卡哈尔：在神经元中探索生命的奥秘
3个月前 作者： 卡哈尔
圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔（Santiago Ramón y Cajal，1852—1934）1852年生于西班牙东北部阿拉贡（Aragón）地区的佩蒂利亚（Peti）镇。他的父亲当时是镇上的外科医生，后来，即1870年，他的父亲被任命为萨拉戈萨大学（University of Zaragoza）的解剖学教授。卡哈尔十几岁时性格很叛逆，他父亲让他给一位鞋匠和一位理发师当过一段时间的学徒，然而卡哈尔决心成为艺术家。他对绘画有着天生的热情，在视觉审美方面也很敏锐，他的将视觉形象转化为绘画的才能为以后的科学研究打下了良好的基础。最终，他被萨拉戈萨大学医学院录取。还是个年轻学生的卡哈尔，狂热地爱好绘画，他非常喜欢哲学和体育，整天忙个不停却精力充沛，同时又腼腆孤僻。1873年，他从萨拉戈萨大学医学院毕业，之后不久就参了军，被派到当时受西班牙统治的古巴当军医。卡哈尔回到西班牙时病得很厉害（他在古巴时染上了疟疾，然后又得了肺结核）。1875年年底，他成为萨拉戈萨大学的解剖学“辅助教授”，开始了学术生涯。
1879年，卡哈尔和西尔维娅·加西亚（Silvería Fa?anas García）结婚。加西亚是一位没受过什么教育的年轻妇女，在以后的日子里坚定地支持着卡哈尔（她于1930年去世）。他们有7个子女（其中的两个在童年时就夭折了）。
在萨拉戈萨大学，卡哈尔于1877年用自己的钱（“在古巴服役时节省的每一个银币”）购买了一台老式显微镜，开始了科学研究。他的第一项研究是有关炎症和肌肉纤维结构的。1883年，卡哈尔到巴伦西亚大学（University of Valencia）担任解剖学教授。1885年，在巴伦西亚大学任教期间，萨拉戈萨省政府为了感谢他在一次流行的霍乱中做出的努力，奖励他一台现代的蔡司（Zeiss）显微镜。1887年年底，卡哈尔搬到巴塞罗那（Barcelona），接受了巴塞罗那大学普通和病理组织学教授的职位。1892年，他又被任命为马德里大学（University of Complutense Madrid）组织学和病理学教授。卡哈尔在马德里大学继续他的研究工作，取得了大量的成果，直到1934年去世。
<strong>一道闪电</strong>
卡哈尔的科学生涯中最重要的事件也是现代神经科学发展史上的重要事件，发生在1887年的马德里。那年他35岁。那一年，卡哈尔从巴伦西亚来到马德里参加技术交流，对组织学研究感兴趣的卓越的精神病学专家路易斯·拉卡夫拉（Louis Lacabra）向他展示了用高尔基染色法处理过的组织。拉卡夫拉博士刚刚从巴黎回来，带回一些用新技术银染法（reazionenera）处理过的标本。这种技术是卡米洛·高尔基（Camillo Golgi）在14年前就发现了的，但一直影响不大。卡哈尔在他的自传中写道：“它就在那儿，在拉卡夫拉博士家里……当我第一眼看到就钦佩不已……那些著名的脑组织切片是帕维亚（Pavia）的大师用高尔基银染法处理过的。”
那时，卡哈尔只研究了一年神经系统，主要做的事情是为一本组织学技术书收集图片。他意识到研究神经组织使用普通方法是远远不够的，用高尔基银染法处理的组织切片给他的震动很大，无异于一道闪电，这使卡哈尔豁然开朗，又狂喜不已。“神经细胞呈现黑褐色，连最细微的分支都满是这种颜色，在透明的黄色背景下显得极为清晰。一切都是那么地生动，就像用中国的水墨勾勒出来一般。”卡哈尔在他的自传中写道。他紧张而兴奋地忙碌起来（“……就像我制备的切片上出现了新现象时一样，各种想法如同开了锅一般在我脑中翻腾、碰撞。一种想要将它发表的狂热攫住了我”）。于是，卡哈尔开始在视网膜、小脑和脊髓组织上用高尔基银染法做实验，同时也对这种方法做出了一些改进。
<strong>不屈不挠、充满创造力的学者</strong>
1889年10月，除了在古巴服过兵役，没有去过西班牙之外的任何地方的卡哈尔来到柏林，参加德国解剖学学会的会议，向解剖学领域的一流权威们展示他的切片，试图让他们理解自己的发现的重要性。借这个机会，他得到了几位著名教授的赏识，包括杰出的瑞士组织学家阿尔伯特·冯·克利克（Albrecht von K?lliker），他从那时开始成为卡哈尔和“神经元学说”的支持者，这一学说是威廉·瓦尔代尔（Wilhelm Waldeyer）在1891年正式提出的。
卡哈尔强烈反对约瑟夫·冯·格拉赫（Joseph von Gech）以及卡米洛·高尔基本人提出的神经系统是由连续的网络结构所组成的看法。高尔基相信自己在观察切片时发现了神经系统是由一个分布广泛的纤维网络组成的（“弥散神经网络学说”）。相反的，自从初次观察和连续的研究之后，卡哈尔产生了神经系统是由上亿个独立的神经细胞组成的设想。他通过研究发现神经系统的基本单位是一个个独立的细胞单元（瓦尔代尔在1891年将其命名为“神经元”），这一结论是神经系统组织的现代基本原则。
卡哈尔一生发表了200多篇科学论文和一些专著，主要著作有1890年以西班牙语出版的《普通病理解剖学手册》（Manual de Anatomía patológica general）、1894年以法语出版的《有关神经中枢精细解剖学的新观点》（Les nouvelles idées sur fine anatomie des centres nerveux）、1897年以西班牙语出版的《正常组织学和显微技术的要素》（Elementos de Histología normal y de tica micrográfica）、1899—1904年以西班牙语出版的《人和脊椎动物的神经系统结构的新想法》（Textura del sistema nervioso del hombre y de los vertebrados）、1909—1911年以法语出版的《人和脊椎动物神经系统组织学》（Histologie du système nerveux de l’homme et des vertébrés）等。这些著作为现代神经解剖学提供了理论基础，其中包括从许多不同动物标本上取来的中枢和末梢神经系统的神经细胞组织的详细的图示，这些都是由卡哈尔本人用他高超的画技绘制的，几十年来（甚至现在）一直出现在神经科学的各种教科书上。
另外，卡哈尔提出了“动态极化学说”，即神经细胞具有两极性，神经细胞通过胞体和树突接收信息，通过轴突将信息传向远处的神经纤维末梢，这是现代神经功能活动的基本原则。卡哈尔亦对神经系统的发展及其对伤害的反应做出了重要的观察结论。
1906年，因为他们对神经系统的研究做出的贡献，高尔基和卡哈尔分享了诺贝尔奖，他们在斯德哥尔摩（Stockholm）领奖时见了第一次也是最后一次面。高尔基首先发表受奖演说，他坚持自己的神经网络理论，完全与卡哈尔的受奖演说看法相反。卡哈尔则作为独立的神经细胞“邻接”（而不是“连接”）构成神经系统的理论的坚定支持者，坚持这一见解直到去世。
高尔基和卡哈尔显然都对科学有着同样的热情和献身精神，但是他们的个性全然不同。卡哈尔冲动、热情洋溢，把一生都投入神经系统组织研究中去，凭着特有的才能和直觉，做出了诸多重要贡献。高尔基则是一位相对“冷酷”的学者，他研究发现的染色方法成为卡哈尔的得力工具，他在细胞生物学和病理学等许多领域有过杰出发现，在神经系统的结构方面也有重要贡献（如描述轴突分支、不同类型的神经细胞以及神经胶质等）。然而，高尔基曲解了神经系统组织结构的全貌，卡哈尔则做出了正确的解释。
卡哈尔多才多艺，除科学领域，他还是一位有成就的摄影师（马德里的卡哈尔博物馆就保留着他拍摄的西班牙风光、城镇、朋友、面部写真等）。他写了若干本面向更多的非科学的读者的作品，包括他的自传《人生的回顾》（Recollections of My Life）、格言集《咖啡絮语》（Chas de café）等。
作者生于19世纪的西班牙，但当时的西班牙在政治和经济领域都没有优势。年轻的卡哈尔完全依靠自己的天分和努力进入了科学界，最终成为西班牙少数国际知名的科学家，且于1906年获得了诺贝尔生理学或医学奖。作者在科学研究和教学的同时，亦将自己研究心得和教学思考写进此书，以求帮助后来的年轻学者把握正确的研究态度、习得正确的研究方法。本书最初在1897年出版时即轰动西班牙，并被译成多种语言，在很多国家被列为大学生、青年学者的必读书籍，及至今天，对于想要致力于科学研究的青年来说，亦是不可多得的奠基石。此书根据2004年麻省理工学院出版社（the MIT Press）的英译版本翻译而成，书中谈到的学者应具备的素质、研究的态度与方法、研究者的婚姻观和爱国情操、影响科学研究工作的社会因素等对现在的研究者来说仍具有很高的价值。
---刘璐
