摘下諾貝爾獎(jiǎng)，“貓貓隊(duì)”立大功

1912年：經(jīng)歷過(guò)腎臟移植的貓

貓和諾貝爾獎(jiǎng)的淵源可以追溯到1912年。那一年，法國(guó)醫(yī)生亞歷克西斯·卡雷爾憑借血管三點(diǎn)吻合術(shù)和器官移植方面的工作被授予諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，卡雷爾因此被譽(yù)為“器官移植之父”。和這個(gè)稱號(hào)一起被提及的，還有他在動(dòng)物身上開(kāi)展的一系列器官移植實(shí)驗(yàn)。

卡雷爾不僅成功將一只狗的兩顆腎臟移植到另一只事先做過(guò)腎臟移植的狗身上，也在貓身上成功進(jìn)行了單、雙腎移植手術(shù)。翻閱卡雷爾發(fā)表于1906—1908年期間的論文，能看到大量關(guān)于貓的腎臟移植手術(shù)的記錄。

得益于卡雷爾證明了“切除雙腎后，僅靠移植單側(cè)腎臟就可以挽救生命”，人們意識(shí)到，捐獻(xiàn)者只需捐獻(xiàn)一半的腎臟便可以挽救生命，這也為后來(lái)的活體腎臟移植埋下了伏筆。在隨后的幾十年中，隨著技術(shù)的發(fā)展，終于在1954年，美國(guó)哈佛大學(xué)的約翰·梅里爾和戴維·休姆醫(yī)生成功進(jìn)行了人類歷史上第一次活體器官移植，將同卵雙胞胎弟弟的一側(cè)腎臟，成功移植給了他患有尿毒癥的哥哥。就這樣，哥哥的生命多延續(xù)了8年，而且失去了一側(cè)腎臟的弟弟也安然活到了79歲。

1932年：“貓的課堂”

在卡雷爾的貓接受器官移植的同一時(shí)期，神經(jīng)生理學(xué)家查爾斯·謝靈頓正在用貓來(lái)探索神經(jīng)反射和本體感知。這些研究讓他在1932年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

在牛津大學(xué)任教期間，謝靈頓的身邊總有貓。

他教授一門哺乳動(dòng)物相關(guān)的課程，課堂里一般有五六只貓作為教學(xué)工具。他的實(shí)驗(yàn)室，因隨處可見(jiàn)實(shí)驗(yàn)貓，而被學(xué)生稱為“貓的課堂”。

1898年，謝靈頓發(fā)現(xiàn)如果在貓的中腦上、下丘之間橫切腦干，貓會(huì)出現(xiàn)僵硬的狀態(tài)，比如頭尾昂起、脊柱挺硬、四肢伸直。這種現(xiàn)象名為去大腦僵直，是由于伸肌過(guò)度緊張導(dǎo)致的。在此基礎(chǔ)上，謝靈頓發(fā)現(xiàn)了牽張反射，也就是肌肉過(guò)度緊張的時(shí)候出現(xiàn)的反射。

貓如何站立和“走貓步”也引起了謝靈頓的興趣。1910年，謝靈頓描述了這樣一種現(xiàn)象：即便將大腦切除，貓依舊可以站立，并且可以做出規(guī)律的交替步行動(dòng)作。因此他認(rèn)為，動(dòng)物的站立及規(guī)律行走是由于下肢著地產(chǎn)生的感覺(jué)刺激引發(fā)的，并不需要大腦的參與，而是直接通過(guò)脊髓。這讓人們對(duì)運(yùn)動(dòng)的了解更進(jìn)一步。

1917年，謝靈頓又把目光放在了貓的耳朵和其能做出的反射上，他發(fā)現(xiàn)同樣不需要大腦參與，貓?jiān)诿鎸?duì)狗吠、貓叫和鳥(niǎo)鳴時(shí)就可以做出尾尖左右擺動(dòng)或毛發(fā)豎立這些反射。這些對(duì)貓耳和擺尾等多種反射形式的研究讓人們認(rèn)識(shí)到，神經(jīng)反射的類型遠(yuǎn)比想象中要豐富。

1981年：戴眼罩的貓

如果要給1981年的諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮選定一只“吉祥物”，貓或許是最合適的，因?yàn)槟且荒甑闹Z貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了兩個(gè)團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家，而這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)都不約而同地選擇了用貓來(lái)做實(shí)驗(yàn)。他們分別是發(fā)現(xiàn)大腦半球功能特化的羅杰·斯佩里，以及弄清楚視覺(jué)系統(tǒng)中信息處理的大衛(wèi)·休伯爾和托斯坦·威澤爾。

在斯佩里所處的時(shí)代，人們已經(jīng)通過(guò)解剖學(xué)發(fā)現(xiàn)左右腦被一束纖維連接在一起，這束纖維被命名為胼胝體。但當(dāng)時(shí)的人們只知道胼胝體在結(jié)構(gòu)上連接了左右腦，并不知道它在功能上的具體作用。斯佩里給切開(kāi)胼胝體的貓戴上遮光眼罩，并教它們分辨方形和圓形。

確認(rèn)胼胝體是大腦兩個(gè)半球信息交互的橋梁后，斯佩里敏銳地覺(jué)察到，為了治療癲癇而切斷胼胝體的病人，無(wú)疑是進(jìn)行大腦左右功能研究最好的實(shí)驗(yàn)對(duì)象。由此，斯佩里成為認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，在腦科學(xué)的發(fā)展中扮演了不可或缺的角色。

休伯爾和威澤爾同樣熱衷研究貓的眼睛，這是因?yàn)樨埖谋俏禽^短，與人類扁平的面部結(jié)構(gòu)更為相似，在做視覺(jué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí)更容易設(shè)計(jì)隔斷視域。另外，貓的眼眶與頭骨大小相比較大，視覺(jué)系統(tǒng)較為完備，便于研究。

另外，他們還通過(guò)縫合幼貓的眼皮，研究發(fā)現(xiàn)視覺(jué)的編碼是在出生后才形成的，而且需要一個(gè)必要的因素，就是視覺(jué)刺激。由此，他們提出了視覺(jué)神經(jīng)發(fā)育的“關(guān)鍵期”的概念。這一概念的提出，為了解和治療兒童白內(nèi)障和斜視打開(kāi)了新的大門，如果能抓住視覺(jué)發(fā)育的關(guān)鍵期對(duì)兒童進(jìn)行手術(shù)治療和視力糾正，可以使很多孩子避免終身低視力或眼盲。

其實(shí)，在科學(xué)研究中，關(guān)于貓的故事還有很多，一些和人類健康息息相關(guān)的研究，比如胰腺和肝臟的生理學(xué)研究、乙酰膽堿的發(fā)現(xiàn)、抗抑郁藥物的研發(fā)等都有著貓的身影。