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《大脑，不可思议》
脑细胞的顶尖对决
——神经元学说与网状学说之争
卡米洛·高尔基
圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔
1960年秋天，瑞典斯德哥尔摩的卡罗林斯卡学院（Karolinska Institute）宣布，当年的诺贝尔生理学或医学奖将由两位学者共同获得。随后在12月6日，来自意大利，害羞内向、沉默寡言，63岁的神经学家暨组织学家卡米洛·高尔基，与来自西班牙，热情洋溢、能说会道，54岁的解剖学家圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔首度在会场相见。他们的初遇，有礼节却没有特别热络。当时没人能想得到，几天之后会出现一出令人尴尬的“顶尖对决”戏码。
卡米洛.高尔基与他的细胞染色技术
早在十九世纪前半叶，人们就已经熟知所有生物体——包括人类——都是由“细胞”这个基本单位所构成。那么理所当然，脑也应该是由众多的细胞集合构成。捷克解剖学家暨生理学家浦肯野，就率先用显微镜来观察大脑切片并且在小脑中发现了许多神经细胞，并将其命名为“浦肯野细胞”。但是所谓“纳须弥于芥子”，大脑这个重一公斤半、嫩豆腐样的器官，居然能够在电光火石之间，想象无垠的宇宙，解出困难的谜题。显然大脑的细胞之间的互动方式一定有其独特性。受到“染色技术”的限制，一直没有办法能够观测到脑细胞的细节。那时的学者刚刚能够观察到脑细胞之间是由一些“触手”相联系，而看不清这些结构的细节。
1873年，刚满三十四岁的卡米洛.高尔基医师，接收了完整的病理学训练，满怀对神经系统研究的巨大热情，却因为命运的安排，没能走上研究路线，而是落脚在米兰附近的小镇阿比亚特格拉索（Abbiategrasso）的慢性病疗养院，担任主任医师。在那个医院里，没有任何的研究实验室或者设备。胸怀大志的高尔基在那任职。
高尔基的研究热情没有屈服于现实环境，既然缺乏研究的空间与设备，他就在自己宿舍的厨房搭起了私人研究室，继续他那搞清楚神经系统的执念。正是在这个“野战实验室”里，高尔基发明了革命性的“黑染色法”——把神经组织现在重铬酸钾溶液中放置多日后，再移到硝酸银溶液中浸泡。这两种化合物长时间接触之后，会产生奇妙的化合物铬酸银，而铬酸银会把神经细胞那些密密麻麻的触手都染成清晰漂亮的黑色，纤毫毕现。科学界广为流传的说法是这种染色方法的发现其实是出于意外。高尔基的实验室就是厨房，有一次打扫的女工看到料理台上乱七八糟的标本以为是垃圾丢进了垃圾桶。重铬酸钾与硝酸银的意外重逢就这么发生了。高尔基回到家把组织捡出来放到显微镜下检查，一看之下不敢置信。他把这个发现写成论文，附上清晰的手绘图加以发表，从此科学家对神经细胞的观察研究进入了崭新的境界。
高尔基和之前的研究者认为神经细胞不是独立的，而是彼此的触手相互融合，形成整体的网状结构。这个主张后来被称为“网状学说”（reticular theory）。之后高尔基利用自己发明的铬酸银染色法，仔细观察过神经细胞之后，发现这些细胞的触手有许多末端都是自由的，并没有跟其他触手融合的样子，但是并没有削弱他对于网状学说的信心，反而提出新的说法来解释这个现象——那些没有融合的部分，其实不是特别重要，可能只是掌管神经的营养罢了，其他比较重要的那些触手，想必还是互相融合的。他还为这个融合网络取了名字——广泛神经网络（diffuse nervous network）。
高尔基染色的神经细胞
圣地亚哥.拉蒙-卡哈尔和他的神经元学说
卡哈尔与高尔基虽然身处同一时代，但是由于地域和语言的隔阂，直到1887年他在造访马德里时在一位刚从法国归来的医师处见到了用高尔基的染色法制作的神经组织标本以及高尔基的著作。他见到这些东西时的感觉，据他自己的描述，是“震惊”与“着魔”。
他后来这么说：
清晰的背景上，呈现着黑色的线条，有的细而平滑，有的粗而带刺，就像画在透明纸上的中国水墨画一样清晰。光是一瞥，我就傻眼了，我的眼睛再也无法从显微镜上离开。
卡哈尔虽然今天被尊称为“现代神经科学之父”，但在年轻时，他压根没有当科学家的打算。他从小最大的梦想是成为一名画家。但是父亲严厉禁止他画画强迫他去读医学院。神奇的是，医学与艺术这两件事，后来在卡哈尔身上发生了美妙的化合作用。
虽然卡哈尔当初不怎么想学医，但是当他真正踏上医学这条路之后，却对研究产生了很大的兴趣，尤其是神经科学这个部分。1884年，32岁的卡哈尔担任瓦伦西亚大学的解剖学教授，他把绘画与研究两种兴趣合二为一，绘制了非常多显微镜下所观察到的细节，都只能用手画下来与他人分享。卡哈尔所画的图，不管是在科学的细节还是在艺术的质量上都出类拔萃，能成为传世经典。一直到今天，任何人只要想在教科书上研读神经细胞与组织的结构，必然会碰到卡哈尔的杰作。
《大脑之美》收集了卡哈尔绘制的神经元图谱
此刻，神经科学界除了网状学说之外又多出了“神经元学说”（the neuron doctrine）。神经元学说的核心主张是每个神经细胞都是独立的个体，彼此只有接近而不会融合，神经信号则是由一个神经元的末梢“跳”过这个间隙，传到另一个神经元。当然那时还没有人知道这个信号是怎么“跳”的。
当时卡哈尔身处偏僻的西班牙，在国际上名不见经传，因此他的发现起初也没有引起科学界的重视。卡哈尔于1888年申请加入德国的解剖学学会，并且到柏林与当代名家学者分享他的成果，卡哈尔就此一炮而红成为国际知名神经科学家。他积累下来的研究成果基本上决定了此后人们对神经系统构造的认识。正因为如此，卡哈尔后来被尊称为“现代神经科学之父”。
拿你的枪，缴你的械
高尔基和卡哈尔的故事可以概括为：卡哈尔捡到高尔基的“枪”，然后不客气地把高尔基缴了械。在1906年诺贝尔奖颁奖典礼上，高尔基在满堂学者面前发表了名为“神经元学说：理论与事实”的演讲，对神经元学说发动了总攻击，试图复活并巩固过时的网状学说。而他的引用的资料过时还有很多不正确的地方，更像是在发表主观个人想法。卡哈尔虽然也在场，但是很有风度的并未做声，而是在第二天发表了“神经元的构造与连接”的演讲。演讲的气氛轻松而稳重，完全没有与高尔基针锋相对的意思，他只是把自己和其他学者的科学发现与证据一个个提出来，然后温和的指出网状学说的不尽合理之处。可以说经由这一场诺贝尔获奖演讲，高尔基亲手把自己拉下了神坛。
让事实与证据说话
可能有人会觉得奇怪，为什么同一个诺贝尔奖可以由两位学术主张完全相反的人来分享？他们不可能同时是对的啊！事实上，诺贝尔奖所奖励的，并非获奖者单一的学术理论，而是他们对人类的整体贡献。在历任诺贝尔奖学者的学术主张中，有部分在多年后证明是错误的，这样的例子屡见不鲜，但这并不妨碍他们是对人类有卓越贡献的伟大科学家的事实。
高尔基就算没有发明过黑染色法，他的其他大量学术成就的贡献，也足以让他获得诺贝尔奖。他所发明的黑染色法，让包括卡哈尔在内的众多神经科学家解开了神经细胞的秘密。如果说，这些科学家是“站在巨人的肩膀上”，那高尔基无疑就是那位巨人。所以，他对某个理论的主张错误，根本就是无伤大雅的小节。
高尔基真正的问题是在神经元的细部构造这件事上，他先让自己主观的看法凌驾于客观证据之上，后来又因为不必要的坚持与面子问题而越陷越深，以至于使自己的伟大科学家的光环蒙上了阴影。人们常说，应该要“让事实说话”“让证据说话”，在科学范畴中，这才是唯一不变的金科玉律。
科学研究并不是一味的遵循规律去探索一些科学问题，所有的问题都来源于日常的生活。我看到这个故事感到很惊喜，我曾经看过卡哈尔的《大脑之美》，惊叹于他居然可以把科学与艺术结合的这么好。了解到他的故事后我更折服于他的人格魅力，科学家不仅要有严谨的符合逻辑的思维，也要有包罗万象和开拓进取的精神。如果你觉得你不喜欢目前的工作或者专业，也不要苦恼，或许你会找到兴趣和工作的结合点，成为你真正想成为的人。
END