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作者：麦子 转载请注明：解螺旋·临床医生科研成长平台 明尼苏达大学的Weisman艺术博物馆正在举办一个画展，名为“美丽大脑：拉蒙・卡哈尔的手绘”。这些手绘可不同寻常，是100多年前，神经科学家卡哈尔透过单筒显微镜画下的神经组织微观结构。 今天我们要看神经元结构，有各种高分辨率的现代设备可以利用，还能拍出精美的照片，但100多年前只有光学显微镜。Santiago Ramon y Cajar（圣地亚哥・拉蒙・卡哈尔）就凭借画笔记录下显微镜中一个迷宫般的世界，画出惊艳的传世之作，至今仍用于教学。 卡哈尔对艺术兴趣在很小的时候就有所表现，他本来是想做一名艺术家，可是他那当解剖老师的父亲一定要让他学医（又是一个被拐上“歧途”的孩子）。然而，他后来在这条歧途也照样打怪通关，还掉落一个诺奖！ 躁动的青春 医学+艺术，乍一听就让人想到风雅稳重的君子模样，比如我们熟悉的这位—— “你看，你将这条血管移了一点位置了。——自然，这样一移，的确比较好看些，然而解剖图不是美术，实物是那么样的，我们没法改换它。现在我给你改好了，以后你要全照着黑板上那样的画。”但是我还不服气，口头答应着，心里却想道：——“图还是我画的不错；至于实在的情形，我心里自然记得的。” 然而卡哈尔并不是，他离“君子”还有一段不小的距离。 他出生在西班牙一个贫穷落后的小村庄，后来移居到人口稠密的萨拉戈萨省Valpalmas小镇，在那里的一所学校接受了启蒙教育。 但其实，真正的教育还是靠父亲。父亲教他读写，然后循循善诱地向他传授地理、物理、算术、语法、法语等。这于父亲而言，并不是什么不可推卸的责任，而是一种不可描述的愉悦（卡哈尔本人的回忆录里就是用的这个词[捂脸]）。 父亲喜欢激发孩子们的好奇心，提升其智力。不仅喜欢教自己的小孩，而且在路上逮到一个小孩就喜欢教点什么。对他来说，无知是最大的不幸，而教育是最大的责任。所以小卡六岁时就能流利地书写，也拥有相当的地理、算术知识。 一年后父亲前往马德里完成他的学业，去争取医学与外科博士学位，小卡就担当起家庭通信职络员的重任，也开始了解医学活动。因为小卡进步神速，父母已有预感，此儿必将有所作为。 果然，此儿从小“不凡”。像其他同龄男孩子一样，小卡也喜欢在室外各种折腾，上窜下跳不嫌累，但比同龄男孩子更甚。在他众多怪癖中，有两样特别突出，甚至让人对其品质起了疑。一是对自然现象过多的好奇和关注；一是对社交有莫名的厌恶，在长辈面前退缩，显得无礼，使父母无比烦恼。 他最恶劣的例子，大概是11岁的时候干坏事蹲了3天监狱。那时他玩腻了普通男孩子们扮演士兵舞刀弄枪的游戏，就开始跟小伙伴手工制作加农炮，看到成品之后抑制不住演习的欲望，轰向邻家院子…… 加农炮就是这玩意，不过小卡他们是用木头做的 总之，小时候是个熊孩子，神秘、冷癖、叛逆、不友好、反专制。即便长大后意识到这个问题，也努力纠正，但仍然从骨子里透出一丝生人勿近的气息。 正因为他放纵不羁，他不得不多次转学。父母还把他送去当鞋匠学徒“劳动管教”，之后又要送到一所擅长教拉丁语和管教不听话的孩子的学校。小卡明确地反驳父亲：我不喜欢医学，也不大可能发展出对拉丁文的兴趣，就想画画。 但在长辈们看来，画画并不是个职业，甚至玩物丧志，再好顶多算是个能用于“正规职业”的技能。父亲给他讲了很多梦想成为大艺术家的孩子最后泯然众人穷困潦倒的悲剧，但貌似没什么用，只好放出杀手锏：等你21岁成为一名医生，能够经济独立时，想画就自由去画吧。这就使他不得不屈服，准备学自己不喜欢的东西了。 What？！21岁成为医生经济独立……21岁成为医生经济独立……21岁成为医生经济独立……………… 但我脑中还盘桓着另一件事，现在许多美术生想要考上好的美院，都要坚持每天16小时的绘画训练，废寢忘食也不亚于我们医学生，这野孩子是怎么能举重若轻把两样都做好的！！ 鱼与熊掌全吞了 毕竟强拧的瓜不甜，父亲为了刺激他对医学的兴趣，在1868年夏天带他去一座坟场，找些遗骸来学习解剖。 夏天、坟场、遗骸，你根据这几个关键词想象到的画面（以及扑面而来的气息）可能都是真实的，但是，在这没有福尔马林的一对一解剖课上，当小卡认真画起了骨骼，现场气氛和他的执拗就悄悄地发生了改变。 他终于去了父亲任教的萨拉戈萨大学学医，21岁那年（1873）毕业，经过一场严格的考核，他进入西班牙军队成为一名医务官，远赴古巴战场（即古巴脱离西班牙殖民的“十年战争”）。 成为医务官的卡哈尔，1874 不过他在战场上感染了疟疾和结核，1875年便回到西班牙。1877年在马德里取得了医学博士学位，先后担任萨拉戈萨博物馆主任，在萨拉戈萨大学任教，然后又去了华仑西亚大学当解剖学教授。其间还结了婚。 他早年的研究工作主要在于炎症的病理学、霍乱的微生物学、上皮细胞及组织的结构。当他1887年来到巴塞罗纳，学习了当时的新技术神经组织高尔基染色法，并对其加以改良，才走上了神经组织学的道路。他开始醉心观察镜下的神经组织结构，并用画笔描绘那精妙的线条。而他的画作也使其科学报告更为引人入胜。 Cajal-Retzius cells 决战紫禁之巅 当时的人们已经认识到生命体的所有组织都是由细胞构成的，但神经系统却是个例外。尽管已有不少科学家观察到了一些细胞结构，但细胞体和其他特征（如轴突、树突等）的关系并不明确。所以，那时神经细胞（nerve cells）和神经元（neurons）不是一个概念。 电子显微镜要到1950年代才到来，依靠光学显微镜则没法直接观察到突触间隙。在高尔基染色法的辅助下，人们只看到了神经组织错综复杂的纤维状结构，以及重复出现的单元结构。但单元与单元之间又是怎么联系的呢？ 雏鸡小脑细胞，1905 于是，关于神经系统的组织结构便有两种说法，一种是德国解剖学家Joseph von Gerlach提出的网状学说（Reticular theory），即整个神经系统是一个融合、连续的网络。这个学说即被意大利神经科学家高尔基（Camillo Golgi，即高尔基染色法的发明人）发扬光大。 但卡哈尔却支持另一位德国解剖学家Heinrich Waldeyer的神经元学说（neuron doctrine），即神经系统是由一个个独立的功能单元，连接成一个相互交流的神经网络，但怎么交流的就不清楚了。 就是“连接（contiguous）”和“连续（continuous）”的一字之差，使两人势同水火。 有趣的是，高尔基也是个多才多艺的人，但他喜欢的是音乐，不仅能吹得一口好笛子，还作了几首曲子。不过他在性格上十分内敛沉静，在公众的心目中（1900年成为参议员），他是个严肃、专制的人。（这俩真是“天造地设的一对”） 他除了高尔基染色法之外，也有很多重要的贡献，比如以他命名的高尔基体；还描述了运动和感觉这两种神经细胞类型，且还曾以他的名字命名为高尔基I型和II型神经细胞。 后来，证据越来越多地倒向卡哈尔这一边。他用高尔基发明的方法，系统地观察神经组织，他看到了星形细胞的突起可以自由地叠在浦肯野细胞体上。他还观察到了极化现象，神经冲动由树突接收，传向细胞体，再传向轴突，再传给下一个细胞。种种发现都使神经元学说越来越稳固。 其中的决定性成果是在1888年5月，卡哈尔在《Revista Trimestral de Histología Normal y Patológica》杂志第一期上发表了他的动物实验，证明在鸟类大脑中，神经细胞是不连续的。 卡哈尔和高尔基虽素未谋面，但分歧一直持续着。直到1906年，在斯德哥尔摩的诺贝尔生理或医学奖的领讲台上，两人才终于初次见面。这也是诺奖首次让两个人分享一个奖项。那时，高尔基已退出神经的江湖好几年。 他们获奖的理由，都是为当时人们对神经结构的理解做出了巨大贡献。但人们已普遍接受了神经元学说，可以说连接派已打下了江山。诺奖给高尔基的颁奖词都提到了他俩的分歧，最后一句则是“渐渐地，卡哈尔的理论占了上风。”——听着都觉得秋风萧瑟。 高尔基先做了演讲，他却在神经元的江山之下，坚持着“连续”理论，谈“神经细胞”和“神经元”的区别，提出对神经元的质疑。 高尔基的诺奖演讲 接下来卡哈尔上台，又像儿时的执拗一样，大谈“连接”，在肃穆的颁奖现场狠狠地反驳了他！好遗憾没有视频，好想看看台下反应😊 后来卡哈尔在他的回忆录中还感慨说：“这是多么残酷的讽刺，科学对手也像连体双胞胎一样并肩相连，却有如此大的反差。” 他俩的僵持似乎后来还是没有化解。卡哈尔于1934年去世，高尔基则是1926年。但后来的故事我们都知道了，50年代电镜问世，卡哈尔笑到了最后。 参考资料： 1.The Beautiful Brain and theInfluence of Santiago Ramón y Cajal on Medicine 2.CVC. Santiago Ramón y Cajal.Memories of my life. 3.Wikipedia | Santiago Ramón yCajal 4.Different character: Golgi AndCajal 5.Wikipedia | Neuron doctrine |
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