1906:卡哈尔

圣地亚哥?拉蒙-卡哈尔(Ramny? Cajal,Santiago,1852-1934),出生于西班牙北部阿拉贡的佩蒂拉,他的父亲是一名医生,通过自学成了一名大学教授,非常希望自己的儿子长大后能够子承父业。据说卡哈尔小时候是一个很顽皮的孩子,又不爱学习,常常令父亲生气。后来,他改正了自己的缺点,在高中时学习十分刻苦,最后以全校第一名的成绩考上了萨拉戈萨大学医学院,成就了父亲的心愿。

1873年,卡哈尔从萨拉戈萨大学医学院毕业,获得了医学硕士学位。1875年,他在母校任助教,两年后年又获得了医学博士学位,并成为母校的一名解剖学教授。1884-1921年,他先后担任巴伦西亚大学解剖学教授、巴塞罗那大学组织学教授、马德里大学组织学、病理解剖学教授,并出任国立卫生研究所所长。1921年起,他成为马德里卡哈尔研究所的所长。?

西班牙(2003):1906年诺贝尔生理学或医学奖获得者卡哈尔,卡哈尔侧面像以及视网膜神经元结构示意图

卡哈尔最初研究细菌,后来转向神经解剖学方面的研究。他对高尔基染色法进行了深入的研究,在掌握了相应的技术之后,仔细分析利弊,对它做了较大的改进,发展和完善了银染法。这种经他改进后的银染法能使浸泡的神经组织染色更深,并显示出神经纤维的细微结构。

1888年,卡哈尔运用改进的银染法对小鸡的小脑和视网膜进行染色观察,取得了非常好的效果,获得了更充分可靠的染色样本。他不仅观察到了神经细胞的胞体、树突和轴突,还发现突起是以末梢形式与相邻细胞体接触,但并不连接;轴突是自由的、终结的,并不互相形成网状结构。这个发现,进一步坚定了他对神经元理论的信心。

1889年,卡哈尔带着做得非常漂亮的小脑组织切片标本赴德国参加一个解剖学会议。会上,来自西班牙的他用法语介绍了自己的工作与成果,但由于他的法语发音非常不标准,以至于大家都听不清他在说些什么。急中生智,他在会场的一角设置了一个小展台,把非常漂亮的神经组织染色切片放在显微镜下进行展示。与会者感到十分惊讶,大家都被他的研究成果吸引了过去,争先恐后地通过显微镜观看他的神经组织切片。德国组织学创始人克里克教授看过后,对卡哈尔的工作非常赞赏,不再坚持神经网络学说,转而支持神经元学说。

卡哈尔运用改进的银染法观察神经纤维细微结构的实验表明,神经细胞是一个独立、自由的结构单位和功能单位,它与周围其他细胞或组织相接触,但并不连接。卡哈尔的这一研究成果,通过在学术界有着巨大影响力的克里克教授的推介,很快就传遍了欧洲,最后走向世界,卡哈尔由此一举成名。

然而,卡哈尔并不满足于已取得的成果,他又对神经细胞的退化、再生和可塑性做了进一步的研究。他发现神经细胞退化后,其轴突末梢仍然存在,这就进一步证明神经末梢与其相邻的神经细胞之间仅是接触,而不是连通。除此之外,他还发现神经元纤维出自细胞内,并不延伸出终末进入邻近细胞,这说明神经细胞对信息的传递是有极性的,即树突或胞体接受信息的输入,由胞体将信息传入轴突,轴突终末再将信息传给邻近细胞。

由于卡哈尔拥有非常出色的绘画才能,这使他的研究成果富有表现力。他说:“如同不断追寻美丽的蝴蝶的昆虫学家一样,我被神经灰质的后花园深深地吸引,那里有形态精致优雅的细胞,还有那谜一般的灵魂的蝴蝶。谁知道呢,说不定哪天它一振翅,就能揭开精神世界的神秘面纱。”他所画的许多极其精致的神经组织示意图,被誉为“灵魂的蝴蝶”,长期以来被用作教学得范本,至今仍是神经科学研究的重要资料。

几内亚比绍(2009):1906年诺贝尔生理学或医学奖得主卡哈尔,卡哈尔侧面头像和他亲手绘制的精美的小脑蒲肯野神经元示意图

对于神经系统的结构,卡哈尔在对神经细胞做了更加细致的观察后,提出了以下观点:每个神经细胞都是独立的,神经元是中枢神经系统的生理单位;树突和轴突自神经细胞胞体伸展而出;神经细胞胞体负责支持与营养;神经冲动的传导方向是自树突到胞体再到轴突,一般是单向的;神经细胞之间存在生理不连续;神经冲动可以单向跨越这些不连续,并在神经元之间进行级联传导。他的研究使神经元学说有了基本的框架,因此他被认为是神经元学说的创始人。

卡哈尔对神经细胞的认知与高尔基完全不同,他们之间是互相对立的,代表了当时完全相左的两个学术流派。1906年,这两位理论对立的医学家分享了当年的诺贝尔生理学或医学奖,这也是该奖项第一次同时颁给两个人。在颁奖演说时高尔基并不同意神经元学说,并进行了批评。轮到卡哈尔了,他说:“的确,如果神经中枢是由神经相互融合并连续组成的网络,那么事情会变得非常方便、经济和易于分析。不幸的是,大自然似乎无视了我们智力上对方便和一致的需求,而往往乐于表现出复杂性和多样性。”他在讲话中提到了自己所用到的研究技术,是高尔基发明的银染技术。他还说:“只要大脑的奥秘尚未大白于天下,宇宙仍将是一个谜。。”

诺贝尔生理学或医学奖在同一年颁给正反两方对立理论的医学家,大家都明白,终有一天其中一人的理论会被推翻。事后证明,网状学说是错误的,神经元学说才是正确的,但这无法否定高尔基对神经科学所做出的杰出贡献,他所发现得高尔基体更是被人们牢牢地记住了,而卡哈尔则因为神经元学说而真正成了“神经科学之父”。

在取得巨大的荣誉后,卡哈尔依然坚持不懈地在实验室里做研究,并写了好几本书,如《普通病理解剖学手册》《人和脊椎动物神经系统的结构》《神经系统的变性与再生》等,他的一本传记写了自己怎样做实验、怎样建立神经元学说,并对神经元学说做了详细的介绍。

不丹(2000):1906年诺贝尔生理学或医学奖获得者高尔基(左)和卡哈尔(右),两人虽分属不同阵营,但却是孟不离焦,惺惺相惜又坚持己见,最终一起站在了诺贝尔奖的领奖台上


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