85诺贝尔生理学或医学奖名人堂
1963:埃克尔斯
约翰·卡鲁·埃克尔斯(John Carew Eccles,1903.1.27-1997.5.2),澳大利亚神经生理学家。
澳大利亚神经生理学家埃克尔斯像
埃克尔斯出生于澳大利亚的墨尔本。1925年,他在墨尔本大学读完医学专业本科毕业后,以优异成绩获得了维多利亚女王的奖学金,来到英国深造。他非常崇拜著名生理学家谢灵顿(1932年诺贝尔生理学获医学奖获得者),进入牛津大学拜在谢灵顿的门下攻读生理学。
埃克尔斯十分珍惜来之不易的学习机会,在名师的指导下忘我地钻研。他以谢灵顿助手的身份,投身于运动神经支配肌肉的方式的研究之中。为了研究肌肉收缩情况,他设计了一种十分有效的肌肉活动描记新装置,给研究工作带来了很大的便利。谢灵顿对埃克尔斯的工作十分认可,不但在公开场合对他进行表扬,还将不少重要的工作交给他做,并让他和自己一起编写专著。由于成绩突出,埃克尔斯很快就获得了初级研究员的资格。1929年,他获得了牛津大学哲学博士学位。
埃克尔斯在研究运动神经支配肌肉的方式时,最早是认同当时的传统观点的,即神经肌接头之间是通过电来传递兴奋的,即“电学传递论”。就在这时,英国神经科学家戴尔(1936年诺贝尔生理学或医学奖)发现了体内的乙酰胆碱,并用实验证实副交感神经兴奋是由于它释放的乙酰胆碱引起的,传递信息的不是电而是化学递质。
埃克尔斯在实验室
面对戴尔有说服力的实验,埃克尔斯改变了自己的观点,认可了“化学传递论”。1934,导师谢灵顿退休了,埃克尔斯也回到了澳大利亚,主持悉尼医学研究所的工作。在化学传递论这种新思想的影响下,他又开始了对神经肌肉间兴奋传递的研究。他邀请了两位助手参加研究工作,其中包括来自英国的伯纳德·卡茨(1970年诺贝尔生理学或医学奖获得者)。他和助手通过实验令中枢神经冲动快速到达运动神经末梢后,在神经肌接头处记录到了新的很缓慢的电位。由于神经肌接头又被称为运动终板,因此他们将这个电位叫做终板电位。终板电位发生后,使肌肉产生神经冲动,继而引起肌肉收缩。他们用实验证明终板电位是由作为化学递质的乙酰胆碱引起的。
就在这时,二战爆发了,埃克尔斯的研究工作只能停止了,他的研究小组也解散了,所有的人都投入到战争之中。他被安排到军事部门服务,直至战争结束。此后,他前往新西兰奥塔戈大学任教,在繁重的教学任务中,他依然惦记着自己的研究课题。学校里没有必要的实验设备,他便在理论上做准备,时刻期待着自己的实验研究能早日开始。
1951年,埃克尔斯回到澳大利亚堪培拉任澳大利亚国立大学教授。具备了实验条件,他立即开始了自己的实验研究。他和同事们第一次将微电极插入突触后神经元中,记录到了突触后神经元兴奋的“兴奋性突触后电位”。面对令人振奋的实验成果,他没有停止脚步,而是进行了更加深入的研究,又取得了骄人的成果:按照功能,突触可以分为两类,一类为兴奋性的,一类为抑制性的。兴奋性突触在获得突触前神经元传来的神经冲动后,经过化学递质的作用,突触后神经元便产生兴奋性突触后电位,产生神经冲动使突触后神经元表现出兴奋,并导致肌肉收缩。相反,如果是抑制性突触,则突触后神经元产生抑制性突触后电位,突触后神经元就会降低兴奋性,从而表现出抑制。
所罗门群岛(2013):1963年诺贝尔生理学或医学奖获得者埃克尔斯,邮票图案为埃克尔斯头像和神经突触示意图
1963年,埃克尔斯因在突触研究方面的成果而获得诺贝尔生理学或医学奖,同时获奖的还有赫胥黎和霍奇金。1966年,他移居美国,进入伊利诺斯州生物医学研究所工作,1968年起在纽约州立大学布法罗分校任教,直至1975年退休。他著述甚丰,主要著作有《脊髓的反射活动》《精神的神经生理学基础》《作为神经元机器的小脑》《中枢神经系统的抑制通道》《对大脑的了解》《人类的奥秘》等。
作者简介:
王平,南京医科大学医学史研究中心客座教授,中华医学集邮研究会副会长。
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