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发布日期:2024-10-08 08:56    点击次数:64

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在人命科学和医学探究畛域,动物实验是好多探究的必经之路。东谈主们风气用“小白鼠”来指代科研顶用到的实验动物,但实验动物却不惟有小鼠,还有线虫、斑马鱼、果蝇、裸鼹鼠、兔、狗、猴,以及——

咱们亲爱的喵星东谈主。

是的,这种领有巨额“猫猫教”信徒的可儿小动物,还有另一重身份:握证上岗的实验动物。

现时,让咱们了解一些诺奖背后猫猫的故事。

1912年:履历过肾脏移植的猫

猫和诺奖的渊源不错追溯到1912年。

那一年,法国大夫亚历克西斯·卡雷尔(Alexis Carrel)凭借血管三点吻合术和器官移植方面的责任被授予诺贝尔生理学或医学奖。卡雷此自后因为政事信仰受到诟病,但凭借年青时的隆起建树,他照旧被称作“器官移植之父”,和这个名称沿路被说起的还有他在多样动物身上开展的一系列器官移植实验。

对于卡雷尔,流传最广的故事鄙俚是他曾生效将一只狗的两颗肾脏移植到另一只事前作念过肾脏移植的狗身上。其实,他曾经在猫身上生效进行了双肾移植手术,而且,1908年他在猫身上初次生效完成的单肾脏移植手术,证实了单肾移植即可督察肤浅的人命行径。

履历过肾脏移植手术的猫,这是它术后21天时的姿色,拍摄时它正在看一派肉丨参考文件[1]

翻阅卡雷尔发表于1906-1908年期间的论文,能看到巨额对于猫的肾脏移植手术的记载:

实验9.—— 1907年10月14日

准备宿主:灰白的母猫,住在实验室中数月;年青且肉体很好。

10月1日,检查尿液——呈黄色、澄澈景象,密度 1.039,尿素 5.9克每毫升,莫得白卵白。像过去一样掀开腹部和内脏。肠谈由用消毒且涂有凡士林的日本丝质毛巾保护。双肾的剖解和摘除:结扎卵巢静脉、下肾上静脉和两个主动脉侧枝。

……

10月15日 猫有少许病容,喝水,在它的笼子里走来走去。从昨天地午四点到现时唯有25毫升的尿液,深黄色,有少许血和白卵白,密度 1.051。

10月16日 猫有好转,喝牛奶并吃了少许肉,尿量16毫升。

10月17日 景象很好,喝牛奶,吃了肉。

10月18日 同上

10月21日 猫如故十足收复,和术前一样是只肤浅的猫。

……

11月7日 猫有点抑郁,在它的笼子里走来走去。

11月14日 早上猫看起来很好,然则晚上它看上去病了,它的鼻子里发出声息,拒却吃饭。

11月18日 猫很糜烂

11月19日 下昼少许逝世。

收货于卡雷尔解说了“切除双肾后,仅靠移植单侧肾脏就不错挽回人命”,东谈主们意志到,捐献者只需捐献一半的肾脏便不错挽回人命,这也为自后的活体肾脏移植埋下了伏笔。

在随后的几十年中,跟着技艺的发展,终于在 1954年,好意思国哈佛大学的约翰·梅里尔(John P. Merrill)和戴维·休姆(David Hume)大夫生效进行了东谈主类历史上第一次活体器官移植,将同卵双胞胎弟弟的一侧肾脏,生效捐献给了他患有尿毒症的哥哥,就这么,哥哥的人命多延续了八年,而且失去了一侧肾脏的弟弟也坦然活到了79岁。

对那时的东谈主来说,尿毒症是无异于肿瘤的绝症,五年生计率并不高。而活体肾脏移植的生效,无疑给患者带来了生计的但愿。

1932年:猫的课堂

在卡雷尔的猫继承器官移植的归并时期,神经生理学家查尔斯·谢灵顿(Charles S. Sherrington)正在用猫来探索神经反射和施行感知,这些探究让他在1932年摘获了诺贝尔生理学或医学奖。

在牛津大学任教期间,谢灵顿的身边总有猫。他莳植一门哺乳动物联系的课程,课堂里一般有五六只猫作为素质器用,而他的实验室,因为随地可见实验猫,而被学生们称作“猫的课堂”(cat class)。

1898年,谢灵顿发现若是在猫的中脑上、下丘之间横切脑干,猫会出现僵硬的景象,比如头尾昂起、脊柱挺硬、动作伸直。这种气候叫作念去大脑僵直(decerebrate rigidity),是因为伸肌(又称为抗重力肌,当它放松时不错使动作或肉体其他部分伸直的肌肉)过度病笃导致的。在此基础上,谢灵顿发现了牵张反射(stretch reflex),也便是肌肉过度病笃的时候出现的反射。

a. 去大脑僵直景象下的猫;b. 在去大脑僵直景象下刺激猫的左前脚;c. 在去大脑僵直景象下刺激猫的左后脚。丨参考文件[3]

猫何如馈遗和“走猫步”也引起了谢灵顿的兴味。1910年,谢灵顿描写了这么一种气候:即便将大脑切除,猫依旧不错馈遗,而况不错作念出法例的轮流步行径作。因此他觉得,动物的馈遗及法例行走是由于下肢着地所产生的嗅觉刺激激发的,嗅觉刺激所触发的“馈遗反射”或“跨步反射”并不需要大脑的参与,而是获胜通过脊髓,这让东谈主们对通顺的了解更进一步。

摘除大脑馈遗的猫丨参考文件[4]

1917年,谢灵顿又把眼神放在了猫的耳廓和其能作念出的反射上,他概述地界说并探究了猫耳的多样反射,包括缩回反射、折叠反射、袪除反射、瘙痒反射以及摇头反射,并解说这些反射不需要大脑的参与。在论文中,他写谈:

“猫的耳廓明锐且生动,能产生许多反射。其中一个我曾在之前的探究中简约提过,我知谈其他东谈主没考虑注过它们,尽管毫无疑问,它们细目被其他不雅察者碰到过。”

谢灵顿论文中手绘的猫耳丨参考文件[5]

同期他还发现,一样不需要大脑参与,猫在靠近狗吠、猫叫和鸟鸣时就不错作念出尾尖控制舞动或毛发开发这些反射。这些对猫耳和摆尾等多种反射步地的探究让东谈主们领路到,神经反射的类型远比思象中要丰富。

1981年:真·戴眼罩的猫

若是要给1981年的诺奖庆典上选择一只祯祥物,猫咪鄙俚是最顺应的,因为那一年的诺贝尔生理学或医学奖授予了两个团队的科学家,而两个团队齐一口同声聘请了用猫来作念实验。他们分辨是发现大脑半球功能特化的罗杰·斯佩里(Roger W. Sperry)以及弄明晰视觉系统中信息科罚的大卫·休伯尔(David H. Hubel)和托斯坦·威泽尔(Torsten N. Wiesel)。

在斯佩里所处的时期,东谈主们如故通过剖解学发现控制脑被一束纤维接续在沿路,这束纤维花式扁平、长约10cm,被定名为“胼胝体”。但那时的东谈主们只知谈“胼胝体”在结构上接续了控制脑,并不知谈它在功能上的具体作用。于是斯佩里思试试堵截胼胝体,来弄明晰它是否能传递大脑两个半球的信息。

他聘请了视觉信号作为大脑需要继承的信息,这么不错很浅易地通过遮住一侧眼睛来结束半侧大脑半球的信号输入。

在发表于1953年的探究中,斯佩里给切开胼胝体的猫戴上遮光眼罩,并教它们分辨方形和圆形。他率先让猫遮住左眼,用右眼学习分辨不同的花式,然后换过来,遮住右眼,让猫用左眼学习分辨十足一样的花式。

成果发现,在大脑之间的信息传递肤浅的情况下,第二次的学习相对于第一次学习内容的强化,因此习得速度则会相对第一次学习突飞大进。但对于堵截了胼胝体的小猫,用右眼学到的学问在第二次左眼的学习依然十足生疏,这评释堵截了胼胝体后,两侧脑半球无法进行信息传递。

被蒙住单眼的猫需要用另一只眼睛分辨的几组不同的花式丨参考文件[6]

阐明胼胝体是大脑两个半球信断交互的桥梁后,斯佩里机敏地觉察到,为了调理癫痫而堵截胼胝体的病东谈主们无疑是进行大脑控制功能探究最佳的实验对象。由此,斯佩里成为了认识神经科学畛域中的领军东谈主物,在脑科学的发展中饰演了不行或缺的变装。

休伯尔和威泽尔一样热衷探究猫的眼睛,这是因为猫的鼻吻较短,与东谈主类扁平的面部结构更为相似,也在作念视觉联系的实验时更容易揣度打算斥逐视域,另外猫的眼眶与头骨大小比拟较大,视觉系统较为完备,便于探究。

在25年的劝诱中,休伯尔和威泽尔股东了对视觉神经机制的探索。他们开发了一套法式,不错测定视觉皮层单个细胞的行径,然后给猫看不同标的与波长的光带,同期用微电极测出视觉神经元的电位变化,来大肆出不同类型的视觉神经元。成果发现,猫的视觉低级皮层中的某些细胞对光的朝向尽头明锐,而另一些细胞则对光的波长明锐。

实验中看光带的猫丨参考文件[7]

另外,他们还通过缝合幼猫的眼皮,探究视觉发育期单眼视觉褫夺对视觉皮层的影响,发现视觉的编码是在出死后才造成的,而且需要一个必要的身分,便是“视觉刺激”。在视觉发育的黄金时分,眼睛只须闭上几天,视觉皮层就会发生长久性的功能变化。由此,他们提议了视觉神经发育的“要道期”(critical period)的倡导。

在这一基础上,自后有了更多的探究解说,不仅是视觉需要发育早期外界信息的刺激,听觉、话语习得以及通顺机能等齐需要。同期,神经发育要道期这一倡导的提议,还为了解和调理儿童白内障和斜睨掀开了新的大门,若是能收拢视觉发育的要道期对儿童进行手术调理和观点修订,不错使好多孩子幸免终生低观点或眼盲。

其实,在科学探究中(不单是是赢得诺奖的探究),对于猫的故事还有好多,一些和东谈主类健康息息联系的探究,比如胰腺和肝脏的生理学探究、乙酰胆碱的发现、抗抑郁药物的研发等等……齐有着猫的身影。

让咱们说:谢谢猫猫!银河电子娱乐