙齒相同的小圓孔。

「在我看來,鑽孔時用了兩種不同的工具,」奧爾蒂斯說,「先是旋鑽,然後用某種微型工具來刮擦。」

Image caption 在前農業社會,齲齒非常罕見(圖片來源:Martinon Torres)

另外,她稱有新證據表明,在不同的秘魯文化 Yschma 中也有鑽牙,Yschma 社會可追溯至 1000 多年以前。

那時,史前牙醫甚至可能給他的病人用了局部麻醉藥(如古柯葉),以減輕手術時的痛苦。「它們通常用作止痛藥,所以很可能古柯葉(或任何其他藥用植物)被用作麻醉藥,」奧爾蒂斯說,「尤其考慮到前西班牙人類似乎具有傳統醫學的重要知識。」

與去除腐爛組織時用到的牙鑽一樣有用的,就是牙醫還需要另一項技能:治療後填補牙齒的能力。令人稱奇的是,有一些證據表明,史前時期也有牙齒填補。

2012 年,意大利的裏雅斯特國際理論物理中心的克勞迪奧·突尼茲(Claudio Tuniz)和同事們在測試先進的新三維成像技術。在他們分析的標本中,有一個是 6,500 年前的人類下顎(見下圖)。它於大約 100 年前在斯洛文尼亞 Lonche 村莊附近的洞穴裏發現的。研究人員發現有顆牙齒不太尋常。結果發現原來是蜂蠟齒冠,象牙齒一樣古老。它被用於填補牙釉質中的孔。

Image caption 6,500 年前人類下顎(圖片來源:Claudio Tuniz)

蜂蠟實際上是相當好的填補材料。這是因為它加熱後會變得柔軟,很容易塑形,但在人體溫度下則會變成固體。它還具有抗菌、抗炎的作用。

「Lonche 人的這顆犬齒似乎仍然是目前發現的最早的牙齒填補,」突尼茲說,「最近吉尼斯世界紀錄聯繫到了我,因為我們的發現超出他們目前的記錄。他們還在評估我們的發現。」

存放該標本的的裏雅斯特自然史博物館已相信它的重要性。「直到 2012 年,這塊下頜骨[顎骨]還在博物館的一個小角落裏,而現在它是博物館的明星,有專屬的展覽室,裏面有很多我們的分析圖片,」突尼茲說。它已經成為「對學生有很大吸引力的展品」。

你可以想像為什麼。儘管我們的牙科技術飛速發展,牙鑽的發明到現在還會讓很多人驚恐不已。現在想像一下你的牙齒被新石器時代的工具鑽孔,你會突然覺得我們的祖先似乎比我們勇敢很多。他們一定知道看牙醫是多麼恐懼的事情。

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