——“對話諾獎大師”論壇活動側(cè)記

　　一位是溫文爾雅的德國老頭，他研發(fā)一項名為“膜片鉗”的技術(shù)，讓科學(xué)家們第一次得以直接觀察到細胞單離子通道的電流變化，從而劃時代地將電生理學(xué)技術(shù)提高到記錄和研究單個蛋白質(zhì)的分子水平。他就是1991年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主、德國馬克斯-普朗克學(xué)會生物物理化學(xué)研究所所長厄溫·內(nèi)爾。
　　一位是風(fēng)趣幽默的中國老太，她為中國開創(chuàng)了一個全新的學(xué)科——生物分子電子學(xué)，2002年提倡“做中學(xué)”項目，推動科學(xué)素質(zhì)教育，并再次開創(chuàng)性地提出教育神經(jīng)學(xué)理念。她就是中國工程院院士、中國教育部原副部長、中國科協(xié)原副主席韋鈺。
　　2014年9月10日，中國第30個教師節(jié)之際，經(jīng)過上海市科協(xié)的精心組織，一場別開生面的“對話諾獎大師——科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)從青少年做起”論壇活動，讓兩位在各自領(lǐng)域有著非凡創(chuàng)新活力的科學(xué)家有機會聚在一起，為數(shù)百名上海中小學(xué)科技老師和即將走上教師崗位的大學(xué)生上一堂生動活潑而又引發(fā)深思的素質(zhì)課。
　　無論是厄溫·內(nèi)爾根據(jù)自身經(jīng)歷，講述科學(xué)家破解神經(jīng)傳遞的秘密，還是韋鈺結(jié)合研究領(lǐng)域，深究不同教育方式與人神經(jīng)生理活動的關(guān)系，最終都傳達出一個清晰而又明確的理念：興趣是最好的老師，教育也有自然科學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)。

　　要從事科學(xué)研究，需要保持一顆好奇的心。正是一個又一個讓科學(xué)家感到著迷的未解之謎，促使他們不斷探索，從而不斷推動新的研究成果出現(xiàn)。

   “我首先要說一下從事生命科學(xué)研究的動機。在高中的時候，我發(fā)現(xiàn)一些電信息和神經(jīng)是有聯(lián)系的，對此十分感興趣，就開始了這一方面的研究。”在演講的開場白中，厄溫·內(nèi)爾開宗明義：要從事科學(xué)研究，需要保持一顆好奇的心。
　　正是一個又一個讓科學(xué)家感到著迷的未解之謎，促使他們不斷探索，從而不斷推動新的研究成果出現(xiàn)。厄溫·內(nèi)爾所研究的神經(jīng)電科學(xué)領(lǐng)域也是如此，在他之前，已經(jīng)有了一長串科學(xué)家的名字和研究成果。
　　意大利醫(yī)生路易吉·伽伐尼是厄溫·內(nèi)爾列舉的名單上的第一個人。1780年，伽伐尼發(fā)現(xiàn)死去青蛙的神經(jīng)遭受電擊刺激時，腿部肌肉會抽搐，這表明神經(jīng)元、肌肉與電流變化相關(guān)，他也成為第一批涉足生物電領(lǐng)域研究的人物之一。
　　接下來是西班牙神經(jīng)學(xué)家拉蒙·卡哈爾。他是現(xiàn)代神經(jīng)組織學(xué)的奠基人之一，提出神經(jīng)細胞是神經(jīng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)單位，而每個神經(jīng)細胞都是獨立的，通過軸突末端以不同的形態(tài)與其他神經(jīng)細胞拉觸。卡哈爾闡明了神經(jīng)細胞間的真正關(guān)系，對神經(jīng)元學(xué)說的確立有重要貢獻，因此在1906年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
　　1902年，生物電自從1868年被記錄之后，有了一個突破性的理論——德國科學(xué)家朱利烏斯·伯恩斯坦提出了膜電位理論。而英國生理學(xué)家阿蘭·霍奇金和安德魯·赫胥黎在1952年發(fā)現(xiàn)神經(jīng)運動電位是一種沿神經(jīng)纖維方向擴展的電波，由鈉離子鉀離子通道依次開啟而形成。他們認為，神經(jīng)動作電位是神經(jīng)細胞膜滲透性變化的結(jié)果，但神經(jīng)細胞膜滲透性變化的機理又是什么呢？
　　這一問題就輪到厄溫·內(nèi)爾來解答了。1976年，他和博特·薩克曼通過創(chuàng)新的“膜片鉗”技術(shù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)離子通過細胞膜的時候，產(chǎn)生十分微弱的電流，從而證明了離子通道的存在性和功能。這一跨越細胞膜的通道，其實就是一個蛋白質(zhì)。當(dāng)通道關(guān)閉時，帶電離子不能通過，沒有電流；當(dāng)通道打開后，帶電離子依次通過，形成了電流。
   “膜片鉗”技術(shù)讓科學(xué)家有了研究離子通道的工具，而這一研究帶來的發(fā)現(xiàn)令人驚奇。厄溫·內(nèi)爾說，研究人員發(fā)現(xiàn)，離子通道在眾多不同類型的細胞中有多種作用，例如：在神經(jīng)細胞中，離子通道與動作電位、突觸傳遞有關(guān)；在淋巴細胞中，離子通道與調(diào)節(jié)鈣離子信號有關(guān)；在植物性細胞中，離子通道與調(diào)節(jié)氣孔的開啟有關(guān)。同時，離子通道已經(jīng)成為藥理學(xué)發(fā)展的目標，離子通道的缺陷將導(dǎo)致心律不齊、肌肉強直、癲癇、糖尿病等疾病。
　　在厄溫·內(nèi)爾發(fā)現(xiàn)離子通道30年后，另一項有關(guān)離子通道的研究成果轟動一時：一些從前未知的通道被發(fā)現(xiàn)與哺乳動物的瞬時感受相關(guān)。比如，人體能感受到冷與熱，就是由皮膚神經(jīng)末端特殊的一群離子通道控制的，每一個通道對應(yīng)一段相對狹小的溫度變化區(qū)間。這些通道會根據(jù)外界溫度的高度調(diào)節(jié)開關(guān)，也會根據(jù)觸碰到的是辣椒還是薄荷來決定是否開啟。
　　對神經(jīng)科學(xué)和離子通道的研究遠遠沒有結(jié)束，還會有更多對此好奇的人投身其中。

標簽： 家長學(xué)院  

上一篇：智能手機在學(xué)校中的普及趨勢已經(jīng)無法阻擋

下一篇：山東一所中學(xué)學(xué)生可以不做作業(yè)