查尔斯·谢灵顿:发现神经元的相关功能
2016-04-27 17:22:00   来源:环球网
内容摘要
查尔斯·斯科特·谢灵顿爵士(Sir Charles Scott Sherrington),英国科学家。谢灵顿的一生中对中枢神经系统生理学研究方面做出了杰出的贡献,神经生理学的许多研究领域与他的名字是不可分开的。谢灵顿在脊髓反射的研究中具有诸多建树。

查尔斯·斯科特·谢灵顿爵士(Sir Charles Scott Sherrington,1857年11月27日-1952年3月4日),英国科学家,在生理学和神经系统科学方面有很多贡献。他和埃德加·阿德里安一起由于“关于神经功能方面的发现”而获得1932年诺贝尔生理学或医学奖。

谢灵顿的一生中对中枢神经系统生理学研究方面做出了杰出的贡献,神经生理学的许多研究领域与他的名字是不可分开的。他在Cajal创立的神经元学说基础上,于1897年提出使用突触(synapse)这个术语来描述一个神经元与另一个神经元之间的接触部位,并认为神经元与神经元之间在这个部位进行信息沟通,而这个部位最早是由Cajal在光学显微镜水平作了组织学描述。

谢灵顿在脊髓反射的研究中具有诸多建树,他非常准确地将脊髓前角运动神经元称为运动传出的最后公路(final common pathway),并于1925年提出使用运动单位(motor unit)这个术语来命名运动功能的基本单位,即一个运动神经元和它所支配的一群肌纤维。他是最早认识到感觉传入信息在调节运动中具有重要作用的少数几个人之一。1894年他发现支配肌肉的神经含有感觉神经纤维和引起肌肉收缩的运动神经纤维。在此之前,他于1893年就已发现肌肉、肌腱和关节等处具有感觉功能,并提出了本体感觉(proprioception)这一术语。他认为本体感觉的信息由传入神经纤维传至中枢后可决定肌肉的紧张度。1900年他还指出小脑是本体感受系统的中枢。

谢灵顿于1898年描述了猫的去大脑僵直现象,在对脊髓反射的研究中,他建立了一种有用的实验模型来研究脊髓通路。他用猫来做实验,在动物的中脑上、下丘之间横切脑干,动物出现头尾昂起,脊柱挺硬,四肢伸直,坚硬如柱的表现,他称此现象为去大脑僵直(decerebrate rigidity)。当切断腰骶部背根后,去大脑僵直动物强直伸长的后肢僵直现象消失,他认为增强收缩的肌肉受到了牵拉,所以他称之为牵张反射(stretch reflex),并且确定了牵张反射需要来自肌肉的感觉传入到脊髓,然后传出信号再回到肌肉。

他发现牵张反射的时间(1924年)要比发现去大脑僵直晚得多。在1893~1909年间,谢灵顿和他的同事们在研究中还发现牵拉一群肌肉,在引起被牵拉的一群肌肉兴奋收缩时,可引起与之相拮抗的肌群舒张,他的结论是牵张刺激能引起脊髓内一群运动神经元兴奋,而另一群运动神经元则产生抑制,从而形成交互神经支配。这种交互神经支配的理论后来被称为谢灵顿定律。

牵张反射示意图由于对牵张反射进行了深入研究和分析,以及对去大脑僵直动物进行观察的结果,他最早体会到牵张反射在姿势调节中的重要性,从而奠定了研究运动和姿势调节的反射基础。他还将牵张感受器称为本体感受器(proprioceptive receptor)。在考虑躯体感觉传入对步行运动的作用中,谢灵顿提出本体感受器和外感受器的区别,本体感受器是肌肉和关节内的并可被躯体运动所兴奋,来自本体感受器的传入信息与步行运动的自动调节有关。外感受器则位于皮肤,其主要功能是通过接受外部刺激对步行运动的调节。

这个区分至今仍认为是正确的,尽管现在认为皮肤的传入信息能提供重要的有关躯体运动的反馈信息。哺乳动物在室外行走时将持续不断地使用感觉传入信息来纠正它们的行走式样,以对待不同的地形和防止发生不可预料的事情。用于调节步行式样的感觉传入信息有三类,即来自肌肉和皮肤的躯体感觉、前庭器官的平衡感觉和视觉。根据刺激的来源及感受器所在位置,谢灵顿将感受器分为外感受器(如视、听、嗅及皮肤等感受器)、内感受器(如感受内脏器官发来的冲动信息的感受器)和本体感受器(如肌肉、肌腱、关节和迷路等感受器)。对感受器通常只对某种特定形式的能量变化最为敏感,这种特定的刺激形式,即在低能量水平就能激活专一的感受器的独特的刺激形式,谢灵顿把它称为“适宜刺激(adequate stimulus)”。(如需转载,请注明来源自科技世界网)