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神经系统的主要建筑师---谢灵顿

 网海寻宝 2018-08-23

      提要:神经递质、受体、受体激动药、受体阻断药,它们要发挥作用,需要有一个场所,这就是突触。而“突触”这个概念,就是由谢灵顿提出来的。谢灵顿,用他一生的努力,成就了“神经系统的主要建筑师”的美誉。​


       一个文盲无知,一个神经学家;

       一个失怙无教,一个受封爵士;

       一个流氓无赖,一个诺奖得主。

       真是让人难以相信,这两种截然相反的评价竟然发生在一个人身上,但这的确是事实。这个人就是有着“神经系统的主要建筑师”美誉的英国著名科学家谢灵顿(Charles Scott Sherrington,1857-1952)(图11-7)。

英国著名科学家谢灵顿(Charles Scott Sherrington,1857-1952)

       稍微学过一点儿神经生理学的人都会知道“去大脑僵直”、“牵张反射”、“突触”、“本体感受器”等等拗口的名词,相信大家也着实费了一番功夫,来努力弄清它们的意义。而这些名词,正是由谢灵顿提出来的。究竟是怎样的刺激,让曾经年少轻狂的谢灵顿转变成知名的科学家呢?

       1857年11月27日,谢灵顿出生于伦敦北部的伊斯灵顿。年幼的时候父亲早逝,母亲改嫁。他生长在贫民窟,沾染了一身坏习气,成为了伦敦远近闻名的街头恶少,被人背地里称为“不是好种的恶童”。但是,年少的他却爱上了一个农场的挤奶女工,并激动地向她求婚,可迎接他的不是热情的双臂,而是鄙夷的冷眼,连同刺耳的挖苦:“你这个臭流氓,怎么配向我求婚!我宁可跳进泰晤士河淹死,也不会嫁给你!”真是个有志气的女工!

       一席话,惊醒梦中人!浑浑噩噩的谢灵顿一下子清醒了。不,那个游戏人生,浪迹街头的少年绝不是他,绝不是!掩藏在那个混蛋后面的,一定还有一个人,一个努力、自强、上进、成功的人,那才是真正的谢灵顿!

       真不知谢灵顿怎样熬过了那些痛苦的时日,我们只看到他变了,彻彻底底的改变了。他请求继父帮助他继续求学。

       22岁,在别人已经大学毕业的年龄,他以优异的成绩考取了剑桥大学凯尤斯学院攻读生理学,四年之后,他以第一名的成绩毕业,是公认的出类拔萃的学生。大学期间,他广泛的培养自己的兴趣爱好,写诗、作文、打橄榄球、溜冰、滑雪、划船、跳伞等等,无不涉及。

       28岁,他前往欧洲大陆,继续深造,师从著名的戈尔茨、魏尔啸及科赫教授,在生理学、形态学、组织学以及病理学方面进行了扎实的训练,为日后独立进行科研打下了坚实的基础。

       也是在这一年,有传言说西班牙一位医生发明了一种疫苗,可以对付亚洲型霍乱,他与同事罗伊教授一起去西班牙考察,结果受到西班牙将军的非难,交了很多钱才得以进入疫区。在疫区,他们又被暴民围攻,幸亏英国领事替他们解了围,但石子也差点儿打在他们的头上。此行他们得到了亚洲型霍乱的标本,并带着这些标本前往德国柏林,向著名的病理学家魏尔啸请教,为防止霍乱作出了贡献。

       三十而立。这一年,他成为了伦敦圣托马斯医学院的生理学讲师,从此开始了自己四十余年的教学与研究生涯。他最初的研究是从一名行动失调而被折磨多年终至死亡的病人的脊髓开始的。接着他又研究一位脑出血后仍存活了52天的患者,然后他将医院作为研究场所,全力研究哺乳动物的脊髓。

       34岁,他完成了自己生命中的一件大事——结婚,新娘是艾思尔·莱特小姐,婚后两人育有一子。

       让我们一起来看一看谢灵顿多年以来的成果吧:

       他发现了肌肉、肌腱和关节等处具有感觉功能,提出“本体感觉”这一术语,本体感觉的信息由传入神经传入中枢后可决定肌肉的紧张度。

       他发现了支配肌肉的神经含有感觉神经纤维和引起肌肉收缩的运动神经纤维,并探索了脊髓后根的皮肤分布情况。

       正是他,在神经元学说的基础上,提出了“突触”这一概念,用以描述一个神经元与另一个神经元之间的接触部位,并认为正是在这个部位,神经元与神经元才能进行信息沟通。

牵张反射可以调节姿势,是运动与姿势调节的反射基础

       他描述了猫的“去大脑僵直”现象,即在猫的中脑上、下丘之间横切脑干,猫出现了头尾昂起、脊柱挺硬、四肢伸直、坚硬如柱的表现。他称此为“去大脑僵直”。在此研究基础上,他发现,将脊髓腰骶部背根切断后,去大脑僵直的动物强直伸长的后肢僵直现象消失,并认为这是增强收缩的肌肉受到了牵拉,所以他将此称之为“牵张反射”(图11-8),并确立了牵张反射需要来自肌肉的感觉传入到脊髓,然后传出信号再回到肌肉。牵张反射可以调节姿势,是运动与姿势调节的反射基础。当然,发现“牵张反射”已经是1924年的事了。

       他指出,小脑是本体感受系统的中枢。哺乳动物在室外行走时,往往需要不断地运用感觉传入信息来纠正行走的式样,以应付不同的地形,防止发生不可预料的事情。传入的感觉主要有三类:来自肌肉和皮肤的躯体感觉、前庭器官的平衡感觉以及视觉。根据刺激的来源和感受器所在的位置,谢灵顿将感受器分为外感受器(例如视觉、听觉、嗅觉及皮肤感受器);内感受器(例如感受内脏器官发来的冲动信息的感受器);本体感受器(例如肌肉、肌腱、关节和迷路感受器等)。每种感受器都有自己独特的刺激形式,即适宜刺激。

       从1893年到1909年,谢灵顿及其同事对交互神经支配进行了严密研究,并发现,交互神经支配是一种协作形式,抑制运动的脊髓反射与许多兴奋运动的脊髓反射常常同时发生,当一群运动神经元兴奋时,另一群运动神经元则产生抑制,从而形成交互神经支配,这种交互神经支配的理论后来被称为“谢灵顿定律”。

       五十知天命,在这个年纪的人,能够理解自然规律了。1906年,谢灵顿将自己二十余年研究成果做以总结,出版了自己的划时代的巨著——《神经系统的整合作用》。说它堪比牛顿定律在物理学上的地位,毫不为过。这一著作结束了几个世纪以来,关于神经系统的结构及功能的资料与理论均为零打碎敲、不成系统的局面,成为了神经生理学的经典之作。

       1914年,谢灵顿已经57岁了,被任命为牛津大学生理学教授。在这个年纪,大多数人已经开始想着退休,安度晚年了,也不愿意去迎接新的挑战了,而他却恰恰相反,从这一年开始进入了人生中最为忙碌,也是收获最多的时期。他说;“积几个世纪的经验,我们都在讲授已经知道的东西,但在科学发展不可抗拒的潮流面前,我们不能抱着会什么教什么的老信条,必须设法教我们现在还不会的东西,虽然这是要几个世纪才能达到的目标,但是我们不能在这新的挑战面前退却。”

       这样的钻研与探索精神是何等的可贵!

       人生七十古来稀,谢灵顿继续为神经研究贡献力量。1925年,他将一个运动神经元和它所支配的一群肌纤维命名为“运动单位”,并将脊髓前角的运动神经元称为运动传出的最后公路。

       1932年,七十五岁高龄,他终于收获了诺 贝 尔生理学或医学奖,这是对他几十年如一日孜孜以求的最好嘉奖!

       他一生获得荣誉无数,被授予不列颠帝国大十字勋章、荣誉勋章;被授予医学博士、法学博士、文学硕士等学位;并在1920-1925年出任英国皇家学会主席;还担任四十多个学会的名誉会员。1935年谢灵顿退休,开始进行哲学研究,并从事诗歌创作,著有《人的本性》《简·菲纳尔的努力》等。

       1952年3月4日晚,谢灵顿安然辞世,享年95岁。

       不知道在他逝去的那一刻,会不会想到那位挤奶女工,数十载的光阴已然将一个浪荡公子转变成受人敬仰的科学大家。一个人的一生,是如此的漫长,我们往往只看到了开始,往往却猜不透结局。我们每一个人,又该怎样度过自己的一生呢?

       接下来,问题开始变得复杂起来:乙酰胆碱这样强而有力的传导物质是如何形成的?又是怎样储存、释放、失活的?​

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