近日,瑞典卡罗琳医学院宣布,将2021年诺贝尔生理学或医学奖授予戴维·朱利叶斯和阿德姆·帕塔普蒂安两名科学家,以表彰他们在发现温度与触觉“感受器”方面所做出的贡献。这两位科学家的研究听起来有点“冷门”,实际上却与我们每个人都息息相关。
神经科学领域的“变革”
在颁发诺贝尔生理学或医学奖时,评奖委员会说,人们对热、冷和触觉的感知能力对生存至关重要,支撑着我们与周围世界的互动。在日常生活中,我们认为这些感觉理所当然,但神经冲动是如何产生的,从而使温度和压力可以被感知?今年的诺贝尔奖得主解决了这个问题。
从神经层面来看,我们的大多数感官可以理解成“接受刺激—传递信号—大脑接收并做出反应”的过程。这个过程需要一类被称为感受器的结构的帮助。我们可以把感受器理解成“锁”,它们在特定情况下才会被激活,就像锁需要特定的钥匙才能打开一样。此前,人类已经发现了负责咸、甜、酸、苦、鲜5种基本味道的感受器是如何工作的。但还有一些味道和感觉,人类对其感受器的作用机制一直百思不得其解。比如,为什么吃完辣椒会让人觉得热?在过去的20多年间,朱利叶斯和帕塔普蒂安这两位美国科学家,就是因为分别独立发现了这样一些特别的感受器,从而使得神经科学领域对神经系统如何感知热、冷和机械刺激的理解迅速增加。
为何闭眼后能走路如常
帕塔普蒂安在开始思考我们如何感受外部环境刺激时,他还选择了一个不同的研究方向。2010年,他的团队发现了两个新的离子通道,它们会被机械压力激活,产生电活动。这两个离子通道被命名为 PIEZO1和PIEZO2。这个名字来自希腊语中的“piezi”,意为“压力”。这项突破同样开启了一片全新的领域。在感觉神经元和其他细胞上发现的 PIEZO1和 PIEZO2,引领了大量新研究,让人们逐渐认识这些离子通道在触觉、疼痛、血压调节和本体感觉等各方面压力感知中的作用。
其中,或许最令人感到新奇的要数与本体感觉相关的研究。本体感觉是指我们感知身体在空间中位置的能力。这种感觉让我们能够站立和行走,甚至闭上眼睛或蒙上眼睛后依旧能行走自如,它依赖的是那些向大脑发出肌肉伸展信号的神经元。帕塔普蒂安的团队和其他研究已经证明,PIEZO2是本体感觉相关的关键分子。另有研究称,罕见的PIEZO2缺乏的人,在黑暗中站立和行走都有困难;而一种PIE-ZO1基因的变异,似乎可以防止疟原虫感染。综合
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