诺贝尔生理学或医学奖揭晓(解开人类感知之谜)
想象一下，在炎热的夏日，当你赤脚走过草坪，你能感受到太阳的热量，风的抚摸，以及脚下的每一片草叶。这些温度、触觉、运动的印象，几乎每个人都能感受到。
然而，这一切热或冷、硬或软、痛或压迫是怎么来的？哪些神经导致了这些感知，它是如何开始的？但是人类不知道。
2021年诺贝尔生理学或医学奖得主要解决这个问题。北京时间10月4日，这一奖项揭晓，授予美国科学家大卫·朱利叶斯(David Julius)和阿尔登·帕塔普天(Ardem Patapoutian)，以表彰他们在“发现温度和触觉感受器”方面的贡献。
诺贝尔奖委员会的说法是:两位科学家的突破性发现引发了一系列密集的研究活动，加速了人们对神经系统如何感知热、冷、机械刺激的理解。
眼睛是如何感知光线的，声波是如何影响我们的内耳的，不同的化合物是如何与我们鼻子和嘴巴里的感受器相互作用产生嗅觉和味觉的？千百年来，人类面临的一大困惑就是如何感知我们所处的环境。
17世纪，哲学家勒内·笛卡尔设想皮肤的不同部分可以与大脑相连。通过这种机制，接触明火的脚会向大脑发送机械信号。后来发现人体内有专门的感觉神经元，可以记录我们周围环境的变化。
科学家Joseph erlanger和Herbert Garsein发现，人体内存在不同类型的感觉神经纤维，它们可以对不同的刺激做出反应，例如疼痛和非疼痛的触摸。他们获得了1944年诺贝尔生理学或医学奖。
从那以后，科学家们证明了神经细胞已经高度专业化，能够检测和转换不同类型的刺激，从而使人类能够微妙地感知周围的环境。例如，人们可以通过指尖感受到表面纹理的差异，也可以区分出愉快的温暖和痛苦的灼烧感。
然而，科学家还有一个尚未解决的基本问题:温度和机械刺激如何在神经系统中转化为电脉冲？
上世纪90年代末，大卫·朱利叶斯(David Julius)在美国加州大学旧金山分校时，在分析辣椒素这种化合物如何“在接触辣椒时产生灼热感”时，看到了“胜利的曙光”。
当时，科学家已经知道辣椒素可以激活引起疼痛的神经细胞，但这种化学物质究竟是如何起作用的，仍然是一个未解之谜。
Julius和他的同事们创建了一个数据库，其中包含与感觉神经元表达的基因相对应的数百万个DNA片段，这些基因可以对疼痛、热量和触摸做出反应。经过大量的工作和艰苦的寻找，他们鉴定出了一种可以使细胞对辣椒素敏感的基因——人体感受辣椒素的基因，而且是这样发现的！
Julius团队的进一步实验表明，他们发现的基因编码了一种新的离子通道蛋白，即辣椒素受体，后来被命名为TRPV1。
诺贝尔奖委员会认为TRPV1的发现被视为重大突破，为揭开其他温度传感器的面纱开辟了道路。
然而，当人体感知温度的机制不断被揭开的时候，科学界仍然不知道人体将机械刺激转化为触觉的机制。
在美国加利福尼亚州拉霍亚的斯克里普斯研究所，帕塔普蒂安和他的同事们发现了一种对机械力敏感的全新离子通道，并用希腊语“压力”的意思将其命名为压电1。他们还发现了一个类似于压电1的基因，并将其命名为压电2，该基因在感觉神经元中高度表达。通过进一步研究发现，压电1和压电2是离子通道受体，可以通过对细胞膜施加压力直接激活。
诺贝尔奖委员会给出了这样的评价:今年诺贝尔生理学或医学奖得主的突破性发现，使人们了解了冷、热和机械力如何触发神经冲动，以及人类对外界刺激的感知和适应机制。当然，许多基于这一发现的研究仍在进行中，研究人员正试图阐明它们在各种生理过程中的功能，有望广泛用于许多疾病的治疗。
中国青年报·中青网记者邱陈晖
来源:中国青年报
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