感覺系統研究可能再獲諾獎青睞

唐逸泉

諾貝爾生理學或醫學獎是每年頒發的第一個諾貝爾獎，今年該獎頒給了美國加州大學舊金山分校的大衛·朱利葉斯（David Julius）教授和美國斯克利普斯研究所的阿登·帕塔普蒂安（Ardem Patapoutian）教授，以表彰他們在溫度感知和觸覺的分子機制研究中做出的原創性貢獻。

感覺是我們認識和適應這個世界的基礎，因此感覺系統的研究一直是諾獎委員會青睞的對象。據筆者統計，諾貝爾生理學或醫學獎自1901年創立以來，已經花落感覺生物學相關研究7次，其中，視覺相關研究3次（1911年、1967年和1981年），平衡感覺相關研究1次（1914年），聽覺相關研究（1961年）1次，嗅覺相關研究1次（2004年）以及今年的溫度感知和觸覺相關研究。因此，關于聽覺和味覺感受器的研究工作，未來很有可能再次得到諾貝爾獎。

我們如何感知外部世界？人類為此思考和探索了幾千年。

古希臘哲學家亞里士多德總結人類有五種感覺：視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺，并在他的哲學體系中，依此順序對五感進行高低等級排序，此順序也正好對應五種感覺器官在人體的高低位置，即從眼睛開始往下，直到作為主要觸覺器官的手。

盡管如此，后世對觸覺的研究歷史并不短。早在17世紀，說出那句著名的“我思故我在”的法國哲學家、數學家和科學家笛卡爾就曾提出一個假說，我們之所以能感受到火焰的高溫而做出躲避反應，是因為當火焰碰到我們的皮膚時，火焰粒子可以牽動皮膚相應的區域，進而拉拽一根存在于皮膚下和大腦之間的管線（笛卡爾認為神經纖維是中空的管線，里面由精氣充斥）。到了19世紀80年代，人們發現皮膚上有特定的感覺點，可以對觸摸、冷或者熱等特定刺激做出相應的反應，提示不同的物理刺激可以激活不同類型的神經纖維。進入20世紀，三項獲得諾貝爾生理學或醫學獎的工作推動了我們對負責觸覺和溫度感知的軀體感覺系統的認識。

首先，卡米洛·高爾基（Camillo Golgi）和圣地亞哥·拉蒙-卡哈爾（Santiago Ramón y Cajal） 因“揭示神經系統的結構”于1906年獲得了諾貝爾獎，他們的工作就包括對軀體感覺系統的解剖學描述。接著，查爾斯·謝靈頓（Charles Scott Sherrington）和埃德加·阿德里安（Edgar Adrian）因“發現神經元的相關功能”而獲得1932年的諾貝爾獎，他們描述了軀體感覺神經元，使研究工作推進到了細胞水平。進一步，約瑟夫·厄蘭格（Joseph Erlanger）和赫伯特·加塞爾（Herbert S. Gasser）因“發現單神經纖維的高度分化功能”于1944年獲得了諾貝爾獎，他們發現兩種不同粗細的軀體感覺神經纖維，具有不同的傳導速度、激活閾值和不應期，參與介導不同的感覺，比如觸覺和痛覺。

至此，依然還有一個基本問題沒有得到解決：感覺的產生依賴于神經系統通過電脈沖向大腦傳遞信息，那么，溫度和觸覺機械力刺激是如何轉化為神經傳遞的電信號的？今年的兩位諾貝爾生理學或醫學獎得主解決了這個問題。