吃辣椒也能得诺奖
作者 瞻云
发表于 2021年11月
2021年10月4日,2021年诺贝尔生理学或医学奖公布现场

2021年10月4日,瑞典卡罗琳医学院宣布,将2021年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了美国的两位科学家—戴维·朱利叶斯(David Julius)和阿德姆·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian),以奖励他们对温度感知与触觉之受体的发现。

那么,两位科学家研究的温度感知与触觉之受体究竟是什么,让他们可以获得如此高的荣誉?

要回答这个问题,我们需要先弄清楚人体的感官究竟是怎么产生的。

人的大脑类似于电脑的核心处理器,它处于头颅之中,对外界的任何信息都不能第一时间获悉。它必须通过众多的神经连接到感觉器官,才能获取外部信息。

例如,我们通过眼睛、耳朵、鼻子、舌頭以及皮肤,分别获取视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉以及温度感知等信息。

17世纪,法国哲学家笛卡尔猜想,我们身体内一定是有什么线性结构把皮肤和我们的大脑连接在一起—当我们的手脚碰到火焰的时候,它就会发送相应的信号,让我们产生痛觉。

不得不说,笛卡尔的直觉相当敏锐。200多年后的19世纪末,西班牙神经组织学家圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔,通过高尔基染色法成功发现了神经元的完整结构,从而揭示了人体的组织和器官的确是通过神经纤维这种线性结构和大脑链接起来的。

而和圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔生活在同一时代的俄国生理学家巴甫洛夫,同样在19世纪末,通过对狗进行的一系列实验,发现了著名的神经反射活动,奠基了高级神经活动生理学。

虽然巴甫洛夫之后,人们已经知道了大脑获取和发送信息,都是通过感受器转化成电信号,然后传导给大脑,但对外界的各种信息是如何转化成神经信号的,人们却知之甚少。

直到几十年后,相关的研究才有所进展。1944年,美国科学家厄尔兰格(Joseph Erlanger)和加塞(Herbert S. Gasser)因发现单一神经纤维的高度机能分化,共获诺贝尔生理学或医学奖。不同类型神经纤维的发现,对人类感觉的传播机制有着一定的启示作用。

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突破:破译感官神经机制

本质上,人体获取外部信息,和电脑十分相似,都是需要先把声、光、热等信号,通过传感器(感受器)转化成电磁信号,然后传输到处理器(高级中枢)进行分析,才能获取外部信息。

从某种意义上来说,就像电脑传感器的基本感知功能分成热敏元件、光敏元件、气敏元件等十大类型,人体要传输视、听、嗅、味、触等感觉,就必须有相应的受体来进行转化。

例如,眼睛中的视杆细胞和视锥细胞,便是依靠不同的光受体蛋白来感知不同的光觉和色觉。

然而和电脑不同的是,人体感受器内,需要经历复杂的生化反应,才能把光、声、气味分子、压力、温度等物理化学信号转化成电信号。

本文刊登于《看世界》2021年21期
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