突触的发现史
作者: 谢伯让 / 2565次阅读 时间: 2018年7月18日
来源: 《大脑简史》 标签: 突触 谢伯让
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w,P8uY)\Vk y0说起突触(Synapse ),就不得不稍微岔题,跟大家分享一下发现突触的有趣历史。在十九世纪的生物与电生理学界中,神经细胞之间如何传递信息一直是众人热议的一个主题。由于神经细胞之内的电子活动在当时早已为人所熟知,因此许多人都认为,细胞之间的信息传递也应该是通过电子信号。

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虽然早在1846年,被称为电生理学之父的德国生理学家、行动电位的发现者雷蒙德(Emil DuBois-Reymond)就曾经提出一个主张,认为神经细胞之间可能存在着空隙,而且除了电子传递方式外,也有可能以化学传递的方式来越过神经细胞之间的空隙。但当时他并没有拿出任何证据,因此他的化学传递主张很快就被大家遗忘。毕竟,以当时大家对神经电生理学的知识掌握和理解,电子的传递方式仍然比较直接,也比较简单。

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但是有几项重要的事实,却一直和主流的“电传递假说”格格不入。 这些重要的发现主要都是来自当时的英国生理学家谢灵顿注3 的实验室注4。

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'Sb6\7Tz9L"JU1T0比方说,当时已经知道行动电位只能往单一的方向前进,也就是说,行动电位总是由一个细胞的轴突往下一个细胞的方向前进,而不会往反方向逆行。如果细胞之间真的是用电子信号来影响,那么本身不具方向性的电子活动,应该也会导致反方向的行动电位,但为什么人们从来没有观察到这个现象呢?”心理学空间zScJ0HV~ l]r;r

3}4w;od7IrCo0其次,当时已知存在着“兴奋型”和“抑制型”两种神经细胞作用。如果神经细胞之间真的是使用电子信号作为传递方式,那么由于电位改变和传递的方式在每个细胞上都一样,其造成的效果应该只会有兴奋型或抑制型的其中一种才对。为什么会产生两种不同的神经传递效果呢?心理学空间$L h#}/^JI6c^o

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再者,神经生理学家观察到信息在细胞之间传递时,会出现明显的延迟现象。如果真的是以电子信号作为细胞间的传递方式,应该不会出现明显的延迟才对。心理学空间5BgP1G2t3|f'Y

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有鉴于此,谢灵顿便正式提出了“突触”这个名词与概念,认为突触是神经细胞之间相互传递信息的一个调控关键,而且很有可能是通过化学方式进行调控。心理学空间A7jz:j3?A)R7xe

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到了1921年,生理学家勒维(Otto Loewi)终于在睡觉时梦到一个想法,并通过实验证实了化学突触的存在。一天晚上,勒维在梦中想到了一个验证化学突触的绝妙实验,他在半睡半醒之间,迷迷糊糊地在笔记本上写下实验的想法,然后就倒头继续呼呼大睡。隔天起床,他兴高采烈地准备动手做实验,却发现自己看不懂昨晚胡乱记下的笔记内容。懊悔不已的勒维, 仰天直呼那是他生命中最漫长难熬的一日注5。没想到,当天晚上,他竟然又做了一模一样的梦。这一次,他没有再错失良机,趁着梦中的想法依然清晰,勒维直接冲到实验室里进行实验。

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^x\5gfmaz2[0他的实验方法非常简单明确,就是挖出两只青蛙的心脏,然后把依然跳动的心脏放在生理盐水中。其中一颗心脏,依然带有迷走神经(Vagus Nerve),另一颗心脏则没有。勒维通过电流刺激带有迷走神经的心脏,使其心跳变慢,然后取出该心脏周围的液体并施加在另外一颗心脏上。结果发现,另一颗心脏的心跳也变慢了。由此可知,应该是第一颗心脏受刺激后产生了某种化学物质,由于这些化学物质流入了周围的生理盐水中,因此当这些生理盐水接触到第二颗心脏时,第二颗心脏的心跳才会变慢。这项实验让勒维获得了1936年的诺贝尔生理学或医学奖,也证实了化学突触的存在。不过一直到1954年,突触才真正第一次被人们在显微镜下观察到。心理学空间'{ddUAo S

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