掰指关节为什么会响？

那一声响

拉住一根手指往后掰，指关节就会咔的一声响。大约四分之一到将近一半的人会故意这么做，而科学家从20世纪40年代起就一直在争论这个声音从哪里来。2015年，加拿大的一个团队把一名男子的手指放进核磁共振扫描仪，用一根绳索拉它，拍下了指关节弹响那一刻的内部情况。他们看到的结果与大多数教科书的解释相矛盾，而三年后，一组方程又对这个结论提出了反驳。

你小时候大概也听过那个警告：掰指关节会得关节炎。有一位医生为了检验它，只掰一只手的指关节，坚持了五十年。

指关节内部

大多数人掰的指关节，是手指与手掌相接处的关节。在每个这样的关节里，一块手骨的圆头抵在手指根部一个浅浅的凹窝上。两个表面都覆盖着光滑的软骨，整个关节被密封在一个关节囊里。关节囊里有一薄层滑液，这种滑溜的液体让关节能够活动。

这种液体里还溶解着气体，有点像密封的汽水罐里溶着二氧化碳。把两块骨头拉开，关节囊里的空间就得变大。液体没法被拉伸来填满它，所以压力会下降。压力降到足够低时，气体就会从液体中析出，就像打开汽水罐时冒出的气泡。

几乎所有研究者都同意这一点：关节内会形成一个气穴。争论的是，到底是哪一刻发出了声音。

X射线给出的答案

第一次认真尝试回答这个问题是在1947年。两位研究人员 Roston 和 Wheeler Haines 拉动手指，在关节松开的过程中拍了一系列X光片。他们描述了每次弹响前同样的一连串过程。一开始，关节面紧贴在一起，轻轻一拉几乎拉不动。

拉力变大时，关节面一直抵抗，抵抗，直到突然弹开。弹开的那一刻，就是你听到响声的时候。之后，X光片显示关节内有一块清晰的空间，他们认为那是一个气穴。接下来就是每个爱掰指关节的人都知道的事：同一个关节不会马上再响。

大约要等二十分钟。Roston 和 Wheeler Haines 得出结论：声音来自气穴形成的那一刻。这个解释维持了二十四年。

破裂的气泡

1971年，Unsworth、Dowson 和 Wright 重复了这个X光实验。他们看到了同样的过程，却得出了不同的结论。他们认为，声音不是来自气泡形成，而是来自气泡破裂。这个想法背后有大量物理学依据。

早在1917年，瑞利勋爵就描述过液体中气泡破裂时会突然释放出一股能量。到20世纪60年代末，工程师们发现这种破裂会侵蚀轮船螺旋桨的金属。工程师把这种现象叫作空化：液体中的气泡不断形成又破裂。把掰指关节的响声看作同一现象的微型版本，似乎说得通。

1971年的团队还发现，关节里的气体约有百分之八十是二氧化碳。他们的想法也解释了要等二十分钟的原因：气体需要时间重新溶回液体中。四十多年来，气泡破裂一直是教科书上的答案。但从来没有人直接看到过弹响的关节里气泡破裂的过程。

X光太慢也太模糊，拍不出声音响起那一瞬间气泡在做什么。

拍摄关节内部

2015年，阿尔伯塔大学的 Greg Kawchuk 换了一种拍摄设备。他的合著者、脊椎按摩师 Jerome Fryer，能随时让自己的手指关节响起来。Fryer 躺进核磁共振扫描仪，一根手指固定在管子里，连着一根绳索。在磁体的另一侧，有人慢慢拉动绳索，直到关节响起来。

扫描仪每秒大约拍三张图像，足以拼出一段关节内部的粗略影像。他们在十个不同的指关节上做了这个实验。下面就是他们看到的情况。一开始，绳索在拉，两块骨头的末端还贴在一起。

然后，在不到三分之一秒内，它们突然分开，中间出现一块暗区。这块暗区就是气体。关键在这里：响声过后，暗区并没有消失。只要手指还被拉着，气穴就一直在。

等他们松开手、骨头重新合拢后，它才从图像上消失。在团队看来，响声过后气穴依然存在，说明破裂的说法站不住脚。所以 Kawchuk 的团队主张，响声来自气穴形成的那一刻，正如 Roston 和 Wheeler Haines 在1947年所说。两个湿润的表面贴在一起，然后突然分开，速度快到中间的液体被撕开，形成一个空腔。

各大媒体纷纷宣布谜团已经解开。

方程的反驳

其实还没有完全解开。单纯一个气穴张开，解释不了响声为什么那么大。2018年，斯坦福大学的 Chandran Suja 和巴黎附近一家研究实验室的 Barakat 两位工程师，尝试从物理原理出发计算这个声音。他们为被拉开的指关节以及关节液里的气泡分别写出了方程。

他们还录下了三名志愿者真实的弹响声，麦克风离指关节不到一厘米。在他们的模型里，几乎全部的压力变化都发生在百分之一秒之内。他们的方程从压力刚刚下降、气泡已经形成之后开始。接着压力重新上升，挤压气泡，气泡开始破裂。

这次破裂在一厘米外产生了约83分贝的声音，主频约130赫兹。这与之前的测量结果相近，主脉冲的波形也和他们自己的录音相似。但在模型里，气泡始终没有完全破裂。它只缩小了一部分，留下一个较小的气泡。

这个残留的气泡，可能就是核磁共振在响声后一直看到的那块暗区。因此，2018年的论文提出，气泡部分破裂可能就是声音的来源。那台核磁共振每秒只拍大约三张图像，远远不够看清气泡的这些快速变化。论文指出，至少需要每秒1200张图像，比那台核磁共振快几百倍。

响过之后

响过之后发生了什么，就比较容易验证了。2017年，Robert Boutin 领导的团队用超声检查了40名成年人的400个指关节，其中30人每天都掰指关节。关节一响，屏幕上的关节内部就突然出现一个亮点。响过之后，检查者立即活动这些关节，发现它们的总活动范围大了约8度。

无论之前还是之后，都没有关节出现肿胀。所以，关节响过之后能活动得更开，但仅凭这一点，无法说明长期是否有害。

那个警告

这就说到了那个警告。加州医生 Donald Unger 小时候从母亲和几位姑姨那里听过这个警告，后来岳母也这么说。于是他在自己身上做了一个实验。五十年来，他每天至少掰两次左手的指关节，而右手的指关节很少响，作为对照。

按他的计算，一侧至少响了36500次。1998年，他在写给《Arthritis & Rheumatism》期刊的一封信中报告了结果。两只手都没有关节炎，他也找不出两只手之间有什么差别。2009年，这封信为他赢得了搞笑诺贝尔医学奖，这个奖颁给先让人发笑、再让人思考的研究。

当然，一个人的两只手证明不了什么。但规模更大的研究，结果大多也是如此。1975年一项针对老年患者的调查发现，掰指关节与这些关节的磨损之间没有关联。2011年，一项研究调查了215名50到89岁的人，把他们的手部X光片与掰指关节的习惯进行比较。

掰指关节的人中约有18%出现关节炎，不掰的人中约有22%，这个差距太小，没有统计学意义。即使是几十年来经常掰的人，风险也没有更高。倒是有一项研究引起了担忧。1990年，一项针对300名45岁及以上患者的调查没有发现更多关节炎，但掰指关节的人更容易手部肿胀，握力也更弱。

后来的研究没有发现同样的肿胀或握力问题。2017年的那项超声研究发现，掰与不掰的人握力没有差别，也完全没有肿胀。2017年的另一项研究比较了35名习惯掰指关节的人和35名不掰的人，发现两组握力相近，但掰指关节者的关节软骨更厚。这层更厚的软骨意味着什么，或者是否意味着什么，目前还不清楚。

另外，1999年还有一份报告记录了两例与掰指关节有关的损伤。

所以那声音到底是什么？

那么，那一声响到底是什么？我们知道，当两个关节面被拉开时，关节液里会形成一个气穴。响声是来自气穴张开，还是来自它部分闭合，目前仍有争论。至于关节炎，目前的研究还没有发现它和掰指关节有关。

如果你看这个视频时掰响了某个指关节，大概要等二十分钟左右，同一个关节才能再响。