撞到腳的小指頭，痛覺為什麼會晚一點才「悶悶地」襲來？
― 傳遞痛覺的神經，分成快線和慢線
撞到衣櫃角落的瞬間，雖然「啊，撞到了」馬上就知道，但真正難受的痛卻要慢半拍才會來。這不是你的錯覺。痛覺的訊息，其實是經由速度截然不同的兩種神經，分別送到腦部的。
晚上走在暗暗的房間裡，腳的小指頭「碰」一聲撞上了衣櫃的角。
最先來的是一陣「唰」的銳痛。接著在「要來了、要來了」的緊張等待中，一波沉重、逐漸擴散的痛覺才湧上來。
被紙割到手指，或是撞到手的時候，通常不太會感覺到這種「間隔」。為什麼偏偏是腳的小指頭，會這麼明顯地分成兩次？
原因只有兩個
傳遞銳痛的神經，1秒能前進十幾公尺。傳遞悶痛的神經，1秒大約只走1公尺，跟人走路的速度差不多。
成人的腳趾到腦部大約1.5公尺。走慢線的話，要花1秒以上才能傳到腦部。距離越長，兩種痛覺抵達的時間差就越大。
換句話說，「唰」和「悶」其實是同一次撞擊的訊息，被兩位腳程不同的信差分頭送出的結果。接下來就一步步來看。
快線和慢線，差別在哪裡？
神經是一種細長like電線的細胞。訊息以電位變化的形式，沿著神經線一路傳遞下去。不過和金屬電線不同，電流並不是直接流過去的，而是線的表面上一個個小小的閘門依序打開，把電位變化一點一點地傳給隔壁。
這裡拉開差距的，是神經線的「包裝」。快線外面纏著像香腸一樣一節一節、由脂肪構成的絕緣鞘。有鞘的地方不需要打開閘門，訊息就像跳格子一樣，從鞘的缺口跳到下一個缺口。請看圖1的上半部。
慢線沒有這層鞘，而且線本身非常細。如圖1下半部所示，只能把閘門一個一個全部打開，從一端依序往前推進，所以才會慢。
傳遞銳痛的神經線，速度約為每秒5～30公尺。傳遞悶痛的神經線，速度約為每秒0.5～2公尺，兩者相差10倍以上。
為什麼腳的小指頭會這麼明顯地分成兩次？
訊息傳到的時間，由「距離 ÷ 速度」決定。以腳趾到腦部1.5公尺為例，用圖2的時間刻度排列看看。
走快線的話，大約0.1秒就能傳到，這就是「唰」。走慢線則要花1.5秒左右，這就是慢半拍才來的「悶」。這1秒多的空白，正是「要來了、要來了」的真面目。
手指到腦部的距離，比腳要近得多，因此兩種痛覺的時間差會縮小，容易感覺成只痛一次。腳的小指頭之所以能明顯感受到「來兩次」，正是因為它是身體上離腦最遠的地方。
撞到的瞬間，你是不是不自覺地把腳縮了回去？那並不是腦下的命令。訊息傳到脊椎（背部裡的神經）的那一刻，就會直接從那裡折返，發出「縮回去」的指令。在腦部感覺到「痛」之前，身體早已開始遠離危險了。
揉的時候「被碰到了」的訊息，會走比痛覺更快的神經線傳送。有一種說法認為，在脊椎裡，這個訊息會部分堵住痛覺訊息的通路。這是1965年提出的學說，細節至今仍在研究中，但和「揉一揉會舒服一點」的體驗頗為吻合。
總結
痛覺，是由一次撞擊，變成兩則訊息傳送出去的。纏著絕緣鞘的快線傳遞「唰」，沒有鞘的細線傳遞「悶」。腳趾離腦部很遠，所以兩者抵達的時間差會拉大到1秒以上，痛覺因此被感覺成分成兩次。
「唰」和「悶」，其實是同一種痛，搭乘快車和慢車送來的。
腳的小指頭，正是這個時間差最明顯的地方。
天氣冷時神經訊息本身也會變慢的故事，可以看天冷手僵硬時，為什麼連一顆扣子都扣不好？。神經的電流是怎麼被發現的，則可以在青蛙的腿，為什麼一碰到金屬就會抽動？中讀到。
- 下次不小心撞到東西時，試著在心裡從「唰」數到「悶」，數「一、二」看看。比較腳趾和手背，就能感覺出差異。
- 這是可以兩人一起做的實驗。一人同時輕輕碰觸對方的腳踝和肩膀，被碰的人回答哪邊先感覺到。據說多數人會感覺幾乎同時，或是肩膀先感覺到。
- 用冷水把手泡涼1分鐘左右，再輕輕捏一下指尖。如果感覺痛覺變得模糊、慢半拍才到，就是變冷讓神經訊息變慢的證據。
※請不要故意用力撞或用力捏。泡冷水也請控制在短時間內。
想知道更多的人 ― 用語、公式、與教科書的連結從國中理科到大學專業科目，這裡會明確標示是哪個程度的內容
- 國中國中理科會學到的範圍
- 高中高中「生物」會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或教科書專欄性質的內容
- 大學高中不會教、屬於大學專業科目（神經生理學）的內容
- 研究連大學都還不會當作「定論」教授、研究者現在仍在探究中的內容
國中用語：這個現象是有名字的
- 一次痛與二次痛：先出現的銳痛稱為一次痛，隨後出現的沉重、擴散性痛覺稱為二次痛。
- 有髓神經與無髓神經：纏有絕緣鞘（髓鞘）的神經稱為有髄神經，沒有纏繞的稱為無髓神經。
- 反射：不經過腦部，而是在脊椎裡的神經（脊髓）折返，瞬間發生的身體動作。
國中高中用公式確認：痛覺傳到腦部所需的時間
把腳的小指頭到腦部的距離，除以兩種神經的速度,算出抵達時間的差距看看。
| 用符號表示 | t ＝ L ÷ v Δt ＝ L ÷ v慢 − L ÷ v快 |
| 用文字表示 | 傳到所需時間 ＝ 神經長度 ÷ 訊息前進的速度。兩種痛覺的時間差，是慢線的時間減去快線的時間 |
| 公式的由來 | 把「速度 ＝ 距離 ÷ 時間」用時間來解出。這裡假設訊息在神經線上以大致固定的速度前進 |
| 符號 | 意義與單位 |
|---|---|
| L | 腳趾到腦部的神經長度（m）。成人約為1.5m |
| v快 | 傳遞銳痛的有髄細線速度（m/秒） |
| v慢 | 傳遞悶痛的無髓線速度（m/秒） |
| t、Δt | 傳到所需時間，以及兩種痛覺的時間差（秒） |
| 腳趾到腦部的長度 | 約1.5m（成人的參考值） |
| 銳痛神經線的速度 | 每秒5～30m，這裡取15m/秒 |
| 悶痛神經線的速度 | 每秒0.5～2m，這裡取1m/秒 |
| 手指到腦部的長度 | 約1m（成人的參考值） |
| 銳痛傳到所需時間（秒） | 1.5 ÷ 15 ＝ 0.1 |
| 悶痛傳到所需時間（秒） | 1.5 ÷ 1 ＝ 1.5 |
| 腳的小指頭處的時間差（秒） | 1.5 − 0.1 ＝ 1.4 |
| 手指處悶痛傳到所需時間（秒） | 1 ÷ 1 ＝ 1 |
| 兩種神經線的速度比 | 15 ÷ 1 ＝ 15 |
在腳的小指頭，兩種痛覺抵達的時間會相差約1.4秒，長到足以讓人數出「一、二」。手指因為距離短，時間差也會縮小。不過腦中把訊息感覺為「痛」也需要額外的時間，所以實際的體感會比這稍長一些。
高中高中＋為什麼有鞘會比較快
高中神經訊息的真面目，是細胞膜內外電位瞬間反轉的「動作電位」。鈉離子的通道打開使電位改變，這個變化又引發隔壁通道打開，如此連鎖傳遞下去。在有髄神經中，動作電位只發生在髄鞘的間隙（蘭氏結）上，訊息就像從一個結跳到下一個結般傳遞，稱為跳躍式傳導。
高中＋跳躍式傳導，是1938年由日本生理學家田崎一二透過實驗證實而聞名。而最早測出神經訊息本身有速度的，是1850年的赫姆霍茲（Helmholtz）。據傳他用青蛙的神經測出約每秒數十公尺的數值。在那之前，人們一直以為訊息是瞬間傳達的。
大學神經纖維的分類，以及決定傳導速度的因素
在神經生理學中，神經纖維依粗細與有無髄鞘來分類。銳痛由細的有髄纖維Aδ纖維傳遞，悶痛則由無髄的C纖維傳遞。傳導速度在無髄纖維大致與直徑的平方根成正比，在有髄纖維則大致與直徑成正比，這可以用細胞膜的電容與線內部的電阻來考量的電纜理論來說明。
📖 公式的推導及更深入的內容：動作電位（日文維基百科） ／ 跳躍式傳導（日文維基百科）
研究目前尚未完全釐清的地方
- 揉一揉能減輕痛覺的機制。 1965年提出的閘門控制理論認為，觸覺訊息會在脊髓中抑制痛覺的傳導路徑。這個大方向雖獲得支持，但原本學說所描述的迴路，細節上仍不斷被修正。
- 為什麼「悶痛」會讓人感覺特別難受。 二次痛被認為與腦中掌管情緒和記憶的區域有很強的連結，但痛覺的「難受感」究竟從何而來，仍在研究之中。
- 慢性疼痛中，神經線的功能會如何改變。 長期持續的疼痛，據說會改變神經和脊髄的敏感度。哪種變化會讓疼痛持續下去，也是與治療方法密切相關的重要課題。
也就是說，本文的內容也只是「目前已知範圍內的說明」。「感覺到」痛的是腦，痛覺並不是單靠神經的速度就能完全決定的。
與教科書的連結（依程度區分）
| 程度 | 科目・單元 | 本文對應之處 |
|---|---|---|
| 國中 | 理科二年級「刺激與反應」、理科一年級「速度」 | 反射、距離 ÷ 速度的計算 |
| 高中 | 生物「神經系統・興奮的傳導」 | 動作電位、有髄神經與跳躍式傳導 |
| 高中＋ | 生物（進階・科學史專欄） | 田崎一二、赫姆霍茲的測定 |
| 大學 | 神經生理學 | Aδ纖維與C纖維、電纜理論 |
| 研究 | 疼痛學研究 | 閘門控制理論、慢性疼痛 |
| ― | 與生活的連結 | 撞到就揉一揉、變冷後感覺變遲鈍 |
- Melzack R., Wall P. D. (1965) Pain Mechanisms: A New Theory. Science 150, 971–979.
- 跳躍伝導（日文維基百科，繁中意：跳躍式傳導）
- 活動電位（日文維基百科，繁中意：動作電位）
- Kandel E. R. 等著『Principles of Neural Science』McGraw-Hill（痛覺傳導與神經纖維分類）
- 高等學校『生物』教科書（神經系統・興奮的傳導與傳遞單元）
※本文為大眾科學解說。文中數值僅為理解機制所用的參考值與概算。神經的速度與距離因人而異。撞到之後若劇痛或腫脹持續不退，也可能是骨折，請務必前往醫療院所就診。