一對(duì)“冤家”同臺(tái)領(lǐng)獎(jiǎng) —— 還是諾貝爾獎(jiǎng)呢

本文來(lái)自微信公眾號(hào)：返樸 （ID：fanpu2019），作者：陳關(guān)榮

撰文 | 陳關(guān)榮（香港城市大學(xué)）

世界上沒(méi)有比人腦更復(fù)雜更神奇的東西了。

大腦是身體的指揮中心，它控制著人的思維、情感、言語(yǔ)和行動(dòng)，并讓身體其他器官各司其職以維持整體生命。

外界的各種信息通過(guò)人體特定的感受功能如視覺(jué)、嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和味覺(jué)傳送到大腦，然后大腦通過(guò)感覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)接收并處理這些信息，再用來(lái)指揮身體的相應(yīng)器官作出反應(yīng)?，F(xiàn)今醫(yī)學(xué)界對(duì)人腦中單個(gè)細(xì)胞（cell）的結(jié)構(gòu)和運(yùn)作機(jī)制或許已有相當(dāng)?shù)牧私?。然而，?shù)以千億計(jì)的神經(jīng)元（neuron）如何以集群的方式合作，仍然是一個(gè)未解之謎。

自古以來(lái)，人類一直都在試圖弄清大腦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和了解大腦的內(nèi)在功能。中國(guó)古代有華佗（145－208）開(kāi)顱的傳說(shuō)。在歐洲，古希臘和古羅馬帝國(guó)留下了一些有關(guān)人腦醫(yī)學(xué)和動(dòng)物大腦結(jié)構(gòu)的記錄。文藝復(fù)興時(shí)期的達(dá)?芬奇（Leonardo da Vinci，1452－1519）為了作畫(huà)而解剖人體的故事是眾所周知的。但是，從現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，第一個(gè)打開(kāi)人腦進(jìn)行醫(yī)學(xué)研究的可能是比利時(shí)醫(yī)生安德烈亞斯?維薩留斯（Andreas Vesalius，1514－1564）。他被認(rèn)為是近代人體解剖學(xué)的創(chuàng)始人，在 1543 年編寫(xiě)了一部比較完整的解剖學(xué)著作《人體的構(gòu)造》（De humani corporis fabrica），其中描述了大腦和神經(jīng)系統(tǒng)的許多結(jié)構(gòu)特征。

大腦的功能是由它的結(jié)構(gòu)決定的嗎？也是，也不完全是，目前沒(méi)有定論 —— 大腦太復(fù)雜了。近年來(lái)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和宇宙星球網(wǎng)絡(luò)以及人造互聯(lián)網(wǎng)之間的結(jié)構(gòu)極為相似，都具有所謂的“小世界網(wǎng)絡(luò)”和“無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)”拓?fù)涮卣?，但這三者功能互異。不過(guò)，再往這個(gè)論題說(shuō)下去的話就扯得太遠(yuǎn)了。

一對(duì)“冤家”同臺(tái)分享諾貝爾獎(jiǎng)

在大腦的醫(yī)學(xué)研究和科學(xué)研究的漫長(zhǎng)歷史中，做出卓越貢獻(xiàn)的醫(yī)生和科學(xué)家多不勝數(shù)，這里僅介紹兩位特別重要的人物。他們是“冤家對(duì)頭人”意大利神經(jīng)解剖學(xué)家、組織學(xué)家、病理學(xué)家卡米洛?高爾基（Camillo Golgi，1843.7.7－1926.1.21）和西班牙病理學(xué)家、組織學(xué)家、神經(jīng)學(xué)家圣地亞哥?拉蒙-卡哈爾（Santiago Ramón y Cajal，1852.5.1－1934.10.17）。

1906 年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)同時(shí)授予高爾基和拉蒙-卡哈爾，以“表彰他們?cè)谏窠?jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的工作”。

這兩位獲獎(jiǎng)?wù)叩闹饕茖W(xué)貢獻(xiàn)和觀點(diǎn)如下：

高爾基于 1873 年發(fā)展出一種神經(jīng)組織鉻酸鹽-硝酸銀染色技術(shù)：經(jīng)過(guò)染色處理的神經(jīng)組織中的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞變成棕黑色，讓顯微鏡下標(biāo)本里的黑色細(xì)胞在黃色背景中一目了然。這一染色技術(shù)后來(lái)被稱為“高爾基染色法”（Golgi staining）。利用這一技術(shù)，高爾基于 1898 年發(fā)現(xiàn)了真核細(xì)胞（eukaryotic cell）中的細(xì)胞器（organelle），后人稱為“高爾基體”（Golgi apparatus）。

高爾基一直堅(jiān)定地支持由德國(guó)神經(jīng)解剖學(xué)家?jiàn)W托?戴特斯（Otto F. K. Deiters，1834–1863）鋪墊、德國(guó)解剖學(xué)家馮?格拉赫（Joseph von Gerlach，1820–1896）建立的神經(jīng)系統(tǒng)環(huán)路理論（reticular theory）。該理論認(rèn)為神經(jīng)系統(tǒng)是由簡(jiǎn)單的連續(xù)性網(wǎng)絡(luò)“reticulum”構(gòu)成的，拉丁文 reticulum 一詞即是 net 的意思。高爾基認(rèn)定，大腦是一個(gè)整體的神經(jīng)纖維網(wǎng)絡(luò)，而不可能是離散的細(xì)胞單元組合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有單向傳導(dǎo)的神經(jīng)信號(hào)，在生理上也沒(méi)有任何不連續(xù)性特征。

拉蒙-卡哈爾比高爾基年輕九歲，在學(xué)術(shù)界算是后一輩的學(xué)者。他對(duì)高爾基染色法作了改進(jìn)，換用更高濃度的重鉻酸鉀并延長(zhǎng)硝酸銀浸泡時(shí)間，以獲得更精確細(xì)致、更完整可靠的染色樣本。基于大量詳盡、精細(xì)的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果，拉蒙-卡哈爾認(rèn)為，大腦神經(jīng)系統(tǒng)是由許多各自獨(dú)立的神經(jīng)元（而非 reticulum）構(gòu)成的，神經(jīng)元是神經(jīng)系統(tǒng)的基本單位，神經(jīng)元內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)是單向的，神經(jīng)元之間的活動(dòng)是不連續(xù)的，神經(jīng)信號(hào)可以跨過(guò)不相連的組織結(jié)構(gòu)，通過(guò)神經(jīng)元的相互接觸來(lái)進(jìn)行傳遞。

顯然，這兩位諾獎(jiǎng)得主的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)是針?shù)h相對(duì)的。

現(xiàn)在回到 1906 年的諾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮現(xiàn)場(chǎng)。

在頒獎(jiǎng)典禮上，高爾基被安排首先發(fā)言。令與會(huì)者吃驚的是，高爾基的演講不是去闡釋自己的研究成果，卻是去批評(píng)拉蒙-卡哈爾的理論。他的演講主題竟然是“神經(jīng)元學(xué)說(shuō)”（The neuron doctrine）。發(fā)言中，他明確反對(duì)拉蒙-卡哈爾的“離散”神經(jīng)元理論并捍衛(wèi)自己主張的“連續(xù)”神經(jīng)系統(tǒng)環(huán)路理論。他說(shuō)：

“很奇怪，我一直反對(duì)神經(jīng)元理論，但是這個(gè)理論開(kāi)始得到承認(rèn)還是因?yàn)槲业墓ぷ鳌Ｎ疫x擇神經(jīng)元作為我的演講主題，但現(xiàn)在這個(gè)觀點(diǎn)大體上已經(jīng)不受歡迎了。…… 盡管這 [環(huán)路理論] 和組成元素個(gè)體化的趨勢(shì)背道而馳，但我依然無(wú)法放棄這個(gè)觀點(diǎn)：神經(jīng)系統(tǒng)是整體行動(dòng)的，別怪我堅(jiān)守陳舊觀念?！?/p>

高爾基認(rèn)為，沒(méi)有充分證據(jù)可以證明神經(jīng)元學(xué)說(shuō)是正確的。他引用了諾貝爾的一句話作結(jié)：“每個(gè)新發(fā)現(xiàn)將在人類大腦中留下一顆種子，使新一代更多人去思考更偉大的科學(xué)觀點(diǎn)?！?/p>

接下來(lái)輪到拉蒙-卡哈爾發(fā)言了。他回應(yīng)道：

“沒(méi)錯(cuò)，從分析的角度來(lái)看，如果所有神經(jīng)中樞都由運(yùn)動(dòng)神經(jīng)…… 和感覺(jué)神經(jīng)之間的連續(xù)中介網(wǎng)絡(luò)組成，那將是非常方便而且經(jīng)濟(jì)的。不幸的是，大自然似乎沒(méi)有意識(shí)到我們的智慧對(duì)方便和統(tǒng)一的需求，反而常常歡迎復(fù)雜性和多樣性?！?/p>

科學(xué)并不理睬科學(xué)家們的個(gè)性，歷史作結(jié)論也不以人的意志為轉(zhuǎn)移。后人在精密儀器和先進(jìn)技術(shù)的支持下，證明了拉蒙-卡哈爾的理論是正確的。今天，拉蒙-卡哈爾被譽(yù)為“神經(jīng)科學(xué)之父”。

多年以后，拉蒙-卡哈爾在自傳中不失幽默地說(shuō)：“命運(yùn)是多么殘酷的諷刺，就像連體雙胞胎那樣肩并肩，把性格如此鮮明的科學(xué)對(duì)手配對(duì)在一起！”不過(guò)，他心地坦然：“（諾獎(jiǎng)）另一半非常正確地授予了帕維亞（大學(xué)）的杰出教授卡米洛?高爾基。他是我實(shí)現(xiàn)那些驚人發(fā)現(xiàn)所用方法的發(fā)明者?！?/p>

1906 年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)被認(rèn)為是公平公正的：沒(méi)有高爾基染色法，便沒(méi)有拉蒙-卡哈爾的神經(jīng)元理論。前者提供了方法，后者建立了學(xué)說(shuō)，確是成功的連珠合璧。

卡米洛?高爾基

生平

高爾基于 1843 年 7 月 7 日出生在意大利 Brescia 省的 Corteno 鎮(zhèn)，父親 Alessandro Golgi 是個(gè)醫(yī)師，也是當(dāng)?shù)蒯t(yī)療機(jī)構(gòu)一位負(fù)責(zé)人。高爾基中學(xué)畢業(yè)后進(jìn)入意大利帕維亞大學(xué)（University of Pavia）醫(yī)學(xué)院學(xué)習(xí)。帕維亞大學(xué)的建立可以追溯到公元 825 年，已有逾千年的歷史。在那里，高爾基有幸受教于一位僅比他年長(zhǎng)三歲的組織學(xué)先驅(qū) Giulio Bizzozero（1846－1901），以及著名的病理學(xué)家、生理學(xué)家、人類學(xué)家 Paolo Mantegazza（1831－1910）和組織學(xué)家、生理學(xué)家 Eusebio Oehl（1827－1903）。1865 年，高爾基畢業(yè)，到 St. Matteo 醫(yī)院當(dāng)實(shí)習(xí)醫(yī)生，同時(shí)開(kāi)始了對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究。

1867 年，高爾基回到帕維亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院，跟隨精神疾病和人類學(xué)教授 Cesare Lombroso（1835－1909）繼續(xù)修讀醫(yī)學(xué)理論。翌年，他完成了以“精神障礙病因?qū)W”為主題的畢業(yè)論文，獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。高爾基畢生從事醫(yī)學(xué)教學(xué)和科研工作，并擔(dān)任過(guò)一些行政職務(wù)，但從未真正臨床行醫(yī)。

1872 年，高爾基來(lái)到米蘭附近的一家慢性病醫(yī)院擔(dān)任主任醫(yī)師（Chief Medical Officer）。期間，他建立并領(lǐng)導(dǎo)了帕維亞地區(qū)“血清療法及疫苗與抗原檢測(cè)”研究所。

1875 年，高爾基回到帕維亞大學(xué)出任特聘教授，同時(shí)兼任 St. Matteo 醫(yī)院普通病理學(xué)教授和名譽(yù)院長(zhǎng)。在那里，他是一位出名的好教師，他的實(shí)驗(yàn)室對(duì)任何渴望做研究的人都無(wú)條件開(kāi)放。

1879 年，高爾基轉(zhuǎn)到錫耶納大學(xué)（University of Siena）擔(dān)任解剖學(xué)教授。1881 年，高爾基再次回到帕維亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院，接替指導(dǎo)教師 Bizzozero 的職位，擔(dān)任綜合病理學(xué)教授，此后終生在帕維亞大學(xué)工作直至退休。在 1893 年－1896 年和 1901 年－1909 年兩段時(shí)間內(nèi)，高爾基擔(dān)任帕維亞大學(xué)校長(zhǎng)。他和 Bizzozero 的侄女 Donna Lina Aletti 結(jié)了婚，兩人沒(méi)有子女，但收養(yǎng)了一個(gè)女兒 Carolina。

第一次世界大戰(zhàn)期間，古稀之年的高爾基依然擔(dān)任帕維亞地區(qū) Borrmeo 軍事醫(yī)學(xué)院負(fù)責(zé)人。在那里，他還創(chuàng)建了一個(gè)神經(jīng)病理學(xué)和物理治療中心，研究和治療神經(jīng)損傷并負(fù)責(zé)護(hù)理傷員。

貢獻(xiàn)

在高爾基的那個(gè)時(shí)代，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的研究極其困難，因?yàn)槿藗儫o(wú)法識(shí)別單個(gè)的細(xì)胞。當(dāng)年的粗糙組織染色技術(shù)對(duì)精細(xì)的神經(jīng)組織無(wú)能為力。高爾基改變了歷史：他探索出一種新型染色方法，徹底改變了人們觀察大腦的方式。那是在慢性病醫(yī)院工作的期間，由于這家小醫(yī)院沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室和研究設(shè)備，高爾基在公寓的小廚房里搭起了一個(gè)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)室，放上一臺(tái)顯微鏡，晚上在燭光下做實(shí)驗(yàn)。

盡管高爾基并不是第一個(gè)嘗試給細(xì)胞染色的人，但他對(duì)傳統(tǒng)方法做了極大改進(jìn)。他的神經(jīng)組織染色方法，可以對(duì)有限數(shù)量的細(xì)胞進(jìn)行整體染色。他首先用重鉻酸鉀處理一小片腦神經(jīng)組織，讓其硬化，然后泡在硝酸銀里。在顯微鏡下，少量（不到 3%）神經(jīng)元的輪廓變得與周圍的組織和細(xì)胞截然不同：鉻酸銀顆粒在它們的表面形成鮮明的黑色沉積物，凸顯出神經(jīng)細(xì)胞的胞體（soma）和軸突（axon）以及所有的樹(shù)突（dendrite），從而提供了一幅頗為清晰的神經(jīng)元圖片，并與黃色背景形成鮮明對(duì)比，顯示出大腦神經(jīng)細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)。由于細(xì)胞被選擇性地染成黑色，高爾基稱這個(gè)過(guò)程為“黑色反應(yīng)”。1873 年 8 月 2 日，他把這一染色方法發(fā)表在意大利醫(yī)學(xué)雜志 Gazzeta Medica Italiani 上。今天，這種方法被稱為“高爾基染色法”。

接下來(lái)，高爾基使用他的染色法對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行了一系列重要的觀察。

他發(fā)現(xiàn)了能檢測(cè)肌肉緊張的感受器，現(xiàn)稱為“高爾基腱器官”（Golgi tendon organ）。1878 年，他發(fā)現(xiàn)了傳導(dǎo)壓力的“高爾基－馬佐尼氏小體”（Golgi-Mazzoni corpuscles）。1879 年，他又發(fā)現(xiàn)了髓鞘環(huán)狀器（myelin annular apparatus），亦稱“高爾基－雷佐尼科角質(zhì)漏斗”（Golgi-Rezzonico horny funnel）。

1885 年，高爾基發(fā)現(xiàn)大腦中有兩種基本神經(jīng)元：一種具有很長(zhǎng)的軸突，從大腦皮層延伸到其他部分，而另一種的軸突很短或根本沒(méi)有軸突。這兩種神經(jīng)元后來(lái)分別被命名為“高爾基一型神經(jīng)元”（Golgi type I）和“高爾基二型神經(jīng)元”（Golgi type II）。他還第一個(gè)清晰地描述了小腦、海馬體、脊髓、嗅葉的結(jié)構(gòu)，以及舞蹈癥（chorea）中的紋狀體和皮質(zhì)病變。

高爾基的另一大貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)并詳細(xì)描述了細(xì)胞中負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)和脂質(zhì)包裝的細(xì)胞器，現(xiàn)在的生物課本上稱之為“高爾基體”。高爾基體的主要功能是對(duì)合成蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分揀、運(yùn)輸，然后分門(mén)別類地送到細(xì)胞特定的部位或分泌到細(xì)胞之外。這個(gè)過(guò)程包括對(duì)蛋白質(zhì)作糖基化、參與細(xì)胞分泌活動(dòng)、進(jìn)行膜的轉(zhuǎn)化功能、將蛋白水解為活性物質(zhì)、參與形成溶酶體、參與植物細(xì)胞壁的形成。其他功能還包括在某些原生動(dòng)物中參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的液體平衡。

此外，高爾基也研究過(guò)人的腎功能和人體內(nèi)的瘧原蟲(chóng)。他第一個(gè)完整解剖出腎單位（nephron），還發(fā)現(xiàn)了遠(yuǎn)端腎小管（Henle 環(huán)）的腎單位會(huì)返回腎小球（glomerulus）。1885 年，他發(fā)現(xiàn)不同類型的瘧疾是由不同類的瘧原蟲(chóng)引起的。次年，他又發(fā)現(xiàn)了瘧疾患者發(fā)燒與人類血液中的紅細(xì)胞周期相關(guān)。原來(lái)，瘧原蟲(chóng)寄生在紅細(xì)胞中，紅細(xì)胞裂解時(shí)患者發(fā)燒，這條規(guī)律被稱為“高爾基定律”。

身后

1918 年，高爾基從帕維亞大學(xué)退休，成為榮休教授。但他沒(méi)有停止畢生喜愛(ài)的醫(yī)學(xué)研究和觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。1926 年 1 月 26 日，高爾基與世長(zhǎng)辭，安葬在帕維亞紀(jì)念公墓，終年 82 歲。帕維亞大學(xué)在校園里為他建了一個(gè)紀(jì)念碑，上面用意大利文寫(xiě)著：

“卡米洛?高爾基（1843－1926），杰出的組織學(xué)家和病理學(xué)家、先驅(qū)與大師。神經(jīng)組織的秘密結(jié)構(gòu)經(jīng)由他的艱苦努力而被發(fā)現(xiàn)，并被清楚描述。他在這里工作，他在這里生活，他還在這里指導(dǎo)并啟示未來(lái)的學(xué)者?！?/p>

帕維亞大學(xué)還在校史館中專門(mén)開(kāi)辟了一個(gè)展廳，命名為“高爾基大廳”，用以展示他的神經(jīng)科學(xué)成就，并陳列了他的 80 多幅獎(jiǎng)狀和榮譽(yù)學(xué)位證書(shū)。高爾基曾獲得的主要榮譽(yù)有：1900 年被意大利國(guó)王翁貝托一世（Umberto I）冊(cè)封為上議院議員（senator）；1913 年被荷蘭皇家藝術(shù)與科學(xué)院遴選為外籍院士；先后獲得劍橋大學(xué)、日內(nèi)瓦大學(xué)、Kristiania 學(xué)院大學(xué)、雅典國(guó)立 Kapodistrian 大學(xué)和巴黎索邦大學(xué)頒發(fā)的榮譽(yù)博士學(xué)位。

1994 年，歐洲共同體（European Communities）在意大利發(fā)行了一枚卡米洛?高爾基紀(jì)念郵票。

1956 年，高爾基的出生地 Corteno 改名為 Corteno Golgi 鎮(zhèn)。此外，天上的第 6875 號(hào)小行星現(xiàn)在名叫“高爾基星”。

圣地亞哥?拉蒙-卡哈爾

生平

1852 年 5 月 1 日，拉蒙-卡哈爾出生于西班牙北部的 Petilla de Aragón 鎮(zhèn)，父親 Justo Ramón Casasús（1822－1903）是個(gè)外科醫(yī)生，也是西班牙薩拉戈薩大學(xué)（University of Zaragoza）應(yīng)用解剖學(xué)教授。拉蒙-卡哈爾后來(lái)回憶說(shuō)，父親相信人類的思想是為了獲取知識(shí)而誕生的，“他蔑視且批判文學(xué)的一切，也拒絕所有純粹為欣賞或消遣的東西?！备赣H認(rèn)為藝術(shù)是一種絕癥，他只允許家里有醫(yī)學(xué)書(shū)籍，而文學(xué)小說(shuō)之類是絕對(duì)不能存在的。但是，拉蒙-卡哈爾的母親 Antonia Cajal 卻是一個(gè)浪漫主義者，她時(shí)常把便宜的奇幻小說(shuō)藏在箱底，偷偷塞給拉蒙-卡哈爾和他的弟弟 Pedro 及妹妹 Paula 看，因而孩子們都很喜歡母親。

拉蒙-卡哈爾從小非常調(diào)皮，個(gè)性倔強(qiáng)，是個(gè)“問(wèn)題少年”，令父母和教師頭疼不已。為了讓他坐下來(lái)好好讀書(shū)，父親給他轉(zhuǎn)了好幾間小學(xué)。但是他在學(xué)校里成績(jī)極差，還經(jīng)常逃課。于是父親干脆讓他退學(xué)，先后去跟一個(gè)理發(fā)師和一個(gè)皮匠學(xué)手藝，不過(guò)都沒(méi)有成功。后來(lái)，“問(wèn)題少年”拉拉扯扯還是上了中學(xué)。

幸好，拉蒙-卡哈爾并非一無(wú)是處。他愛(ài)好畫(huà)畫(huà)，還喜歡拍照，幻想成為一名藝術(shù)家。有一次，父親把他帶到墓地考察一座古墳，猜想他或許對(duì)畫(huà)骨頭會(huì)有點(diǎn)新奇樂(lè)趣。沒(méi)想到，兒子不但喜歡畫(huà)人體骨骼，而且對(duì)解剖學(xué)發(fā)生了極大興趣。其實(shí)，拉蒙-卡哈爾早在閱讀相關(guān)資料時(shí)已經(jīng)被一些文學(xué)作品的隱喻深深吸引。他覺(jué)得德國(guó)病理學(xué)家 Rudolf L. C. Virchow（1821－1902）的名言很有趣：“整個(gè)身體就是一個(gè)國(guó)家，而每個(gè)細(xì)胞都是它的公民”。拉蒙-卡哈爾第一次使用顯微鏡觀察時(shí)就證實(shí)了這個(gè)說(shuō)法 —— 他“從無(wú)限小的生命中發(fā)現(xiàn)了迷人的場(chǎng)景”。他后來(lái)回憶說(shuō)，自己當(dāng)時(shí)是如此的入迷，以至連續(xù)二十個(gè)小時(shí)都在觀看白細(xì)胞的移動(dòng)。

1868 年，16 歲的拉蒙?卡哈爾進(jìn)入了父親任教的薩拉戈薩大學(xué)醫(yī)學(xué)院。在父親的督促和指導(dǎo)下，他表現(xiàn)得越來(lái)越出色，特別是在解剖技術(shù)方面非常熟練。三年后，他獲得了優(yōu)等生獎(jiǎng)，還被聘為解剖學(xué)助教。1873 年，他從醫(yī)學(xué)院畢業(yè)并獲得了行醫(yī)資格。

就在這一年，拉蒙-卡哈爾被征召入伍。在軍隊(duì)服役幾個(gè)月后，他成功地申請(qǐng)加入了醫(yī)療隊(duì)。1874 年，他服役的部隊(duì)遷往西班牙的殖民地古巴。第二年，他從古巴被派回西班牙，彼時(shí)已經(jīng)患上了痢疾和瘧疾，特別是瘧疾，幾乎要了他的命。離開(kāi)軍隊(duì)后，拉蒙-卡哈爾重回學(xué)校，于 1877 年在西班牙馬德里大學(xué)獲得了醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。接下來(lái)，他先后在巴塞羅那大學(xué)和馬德里大學(xué)獲得教授職位。

1879 年，拉蒙-卡哈爾成婚，后來(lái)與妻子養(yǎng)育了 4 個(gè)女兒和 2 個(gè)兒子。同年，他出任薩拉戈薩博物館館長(zhǎng)，1881 年任西班牙瓦倫西亞大學(xué)（University of Valencia）教授，1899 年被委任為西班牙國(guó)家衛(wèi)生研究所所長(zhǎng)。

1932 年，拉蒙-卡哈爾創(chuàng)建了卡哈爾研究所（Cajal Institute），隸屬于西班牙國(guó)家研究委員會(huì)（Spanish National Research Council）。

拉蒙-卡哈爾的妻子于 1930 年去世，他本人于 1934 年 10 月 17 日辭世，享年 82 歲。夫婦倆先后被一起安葬在馬德里。

貢獻(xiàn)

1887 年，35 歲的拉蒙-卡哈爾訪問(wèn)了來(lái)自瓦倫西亞大學(xué)的神經(jīng)學(xué)和精神病學(xué)家 Luis Simarro Lacabra（1851－1921），第一次目睹了用高爾基方法染色的神經(jīng)組織標(biāo)本。拉蒙-卡哈爾后來(lái)在自傳中寫(xiě)道，當(dāng)時(shí)“絕大多數(shù)神經(jīng)學(xué)家都不知道或低估了”高爾基染色法。他回憶了當(dāng)時(shí)對(duì)浸漬元素的觀察，形容像看到“用印度墨來(lái)描繪的畫(huà)”，在他的“生命中留下了一道閃光”。

不過(guò)，用高爾基染色法只能看到神經(jīng)細(xì)胞的胞體和少量近端的突起，以及某些著色不明顯的神經(jīng)纖維。正因?yàn)榇耍郀柣耪J(rèn)為神經(jīng)細(xì)胞彼此融合在一起，構(gòu)成一個(gè)模糊的整體網(wǎng)絡(luò)。

但拉蒙-卡哈爾用“雙重浸漬”對(duì)高爾基染色法做了關(guān)鍵性的改進(jìn)。他對(duì)許多不同物種的神經(jīng)系統(tǒng)的不同部位做了染色實(shí)驗(yàn)。在他留給后人的大約 1500 張神經(jīng)系統(tǒng)切片中，有 800 多張是用高爾基染色法得到的。他繪制的神經(jīng)系統(tǒng)圖譜包括一些動(dòng)物大腦里幾乎所有的腦區(qū)，并且有從發(fā)育期到成年期、正常和病態(tài)、以及退化和再生的各種神經(jīng)組織。正是在這樣大量的觀測(cè)、比較和分析之下，拉蒙-卡哈爾覺(jué)得他所看到的絕不是當(dāng)年眾人信奉的神經(jīng)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)的一個(gè)例外。他看到并且認(rèn)定，神經(jīng)系統(tǒng)是由一個(gè)個(gè)獨(dú)立的神經(jīng)細(xì)胞構(gòu)成的，而不是高爾基認(rèn)為的那樣是不間斷的環(huán)路網(wǎng)絡(luò)。

1888 年，拉蒙-卡哈爾正式發(fā)表了他的突破性成果。他報(bào)告了一些鳥(niǎo)類和哺乳動(dòng)物大腦中的神經(jīng)系統(tǒng)，指出那是由許多相互接觸但各自獨(dú)立的神經(jīng)元組成的。當(dāng)時(shí)他已經(jīng)能夠很清楚地展示這一點(diǎn)，因?yàn)轼B(niǎo)類大腦中能夠染色的細(xì)胞比例相當(dāng)高。

1889 年 10 月，拉蒙-卡哈爾參加了在柏林舉行的德國(guó)解剖學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)會(huì)議（German Anatomy Society Congress）。會(huì)上，他展示了自己的許多實(shí)驗(yàn)圖像，得到了一些與會(huì)者特別是瑞士組織學(xué)家 Rudolf A. von K?lliker（1817－1905）的贊同和支持。

1891 年，拉蒙-卡哈爾的另一位支持者、德國(guó)解剖學(xué)家 Heinrich W. G. von Waldeyer-Hartz（1836－1921）總結(jié)了拉蒙-卡哈爾等人提供的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，定義了染色體（chromosome），完善了神經(jīng)元學(xué)說(shuō)（neuron doctrine）。從此，神經(jīng)元學(xué)說(shuō)成為了現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)的理論基礎(chǔ)。

1894 年，拉蒙-卡哈爾在倫敦皇家學(xué)會(huì)發(fā)表演講，報(bào)告他觀察到神經(jīng)元樹(shù)突棘（dendritic spine）的超微結(jié)構(gòu)，并推測(cè)樹(shù)突棘能夠接受軸突傳來(lái)的信號(hào)。他還提出了“動(dòng)態(tài)極化定律”，指出神經(jīng)細(xì)胞是“極化”的，它們?cè)诩?xì)胞體和樹(shù)突上接收信息，并通過(guò)軸突將信息傳遞到遠(yuǎn)處。這些發(fā)現(xiàn)和描述將高爾基多年前的原始觀測(cè)結(jié)果變得大大精細(xì)了。

1904 年，拉蒙-卡哈爾在《人類與脊椎動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)的組織學(xué)》（Textura del Sistema Nervioso del Hombre y los Vertebrados）一書(shū)中進(jìn)一步闡明了他的觀點(diǎn)。在這本書(shū)中，他詳盡地描述了許多動(dòng)物的中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)胞組織特點(diǎn)，并用自己精巧的繪畫(huà)技術(shù)將這些特點(diǎn)細(xì)致地呈現(xiàn)出來(lái)。

1913 年，拉蒙-卡哈爾又出版了《神經(jīng)系統(tǒng)的退化和再生》（Degeneración y Regeneración del Sistema Nervioso）一書(shū)，詳細(xì)總結(jié)了他觀測(cè)到的神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育及其對(duì)損傷的反應(yīng)?；谶@方面的研究，拉蒙-卡哈爾首次將“可塑性”（plasticity）這個(gè)詞用于大腦，以描述神經(jīng)系統(tǒng)在發(fā)育期間的修剪、連接以及在學(xué)習(xí)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化和創(chuàng)傷后的自我重建，他甚至還向人們推廣“大腦體操”以提高智力。

歸納起來(lái)，拉蒙-卡哈爾為現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)貢獻(xiàn)了三個(gè)基本組分。

第一，拉蒙-卡哈爾以精致詳盡的觀測(cè)驗(yàn)證了“神經(jīng)元”的概念，并促成了“神經(jīng)元學(xué)說(shuō)”的建立。他指出，神經(jīng)系統(tǒng)不是一種連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而是由許多獨(dú)立的神經(jīng)細(xì)胞 —— 神經(jīng)元 —— 通過(guò)彼此之間的接觸聯(lián)接而成。1897 年，英國(guó)神經(jīng)生理學(xué)家 Sir Charles S. Sherrington（1857－1952）將這種接觸點(diǎn)命名為“突觸”（synapse）。

實(shí)際上，拉蒙-卡哈爾并不是第一個(gè)有這種“分散”觀念的人。1886 年，瑞士出生的德國(guó)解剖學(xué)家、胚胎學(xué)家 Wilhelm His Sr（1831－1904）就已經(jīng)觀察過(guò)不同發(fā)育時(shí)間點(diǎn)上的神經(jīng)纖維，認(rèn)為神經(jīng)細(xì)胞并不相互融合，而是可以在沒(méi)有緊密連接的情況下彼此傳遞信息。同年，瑞士神經(jīng)解剖學(xué)和精神病學(xué)家 Auguste-Henri Forel（1848－1931）也注意到運(yùn)動(dòng)神經(jīng)并不與肌纖維直接相連，由此推測(cè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)細(xì)胞也不需彼此連接。不過(guò)，毋庸置疑的是，拉蒙-卡哈爾是第一個(gè)用大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這種看法的神經(jīng)科學(xué)家。這一觀念顛覆了當(dāng)時(shí)以高爾基為首的、主張大腦是一個(gè)整體神經(jīng)纖維網(wǎng)絡(luò)的主流思想，相悖于高爾基關(guān)于“大腦神經(jīng)不是離散細(xì)胞單元組合”的認(rèn)知。后來(lái)，先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)證明了拉蒙-卡哈爾是正確的。

第二， 拉蒙-卡哈爾精確地驗(yàn)證并厘清了高爾基早年的模糊觀測(cè)結(jié)果。他發(fā)現(xiàn)所有神經(jīng)元都具有不對(duì)稱的極性結(jié)構(gòu)：一端是一條很長(zhǎng)的纖維狀軸突，而另一端是有許多樹(shù)枝樣的樹(shù)突。他從而提出了一條“動(dòng)態(tài)極化定律”（Law of Dynamic Polarization）。他認(rèn)為，神經(jīng)細(xì)胞是“極化”的，軸突是神經(jīng)元將信息傳向遠(yuǎn)方的輸出結(jié)構(gòu)，而樹(shù)突則是接收來(lái)自其他神經(jīng)元信號(hào)的輸入結(jié)構(gòu)，并且信號(hào)在神經(jīng)元內(nèi)是單向地從樹(shù)突流向軸突的。這一論斷和高爾基認(rèn)為神經(jīng)元內(nèi)部沒(méi)有單向傳導(dǎo)神經(jīng)信號(hào)的觀點(diǎn)背道而馳。拉蒙-卡哈爾的理論后來(lái)被證實(shí)是神經(jīng)連接功能的基本原理。

第三，拉蒙-卡哈爾發(fā)現(xiàn)處于生長(zhǎng)期的軸突前端有一種“生長(zhǎng)椎”（growth cone），它會(huì)在靶細(xì)胞分泌的化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)下尋找生長(zhǎng)路徑，最終找到自己的靶細(xì)胞，進(jìn)而發(fā)生突觸聯(lián)接。

身后

拉蒙-卡哈爾之后一百多年來(lái)，神經(jīng)科學(xué)界一直公認(rèn)他是最杰出的神經(jīng)解剖學(xué)家。他正確詮釋了神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，并提供了大量珍貴的神經(jīng)解剖學(xué)資料。他繪制的許多神經(jīng)元和神經(jīng)系統(tǒng)圖譜一直為現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)教科書(shū)采用。這些都是他對(duì)神經(jīng)科學(xué)做出的無(wú)與倫比的貢獻(xiàn)。

但是，當(dāng)時(shí)以高爾基為首的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)路派一直堅(jiān)決地批評(píng)、頑強(qiáng)地抵制拉蒙-卡哈爾“離經(jīng)叛道”的學(xué)說(shuō)。拉蒙-卡哈爾在有生之年與當(dāng)時(shí)神經(jīng)科學(xué)界主流理論的論爭(zhēng)是頗為艱難卓絕的。拉蒙-卡哈爾的著作《關(guān)于人和脊椎動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》和《神經(jīng)系統(tǒng)組織學(xué)的新觀點(diǎn)》反映了他艱苦絕倫的抗?fàn)?。為了傳播和捍衛(wèi)自己的學(xué)說(shuō)，拉蒙-卡哈爾奮斗到他生命最后一刻。他在去世前一年，即 1933 年還在寫(xiě)作《神經(jīng)元學(xué)說(shuō)還是環(huán)路理論學(xué)說(shuō)》（Neuronismo ó Reticularismo）一書(shū)。該書(shū)稿在 1952 年由卡哈爾研究所正式出版，其英文譯本在 1954 年面世。

除了專著，拉蒙-卡哈爾也為年輕人寫(xiě)了幾本科學(xué)研究進(jìn)階讀物。他在 1899 年寫(xiě)的《科學(xué)研究的規(guī)則和技巧》（Reglas y consejos sobre investigación científica）以及 1897 年寫(xiě)的《致青年學(xué)者》（英譯本：Advice for a Young Investigator）等著作中一再?gòu)?qiáng)調(diào)科學(xué)研究的獨(dú)立性、專注性和持久性。他認(rèn)為智力不是最關(guān)鍵的，即使中等資質(zhì)的科學(xué)家也可以做出重大的科學(xué)成果。他說(shuō)：“我真的不是一個(gè)天才。我只是…… 不知疲倦的工作者?！彼艚o了后人一條極好的忠告：“對(duì)待失敗的態(tài)度只有簡(jiǎn)單四個(gè)字：繼續(xù)嘗試。”

拉蒙-卡哈爾是西班牙歷史上第二位獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家。第一位是土木工程師、數(shù)學(xué)家、政治家、劇作家何塞?埃切加賴（José Echegaray，1832－1916），1904 年諾貝爾文學(xué)獎(jiǎng)得主。

拉蒙-卡哈爾給腦神經(jīng)科學(xué)留下了巨大的寶貴財(cái)富，但他生前并沒(méi)有獲得多少榮譽(yù)?；蛟S，這位“問(wèn)題少年”并不在乎。

無(wú)論如何值得一提的是，2017 年，拉蒙-卡哈爾的全部檔案（包括手稿、圖紙、繪畫(huà)、照片、書(shū)籍和信件）被聯(lián)合國(guó)教科文組織的《世界記憶名錄》（Memory of the World Register）永久收存。

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