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查爾斯·斯科特·謝靈頓

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1 拼音

chá ěr sī ·sī kē tè ·xiè líng dùn

查爾斯·斯科特·謝靈頓爵士,OM,GBE,PRS(Sir Charles Scott Sherrington,1857年11月27日-1952年3月4日),英國科學家,在生理學神經系統科學方面有很多貢獻。他和埃德加·阿德里安一起由于“關于神經功能方面的發現”而獲得1932年諾貝爾生理學或醫學獎

2 諾貝爾生理學或醫學獎獲獎原因

“發現神經元相關功能”

"for their discoveries regarding the functions of neurons"

3 查爾斯·斯科特·謝靈頓生平

查爾斯·斯科特·謝靈頓( Charles Scott Sherrington )于1857年11月27日出生于大倫敦北部的伊斯靈頓。 1876 年,Sherrington 進入倫敦圣托馬斯醫院習醫,并在1878年通過皇家外科學院的初級考試,翌年又通過該學院的特別研究生的初級考試,在愛丁堡作短暫逗留后,他于1879年前往劍橋大學,在Michael Foster 先生的指導下學習生理學,并于1880年進入劍橋大學的岡維爾和凱厄斯(Gonville and Caius )學院。

1881年, Sherrington 參加了在倫敦召開的一次醫學會議,在會上, Michael Foster 先生就Charles Bell等人對神經功能的實驗研究進行了討論,由法國斯特拉斯堡大學的David Ferrier和 Friedrich Leopold Goltz 所做的關于切除狗和猴的部分大腦皮層所產生的影響在會上產生了分歧意見,激起了廣泛的興趣。后來,在英國和歐洲幾乎所有大學都開展了這方面的研究。隨后, Sherrington 和 John Newport Langley 在劍橋大學也對這個問題進行了大量研究,并在 1884 年他們發表了一篇關于這一方面的研究論文,從此確定了 Sherrington 為 探索神經系統奧秘 而獻身的志向。

1883年,謝靈頓成為劍橋大學 George Humphrey 教授領導下的解剖學講師,在1883-1884年冬學期,他又在圣托馬斯醫院講授組織學

1884年, Sherrington 成為英國皇家外科醫師學會會員( member of the Royal College of Surgons, M.R.C.S. ); 1884~1885 年冬季, Sherrington 去斯特拉斯堡大學在 Goltz 的指導下工作和學習; 1885 年,他在劍橋大學第一等級自然科學榮譽學位考試中成績斐然;并發表了一篇關于 Goltz 在狗模型上所做的研究論文;同一年中他在劍橋還獲得醫學士( Medicinae Baccalaureus, M.B. )學位; 1886 年他獲得了英國皇家醫師資格( Licentiate Royal College of Physicians, L.R.C.P. )。

1885年, Sherrington 作為一個醫學研究協會委員會成員去西班牙調查霍亂的爆發; 1886年又到意大利威尼斯地區進行同樣的調查,然后將獲得的材料帶到柏林,在病理學家 Rudolf Ludwig Karl Virchow 的指導下進行工作。后來 Virchow 將他介紹到 Robert Koch 那里進行 6 個星期的學習,而 Sherrington 卻 留下來與 Koch 做了一年的細菌學研究。 1887年,他被任命為倫敦圣托馬斯醫院的系統生理學講師,也被選為劍橋大學 岡維爾和凱厄斯學院的研究成員。 1891 年,他被任命為 Victor Horsley 先生的繼任者,倫敦布朗高級生理學和病理生理學研究學院的教授和主管。 1895年,他成為利物浦大學的生理學教授。

當早年在劍橋大學時, Sherrington 曾受到英國生理學家 Walter Holbrook Gaskell 和西班牙神經科學家 Santiago Ramón y Cajal 的很大影響, Sherrington 在訪問西班牙時曾與 Cajal 會過面,自此開始研究脊髓。到 1891 年,他的研究目標轉向脊髓反射,這個問題在當時是個熱門研究課題。 Sherrington 對這個課題發表了一些論文,并在 1892~1894 年期間,也發表了一些對支配肌肉的傳出神經的論文。 1893~1897 年間,他研究了皮膚感受野的節段性分布并有重要發現,那就是支配肌肉的神經束中有 1/3 是傳出纖維,其余的為運動纖維。

在利物浦大學,他回到他早先研究的課題,即對拮抗肌的神經支配的研究,并發現反射抑制在拮抗肌中起重要的作用。此外,他還研究了腦和脊髓之間的聯系——錐體束。在此期間,美國外科醫生 Harvey Cushing (庫欣綜合征的發現者)拜訪了他,那時 Harvey Cushing 還是個年輕人, Sherrington 和他共事了 8 個月時間。

1906年, Sherrington 出版了他的不朽著作《神經系統的整合作用》。 1913年,他被聘請為牛津大學生理學教授,在牛津大學,他一直逗留到 1936年退休。在這里他寫下了經典的《哺乳動物生理學:實習教程》,該教程于 1919年出版,是他為學生而寫的,也是他在牛津大學用作教材來教他的學生的。也是在這里他獲得了 1932年諾貝爾生理學或醫學獎。

Sherrington 在 1893年當選為倫敦皇家學會院士。 1905 年被授予皇家勛章( Royal Medal ), 1927 年授予考泊萊勛章( Copley Metal ), 1922 年給予他大英帝國騎士大十字勛章( the Knight Grand Cross of the Order of the British Empire )和 1924 年授予功績勛章( Order of Merit )。 他擁有的名譽博士學位的大學有牛津大學、倫敦大學、謝菲爾德大學、伯明翰大學、曼徹斯特大學、利物浦大學、威爾士大學、愛丁堡大學、格拉斯哥大學、巴黎大學、斯特拉斯堡大學、魯汶大學、烏普薩拉大學、里昂大學、布達佩斯大學、雅典大學、布魯塞爾大學、伯爾尼大學、多倫多大學、蒙特利爾大學和哈佛大學。

Sherrington 在他晚年時仍然思想敏銳。他于1952年3月4日 在 伊斯特本因心力衰竭而突然去世,享年95歲。

Sherrington 的一生中對中樞神經系統生理學研究方面做出了杰出的貢獻,神經生理學的許多研究領域與他的名字是不可分開的。他在 Cajal 創立的神經元學說基礎上,于 1897 年 提出使用 突觸( synapse )這個術語來描述 一個神經元與另一個神經元之間的接觸部位,并認為神經元與神經元之間在這個部位進行信息溝通,而這個部位最早是由 Cajal 在光學顯微鏡水平作了組織學描述。

Sherrington 在脊髓反射的研究中具有諸多建樹, 他非常準確地將脊髓前角運動神經元稱為運動傳出的最后公路( final common pathway ),并于1925年提出使用運動單位( motor unit )這個術語來命名運動功能的基本單位,即一個運動神經元和它所支配的一群肌纖維。他是最早認識到感覺傳入信息在調節運動中具有重要作用的少數幾個人之一。 1894年他發現支配肌肉的神經含有感覺神經纖維和引起肌肉收縮運動神經纖維。在此之前, 他于 1893 年就已發現肌肉、肌腱關節等處具有感覺功能,并 提出了 本體感覺( proprioception )這一 術語 。他認為本體 感覺的信息由傳入神經纖維傳至中樞后可決定肌肉的緊張度。 1900年他還 指出小腦是本體感受系統的中樞 。 Sherrington于1898年描述了貓的去大腦僵直現象, 在對脊髓反射的研究中,他建立了一種有用的實驗模型來研究脊髓通路。他用貓來做實驗,在動物的中腦上、下丘之間橫切腦干,動物出現頭尾昂起,脊柱挺硬,四肢伸直,堅硬如柱的表現,他稱此現象為去大腦僵直( decerebrate rigidity )。 當切斷腰骶部背根后,去大腦僵直動物強直伸長的后肢僵直現象消失,他認為增強收縮的肌肉受到了牽拉,所以他稱之為牽張反射 ( stretch reflex ) ,并且 確定了牽張反射需要來自肌肉的感覺傳入到脊髓,然后傳出信號再回到肌肉。他發現牽張反射的時間(1924年)要比發現去大腦僵直晚得多。在 1893~1909年間, Sherrington 和他的同事們在研究中還發現牽拉一群肌肉,在引起被牽拉的一群肌肉興奮收縮時,可引起與之相拮抗的肌群舒張,他的結論是牽張刺激能引起脊髓內一群運動神經元興奮,而另一群運動神經元則產生抑制,從而形成交互神經支配。 這種交互神經支配的理論后來被稱為謝靈頓定律。

由于對牽張反射進行了深入研究和分析,以及對去大腦僵直動物進行觀察的結果,他最早體會到牽張反射在姿勢調節中的重要性,從而奠定了研究運動和姿勢調節的反射基礎。他還將牽張感受器稱為本體感受器( proprioceptive receptor )。 在考慮軀體感覺傳入對步行運動的作用中, Sherrington 提出本體感受器和外感受器的區別,本體感受器是肌肉和關節內的并可被軀體運動所興奮,來自本體感受器的傳入信息與步行運動的自動調節有關。外感受器則位于皮膚,其主要功能是通過接受外部刺激對步行運動的調節。這個區分至今仍認為是正確的,盡管現在認為皮膚的傳入信息能提供重要的有關軀體運動的反饋信息。哺乳動物在室外行走時將持續不斷地使用感覺傳入信息來糾正它們的行走式樣,以對待不同的地形和防止發生不可預料的事情。用于調節步行式樣的感覺傳入信息有三類,即來自肌肉和皮膚的軀體感覺、前庭器官平衡感覺和視覺。 根據刺激的來源及感受器所在位置, Sherrington 將感受器分為外感受器(如視、聽、嗅及皮膚等感受器)、內感受器(如感受內臟器官發來的沖動信息的感受器)和本體感受器(如肌肉、肌腱、關節和迷路等感受器)。對感受器通常只對某種特定形式的能量變化最為敏感,這種特定的刺激形式,即 在低能量水平就能激活專一的感受器的獨特的刺激形式, Sherrington 把它 稱為適宜刺激( adequate stimulus )。

Sherrington 還 首先劃分了大腦皮層運動區,進而確定了控制身體各部分的感覺區及運動區。 Sherrington 在 19~20 世紀之交在麻醉的猴上應用刺激電極和記錄運動神經的活動方法,通過對大腦皮層的系統探查,圖示了運動代表區。在 20 世紀 40 年代, Sherrington 的一個學生,加拿大神經外科醫生 Wilder Penfield ,在為緩解病人局灶性癲癇而進行外科手術的情況下,開始用類似的電刺激方法圖示了病人大腦皮層運動、感覺和語言功能的皮層代表區,從而成為獲得記憶過程可能位于人腦的特殊區域證據的第一人。

此外,習慣化也是由 Ivan Pavlov 和 Sherrington 首先研究的。 Sherrington 在研究姿勢和運動時,他觀察到在重復刺激后的反應可使某個反射,諸如肢體回撤反射的強度降低,反射反應的恢復需要許多秒鐘的休息之后才出現,他提出這種他稱之為習慣化( habituation )的降低是由于重復刺激可使那些到達運動神經元的通路中的突觸效力減弱所致。

在總結過去工作基礎上, 1906 年 Sherrington 出版了他的著名著作《神經系統的整合作用》。書中 提出簡單反射,刻板(固定形式)的運動由激活皮膚或肌肉的感受器而引起,是運動的基本單位,而復雜反射序列可能是由簡單反射聯合起來而產生的。這一觀點在 20 世紀很長時間內一直是運動生理學中的指導原理,直到不久以前才被修正。現在認為許多協調運動能在缺乏感覺傳入信息的條件下引起,如步行(或 踏板器械運動 )等形式固定的運動。 Sherrington 認為, 神經系統(腦)的作用是將不同類型的傳入信息加以綜合和分析,神經系統的整合作用可能是在興奮和抑制兩者之間擇其一,然后決定合適的反應。他認為這種作決定是腦的最基本的活動。這些原理現在看來雖然比較簡單,但基本思想是正確的,這些原理已在神經元興奮的觸發過程中(如末梢 Ca 2+ 內流對遞質釋放量的影響),以及在突觸后電位在多個 EPSP 和 IPSP 的總和中清楚地觀察到。 Sherrington 的 這一著作影響深遠,對現代神經生理學,特別是腦外科和神經失調的臨床治療,均有重大影響。

由于 Sherrington 在神經系統研究工作中的杰出成就,他與 Edgar Douglas Adrian 共享 1932 年諾貝爾生理學或醫學獎。

 

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  • 評論總管
    2019/3/20 21:17:30 | #0
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