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第1讲 洛伊之梦

    提要:一星小小的思想火花,在奥托·洛伊的的头脑中酝酿了整整十七年,终于演变成一个设计精巧的实验,以“梦”的形式展现出来。这就是著名的“双蛙心灌注实验”,正是通过这个实验,人类才首次得知,在神经的末梢,竟然会释放出一种专门用来传递信息的化学物质,就是我们现在所熟知的“神经递质”。


   一切都要从一个神奇的梦开始说起。

   在奥地利的格拉茨大学,有一位药理学家叫奥托·洛伊(OttoLoewi,1873-1961),1921年复活节前一天的夜晚,他做了一个奇怪的梦,梦中,他做了一个实验,这个实验竟然证实他的一个设想!而这个设想,已经在他的头脑中翻腾十几年了!从梦中惊醒后,他“匆匆地在一张薄纸片上作了笔记”,然后,又翻身睡去。

   第二天早上,当他醒来时,不由得十分懊恼,因为他实在是看不懂自己写了什么,更想不起来梦中的内容了。恍恍惚惚中,他努力回想自己那个神奇的梦,就这样,一天过去了。夜里,他又沉沉睡去。快到凌晨三点钟的时候,神奇的事情出现了——头一天晚上的梦竟然上演了完美的“续集”,他清晰地看到了实验的整个过程!这一次,他可再也不敢怠慢,赶紧起床,冲到实验室开始试验。

   第一只青蛙(青蛙A)英勇地为科学献出了自己宝贵的心脏,心脏上还连着迷走神经,“把青蛙A的心脏(连带迷走神经)取出,用一个玻璃管插入心脏,管内灌上生理盐水以代替血液,使其仍然跳动。由于迷走神经属于副交感神经,它的作用是减弱心脏的收缩,这样可以避免不必要的消耗,用电刺激迷走神经,则心脏收缩就会减弱”。简而言之,就是刺激青蛙的迷走神经,其心脏跳动减慢了,收缩力也减弱了。接下来,另一只青蛙(青蛙B)又为科学献出了心脏。立即将青蛙A心脏内的液体引入到青蛙B的心腔内,猜一猜,出现了什么情况?

   哦,你猜对了,“青蛙B的心脏,虽然其迷走神经没有受到刺激,但是跳动的速度也慢了下来”。

   奇怪,这是为什么呢?

   奥托·洛伊苦思冥想,只能这样解释——支配青蛙A的心脏迷走神经末梢释放了一种化学物质,这种化学物质随着生理盐水转移到了青蛙B的心脏中,使青蛙B的心脏也跳慢了。这就好比我们向一盆清水里挤了一点儿蓝钢笔水,水变蓝了,再把这盆染蓝的水倒入另一个空盆儿一样,挤进去的那点儿钢笔水自然也被倒在了空盆儿里。

奥托·洛伊在工作

   既然是迷走神经末梢释放的化学物质,那就命名为“迷走神经传导素”吧!可它究竟是什么呢?接下来的五年,洛伊一直在努力探索。直到1926年,他才用各种方法证实,“迷走神经传导素”就是乙酰胆碱。也就是说,迷走神经末梢通过释放乙酰胆碱作为传递信息的化学物质。而在此之前,人们普遍认为,神经冲动就是电现象,从来没有人提出过神经还可以释放一种物质来传递信息。洛伊的这一说法颇为新颖,打破了以往的传统观念,极大地促进了神经科学的发展。

   洛伊为什么会做这样一个神奇的梦呢?俗语说的好:“日有所思,夜有所梦”。早在1904年,洛伊前往英国斯塔林实验室进修。当时实验室里有一位年轻的生理学工作者——剑桥大学的学生埃利奥特(ThomasRentonElliott),他通过实验发现,刺激动物的交感神经之后,所引发的反应与注射肾上腺素的作用非常相似,因此,他就在想,是不是交感神经末梢释放了一种化学刺激物,而这种刺激物恰恰就是肾上腺素呢?这或许是有史以来关于神经递质存在的最早暗示。但遗憾的是,埃利奥特压根都没重视自己这如此富有创意的设想,而是转入临床工作,成为了伦敦大学医学院的一名内科教授。

   可是,埃利奥特那里转瞬即逝的思想火花,却在洛伊这个外国留学生的心中激起了极大的反响。他一直在想,要是刺激迷走神经的话,或许也能释放一种化学物质,来传递神经冲动。但是,让他苦恼的是,该怎样证实这件事儿呢?他想不出好办法。

   很快,第一次世界大战爆发了。残酷的战争打乱了他整个的研究计划。由于在军中服役,他根本无法集中精力来思考科学问题。直到战争结束后,实验室重建时,他才重新开始考虑原来那个设想,却始终没有思路。功夫不负有心人,1921年那个神奇的夜晚,他在梦中得到了完整的实验设计,解决了这个一直困扰他的难题——为什么一次神经的刺激,会产生如此长久的抑制效应?原来,是神经递质在发挥作用。

   1936年,奥托·洛伊凭借其在神经冲动化学传递方面出色的研究,荣获 诺 贝 尔 生理学或医学奖。

   奥托·洛伊是一个多才多艺的人,读大学期间,他就对古典音乐情有独钟。在他看来,研习古典音乐,可以“开阔视野,激发独立思维”。终其一生,他都是一个痴迷的音乐爱好者。研究生阶段,他又对历史产生了浓厚的兴趣,并立志成为一名历史学家,最后,在父母的劝说下,他才转向医学,并且选择了医学基础研究。毕竟,在他眼里,基础医学研究比临床治疗更富于挑战性。 

   1938年,洛伊获得诺贝尔奖后仅仅两年,纳粹进军奥地利,逮捕了洛伊。原因很简单,他具有犹太血统。危难中,洛伊考虑的并不是自己的安危,而是他二十多年前就已经开始的一系列实验结果能不能保留下来。最后,他说服了一名监狱看守,匆匆地将自己的实验结果简要记录在明信片上,寄给了《自然科学》杂志。这时,他才松了一口气,感到“难以名状的轻松”,还好还好,研究成果没有丢失。后来,在国际科学团体的大力营救下,洛伊按照纳粹的要求将自己获得的诺贝尔奖金转入其控制的银行后,才得以获准离开奥地利。他先在英国停留,后于1940年被美国纽约大学医学院聘为研究教授,辗转到达美国,开始了为期15年的活跃的学术生涯,直至1961年逝世。

   在洛伊87岁时,他才透露自己的发现竟然源自一个梦境。他写道:“这表明,一种思想可以在我们大脑的潜意识中沉睡几十年,之后又突然返回来。它同时告诉我们,有时我们应当相信突然间产生的直觉,无需过分怀疑。”

   神经末梢释放的神经递质只有乙酰胆碱这一种吗?当然不!随后的岁月中,人们又陆续发现了去甲肾上腺素、5-羟色胺、γ-氨基丁酸、甘氨酸、谷氨酸等多种神经递质,从而极大地促进了生物化学,尤其是神经化学的发展。当然,这都是后话了。

   “很少有一种发现,能像化学递质的发现那样,对生理学具有如此巨大的冲击!”这可以说是对奥托·洛伊的成就最中肯的评价了。

    两栖类的青蛙,其神经末梢释放了乙酰胆碱,那么,人体内的神经末梢,释放的也是乙酰胆碱吗?请看2戴尔之想——神经递质乙酰胆碱的证实。

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