查尔斯·斯科特·谢灵顿

曾任牛津大学生理学教授

查尔斯·斯科特·谢灵顿爵士,OM,GBE,FRS,FRCP,FRCS(Sir Charles Scott Sherrington,1857年11月27日-1952年3月4日), 英国 神经 生理学 家,对生理学、 神经系统 科学、 组织学 、 细菌学 和 病理学 方面有重大贡献。谢灵顿创造了“突触”一词,定义了 神经元 之间的连接,并在其著作《神经系统的整合作用》中综合了这些工作。

人物经历

查尔斯·斯科特·谢灵顿(Charles Scott Sherrington)于1857年11月27日出生于 大伦敦 北部的 伊斯灵顿 。然而,关于他的早年和家庭背景存在一些争议。卡勒布·罗斯是一位备受尊敬的外科医生,对谢灵顿的教育和成长有着重要影响。谢灵顿在 伊普斯威奇 学校接受教育,并受到了 英国 诗人托马斯·阿什的影响。

1876年,Sherrington进入伦敦圣托马斯医院习医,并在1878年通过皇家外科学院的初级考试,翌年又通过该学院的特别研究生的初级考试。

在 爱丁堡 作短暂逗留后,他于1879年前往 剑桥大学 ,在Michael Foster先生的指导下学习 生理学 ,并于1880年进入剑桥大学的冈维尔和凯厄斯(Gonville and Caius)学院。

1881年,Sherrington参加了在伦敦召开的第七届 国际医学 大会,在会上,Michael Foster先生就Charles Bell等人对神经功能的实验研究进行了讨论,由 斯特拉斯堡大学 的David Ferrier和Friedrich Leopold Goltz所做的关于切除狗和猴的部分大脑皮层所产生的影响在会上产生了分歧意见,激起了广泛的兴趣。

后来,在 英国 和 欧洲 几乎所有大学都开展了这方面的研究。随后,Sherrington和John Newport Langley在 剑桥大学 也对这个问题进行了大量研究,并在1884年他们发表了一篇关于这一方面的研究论文,从此确定了Sherrington为探索 神经系统 奥秘而献身的志向。

1883年,谢灵顿成为剑桥大学George Humphrey教授领导下的 解剖学 讲师,在1883-1884年冬学期,他又在圣托马斯医院讲授 组织学 。

1884年,Sherrington成为英国皇家外科医师学会会员(M.R.C.S.);1884~1885年冬季,Sherrington去 斯特拉斯堡大学 在Goltz的指导下工作和学习;1885年,他在 剑桥大学 第一等级 自然科学 荣誉学位 考试中成绩斐然;并发表了一篇关于Goltz在狗模型上所做的研究论文;同一年中他在 剑桥 还获得医学士(M.B.)学位;1886年他获得了 英国 皇家医师资格(L.R.C.P.)。

1885年,Sherrington作为一个医学研究协会委员会成员去 西班牙 调查 霍乱 的爆发;1886年又到 意大利 威尼斯 地区进行同样的调查,然后将获得的材料带到 柏林 ,在病理学家Rudolf Ludwig Karl Virchow的指导下进行工作。后来Virchow将他介绍到Robert Koch那里进行6个星期的学习,而Sherrington却留下来与Koch做了一年的 细菌学 研究。

1887年,他被任命为伦敦圣托马斯医院的系统生理学讲师,也被选为 剑桥大学 冈维尔和凯厄斯学院的研究成员。

1891年,他被任命为Victor Horsley先生的继任者,伦敦布朗高级生理学和病理生理学研究学院的教授和主管。

1895年,他成为 利物浦大学 的 生理学 教授。

当早年在剑桥大学时,Sherrington曾受到 英国 生理学家Walter Holbrook Gaskell和 西班牙 神经科学家Santiago Ramón y Cajal的很大影响,Sherrington在访问西班牙时曾与Cajal会过面,自此开始研究 脊髓 。

到1891年,他的研究目标转向脊髓反射,这个问题在当时是个热门研究课题。Sherrington对这个课题发表了一些论文,并在1892~1894年期间,也发表了一些对支配肌肉的传出神经的论文。

1893~1897年间,他研究了皮肤 感受野 的节段性分布并有重要发现,那就是支配肌肉的神经束中有1/3是传出纤维,其余的为运动纤维。

利物浦大学 在利物浦大学,他回到他早先研究的课题,即对拮抗肌的神经支配的研究,并发现反射抑制在拮抗肌中起重要的作用。此外,他还研究了脑和 脊髓 之间的联系——锥体束。

在此期间, 美国 外科医生Harvey Cushing( 库欣综合征 的发现者)拜访了他,那时Harvey Cushing还是个年轻人,Sherrington和他共事了8个月时间。

1906年,Sherrington出版了他的不朽著作《神经系统的整合作用》。

1913年,他被聘请为 牛津大学 生理学 教授,在牛津大学,他一直逗留到1936年退休。在这里他写下了经典的《哺乳动物生理学:实习教程》,该教程于1919年出版,是他为学生而写的,也是他在牛津大学用作教材来教他的学生的。也是在这里他获得了1932年 诺贝尔生理学或医学奖 。

Sherrington在1893年当选为伦敦皇家学会院士。1920年代初,他曾担任皇家学会会长。1905年被授予皇家勋章(Royal Medal),1927年授予考泊莱勋章(Copley Metal),1922年给予他 大英帝国 骑士 大铁十字勋章 (the Knight Grand Cross of the Order of the British Empire)和1924年授予 功绩勋章 (Order of Merit)。

他拥有的名誉博士学位的大学有 牛津大学 、 伦敦大学 、 谢菲尔德大学 、 伯明翰大学 、 曼彻斯特大学 、 利物浦大学 、 威尔士大学 、 爱丁堡大学 、 格拉斯哥大学 、 巴黎大学 、 斯特拉斯堡大学 、 天主教鲁汶大学 、 乌普萨拉大学 、 里昂大学 、 布达佩斯 大学、 雅典大学 、 法语布鲁塞尔自由大学 、 伯尔尼大学 、 多伦多大学 、 蒙特利尔大学 和 哈佛大学 。

Sherrington在他晚年时仍然思想敏锐。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岁。

主要成就

Sherrington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。

Sherrington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 肌萎缩侧索硬化 称为运动传出的最后公路(final common 神经通路 ),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、 腱膜 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。Sherrington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 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,Sherrington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 肌萎缩侧索硬化 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。

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,Sherrington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。 哺乳纲 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,Sherrington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、 腱膜 、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,Sherrington把它称为适宜刺激(adequate stimulus)。

获得荣誉

由于Sherrington在 神经系统 研究工作中的杰出成就,他与埃德加·阿德里安(Edgar Douglas Adrian)共享1932年 诺贝尔生理学或医学奖 。他们的研究奠定了许多当代 神经科学 的基础,包括 脊髓 反射作为涉及连接 神经元 的系统的概念(“神经元学说”),以及神经元之间信号传递的增强或减弱方式。

外部链接