一條魷魚(yú)，是怎樣建立實(shí)驗(yàn)室、解救博士生、獲得諾貝爾的

爆炒魷魚(yú)花、碳烤魷魚(yú)、轟炸大魷魚(yú)，烹飪?cè)鯓幼龆己芎贸缘聂滛~(yú)時(shí)也許你會(huì)注意到，剖開(kāi)它們?nèi)彳浀纳眢w后能發(fā)現(xiàn)兩條細(xì)細(xì)的纖維狀物，這就是魷魚(yú)的巨大神經(jīng)軸突，神經(jīng)科學(xué)史上的大功臣。

在20世紀(jì)初期，研究神經(jīng)系統(tǒng)的電生理學(xué)家們苦惱于找不到合適的實(shí)驗(yàn)材料來(lái)測(cè)試神經(jīng)細(xì)胞的信息傳遞方式：神經(jīng)系統(tǒng)太復(fù)雜，脊髓那樣的神經(jīng)束也難以分離成單根，而神經(jīng)通常都是μm級(jí)別的，在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下根本無(wú)法插入電極。而針對(duì)動(dòng)作電位的實(shí)驗(yàn)更是需要放入兩根電極，以便抵消細(xì)胞膜上的兩個(gè)分子開(kāi)關(guān)開(kāi)啟產(chǎn)生的電流影響。研究一度陷入困境。

好在觸手怪魷魚(yú)解救了他們。

20世紀(jì)30年代英國(guó)動(dòng)物學(xué)家John Young發(fā)現(xiàn)了魷魚(yú)的巨大神經(jīng)軸突。魷魚(yú)是大海中最快的游泳健將之一，貫穿全身的巨大神經(jīng)會(huì)觸發(fā)肌肉反應(yīng)，將自身向前推。它們的巨大神經(jīng)軸突直徑有1mm之粗，肉眼可見(jiàn)。雖然聽(tīng)上去仍然很細(xì)，但是和通常的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物神經(jīng)已經(jīng)有了50~1000倍的差距，已經(jīng)足以放入兩根細(xì)電極做動(dòng)作電位實(shí)驗(yàn)了。

魷魚(yú)個(gè)體(右圖)和魷魚(yú)的巨大軸突示意圖(左圖)。原圖來(lái)源：mun.ca/biology/

幸福來(lái)的太突然，一時(shí)間所有的相關(guān)研究者都開(kāi)始用魷魚(yú)做實(shí)驗(yàn)。來(lái)自英格蘭的兩位科學(xué)家艾倫·勞埃德·霍奇金(A.Hodgkin)和安德魯·赫胥黎(A.Huxley)在此基礎(chǔ)上總結(jié)出了有名的Hodgkin-Huxley模型，并因此獲得了1963年的諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

Hodgkin甚至開(kāi)玩笑表示，他們的諾貝爾獎(jiǎng)應(yīng)該頒給魷魚(yú)。

英國(guó)科學(xué)家艾倫·勞埃德·霍奇金(左)和安德魯·赫胥黎(右)，神經(jīng)電生理學(xué)的奠基人。圖片來(lái)源：維基百科

而在這之中，一種產(chǎn)于智利的美洲大赤魷(Dosidicus gigas)甚至以一己之力催生了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的誕生。

美洲大赤魷 圖片來(lái)源：wodumedia.com

這種魷魚(yú)長(zhǎng)達(dá)1.5米，重達(dá)40~50千克，它的巨大神經(jīng)軸突有一根意面那么粗(我知道意面有很多種啦，這里指的是最常見(jiàn)的那種)，在測(cè)量鉀離子信道等方面有遠(yuǎn)超其他魷魚(yú)的表現(xiàn)。由于無(wú)法有效保證運(yùn)輸時(shí)魷魚(yú)的鮮度，身靠魷魚(yú)產(chǎn)地對(duì)實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)，這也讓位于智利的蒙特馬爾實(shí)驗(yàn)室成為了當(dāng)時(shí)世界上一流的電生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

但是僅僅過(guò)了十年，可能由于厄爾尼諾與海洋酸化的影響，1970年夏天，漁民就很難捕捉到美洲大赤魷了。這種魷魚(yú)神秘消失于智利海域之后，科學(xué)家們紛紛離開(kāi)了智利，實(shí)驗(yàn)室也隨之衰落。

如今早已衰落的Montemar實(shí)驗(yàn)室。2006年，Science上甚至刊登了一封呼吁“請(qǐng)不要賣(mài)掉我們的實(shí)驗(yàn)室”的來(lái)信，以阻止它被推倒改建成旅游公寓。

在那之后，雖然70年代末膜片鉗技術(shù)的發(fā)明降低了對(duì)實(shí)驗(yàn)神經(jīng)粗細(xì)的要求，不過(guò)美洲大赤魷在測(cè)量鉀離子信道等方面仍然有遠(yuǎn)超其他魷魚(yú)的表現(xiàn)。在2008年美洲大赤魷重新在北加州被發(fā)現(xiàn)后，科學(xué)家們又燃起了希望——他們想要復(fù)興當(dāng)年輝煌一時(shí)的實(shí)驗(yàn)室。

如果沒(méi)有美洲大赤魷的話(huà)，神經(jīng)系統(tǒng)的研究會(huì)不會(huì)變緩呢?反正如果那樣的話(huà)，這個(gè)領(lǐng)域里的博士生們大概會(huì)更加難以畢業(yè)了吧：)