1981年12月144期上一篇下一篇

#發行日期:1981、12

#期號:0144

#專欄:

#標題:1981年諾貝爾醫學獎得主簡介

#作者:江若愚

:胡伯爾(左)和威舍(右)

:史派利

圖一:大腦的視區及視覺中心,將視徑交叉及胼胝體切斷後,每隻眼睛所見之訊息只傳入一個大腦半球,而正常視區重疊的現象消失。

圖二:人腦的底部,視覺傳遞路徑是由眼睛的視網膜,經側膝狀體傳向大腦的視覺皮質。

 

 

 

 1981年諾貝爾醫學獎得主簡介


今年諾貝爾醫學獎由兩位美國人及一位瑞典人獲得──史派利(R. W. Sperry)獲得一半獎金,另一半由胡伯爾(D.H. Hubel)和威舍(T. N. Wiesel)共同得到,他們在腦的研究上都有偉大的貢獻。

史派利今年68歲,1913年8月20日生於美國康州首府哈特福。1935年畢業於奧伯林學院,在學校時主修英國文學而且是籃球校隊的隊長,後來對心理學發生興趣,結果在奧伯林修了一個心理學碩士學位,1941年又從芝加哥大學獲得動物學博士學位。

從那時起,他在哈佛大學和亞特蘭大的靈長動物生物學約基斯實驗室,把心理學和生物學綜合研究當成了終身的事業。1946∼1952年,他當芝加哥大學解剖學及心理學的助教授及副教授,1952∼1954年成為美國國立衛生實驗院(NIH)發生神經學科的主任。從1954年起,史派利加入加州理工學院的教授陣容,成為心理生物學希克森講座教授,在這裡開始進行他獲得諾貝爾醫學獎的研究。他於1960年被推選為美國國家科學院的院士,1963年當上美國藝術及科學院院士,此外還多次獲得著名的學術獎。

胡伯爾在過去幾年就曾經被提名為諾貝爾醫學獎候選人。他於1926年生於加拿大安大略省,1947年在蒙特利爾的馬基爾大學得理學士,1951年得到醫學博士學位。曾經於蒙特利爾神經研究院、美國的約翰霍浦金斯大學及華特利陸軍研究院工作,之後他於1959年進入哈佛大學醫學院神經生理及神經藥理系任副教授。

胡伯爾在1953年入美國籍,1965年正式成為哈佛大學生理學教授,而且從1968年起一直擔任喬治佩可貝利講座教授。他與第三位得主威舍,於1950年代後期同在約翰霍浦金斯大學作博士後研究時,兩人就合作研究而分不開了。1959年他們一起去哈佛的一個新系──神經生物學系當教授。

當年帶他們進哈佛的哈佛醫學院院長貝利(G. P. Berry)回憶說:「我記得這兩位年輕的科學家,他們在一起合作了許多年,像雙胞胎一樣。」

威舍今年57歲,他認為研究工作充滿了樂趣,不希望因獲獎而妨礙了研究,但是他說:「榮譽總是可愛的,而金錢也很可愛。」

威舍於1924年7月3日出生於瑞典的烏普沙拉,雖然從1950年中期起就在美國工作,他仍然保留了瑞典籍。他在斯德哥爾摩的卡洛林斯卡研究院獲得醫學博士學位,在研究院當了一年生理學講師之後,1955年到美國約翰霍浦金斯大學作博士後研究,在那裡遇見了胡伯爾。

威舍是美國藝術與科學院的院士,也獲有許多學術獎。他平日熱衷於網球,連哈佛醫學院為他舉行的記者會都遲到了,事後透露,這場球以6比4輸了。他目前是神經生物學羅伯威斯洛普講座教授。

史派利獲獎的原因是因為他揭開了人類兩個大腦半球的秘密,證明它們都已經高度特化,而且右腦也可以執行許多高等機能。

大部分人左腦半球控制右半邊身體的活動,與人類的語言能力有關,而右腦半球控制左半邊身體的活動,與情緒、空間關係及對藝術、音樂的鑑賞有關。而史派利發現這藝術性的、非語言性的右腦,比起具分析性的、數學性的左腦要古板些、膽小些。

史派利早年是用蟾蜍、蠑螈和魚來研究視神經的再生問題,這些動物的視神經都能再生,而且會長回至腦原來的部位,而恢復視覺。後來他作了許多有關大腦半球分化的前驅性研究工作。如果將大腦半球中間的連接物(稱為胼胝體)的一大束神經纖維切除,可以改善癲癇病人的病況,但與正常人便不相同了。史派利就是研究這些所謂「裂腦」(split-brain)病人,證明了左右大腦功能不一樣。他讓病人左眼看一個錢的圖形,右眼看一個問號,然後請病人用右手矇住右眼,把左眼看到的東西用左手拿來。這個病人很快地就把錢的圖形拿到手,然而問病人你看到的是什麼?這病人卻馬上回答說是問號,因此可知左手與左眼為右腦所管制,而語言通常是左腦的功能之一,進入左腦的訊息是右眼所看到的東西(見圖一)。

史派利近來喜歡談論意識問題,他漸漸脫離生物學而轉向形而上學了,目前的研究著重於兩邊大腦對情緒及社會價值反應之不同。他表示,當他把有關價值與行為的圖畫拿給學童看了以後,他們的兩邊大腦有不同的反應。

胡伯爾和威舍的研究主要是有關腦子處理視覺訊息的方式,他們以猴子和貓作實驗動物,來尋找腦子視覺皮質內個別細胞的特殊機能(見圖二)。

他們利用非常尖細的電極(微電極)來記錄貓和猴子在視覺途徑上單一細胞對刺激所生的反應。記錄單一細胞的反應是一件很困難的工作,需要精確、靈敏,甚至還要靠一點運氣。他們還展示過一部精巧複雜的資料處理機,可將資料加以分類。

胡伯爾和威舍的研究發現,神經細胞因所執行機能的複雜性可分成三類:如「簡單」、「複雜」及「超複雜」細胞,這些神經細胞可以將由眼睛所接收光線的形式、明暗度及色彩轉換成腦子所覺察的圖形,這種過程要比從前所想像的複雜得多。神經節細胞將訊息以一種光點的形式傳送至一中途站稱為側膝狀體(lateral geniculate body),由這裡再以相同的方式把訊息傳遞至大腦視覺皮質。

由醫學觀點看,他們最大的成就在於探討視覺系統在幼小動物腦子的發育方式。他們發現視神經的連接在出生時就有了,但最初幾個星期反應並不精確。這結果與其他科學家所認為的,視神經是在動物出生以後才開始連接發育不同;因此,如果一隻小貓或小猴子在出生以後頭幾個星期內之一段「決定期」中,未能經歷所有的視覺刺激,則牠們的視覺就會產生嚴重的異常情況。

這個事實似乎說明,要想一個嬰兒視覺發育正常,在他視線以內的東西必須儘可能地有趣,以吸引他注意。同時如果嬰兒生下來就斜視或有其他視覺缺憾,要儘快矯正。

胡伯爾和威舍現在已經不再合作了,胡伯爾仍然對腦的電生理學及自動放射照相術感興趣,而威舍著重於研究視覺系統細胞間的化學傳遞物。史派利身體不好,年歲也大,差點失去得獎的榮譽,因為諾貝爾獎祇頒給還活著的人,而且通常得獎人的研究工作發表幾十年後,其價值才被肯定,因此諾貝爾獎的候選人總是跟時間在賽跑。願科月讀者作研究不但要鍥而不捨、有毅力,而且身體要健康、壽命要長才好。

 

 

 
   

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