解释：诺贝尔破译触摸科学

David Julius 和 Ardem Patapoutian 确定了触摸检测器与神经系统通信的机制。他们的研究对医学有什么影响？

美国科学家 David Julius（左）和 Ardem Patapoutian。

人类感知和体验周围世界的五种感官是众所周知的。几十年来，我们对光、声音、气味和味觉的感知和反应的人体内部机制已经得到了很好的理解。关于我们如何通过触觉感知的理解——对热或冷、挤压或紧张或身体疼痛的感觉——长期以来一直困扰着科学家。

直到在美国独立工作的 David Julius 和 Ardem Patapoutian 在 1990 年代末和 2000 年代初做出了一系列发现，以弄清楚我们身体中的触摸检测器以及它们与神经系统通信以识别和响应的机制到一个特定的触摸。周一，66 岁的 Julius 和 54 岁的 Patapoutian 因其开创性的研究而被宣布为 2021 年诺贝尔生理学奖的联合获得者。

生理学诺贝尔奖是第一个被宣布的科学奖。诺贝尔物理学奖将于周二揭晓，化学奖将在一天后揭晓。

传感器

Julius 和 Patapoutian 被授予奖项 发现温度和触觉感受器 .简而言之，他们发现了人体中的分子传感器，它们对热和机械压力敏感，使我们感到冷热，或尖锐物体在我们皮肤上的触感。

人工传感器在当今世界很熟悉。温度计是一种非常常见的温度传感器。在房间里，即使暴露在高温下，桌子或床也无法感知温度变化，但温度计可以。同样，在人体中，所有分子在暴露于热量时都不会感觉到热量。只有非常特定的蛋白质才会这样做，它们的工作是将这个信号传递到神经系统，然后触发适当的反应。科学家们知道这种传感器一定存在，但直到朱利叶斯发现第一个热受体后才能够识别它们。

这是一个非常基本的发现。 Julius 在 1990 年代后期对热受体的鉴定是通过对数百个基因对温度的敏感性进行的非常繁琐的审查。今天，我们拥有非常高效的计算机和模型，可以减少工作量并加快流程，但在那个年代，需要进行大量艰苦的研究。第一个发现导致了其他几种受体的鉴定。就像有对热敏感的感受器一样，还有其他感受器可以感知寒冷。还有一些，可以感觉到压力。马内萨尔国家脑研究中心的神经科学家 Dipanjan Roy 说，我们现在知道其中的几个。

机制

人类感知热、冷和压力的能力与我们熟悉的许多探测器的工作方式没有太大区别。例如，烟雾探测器会在感测到烟雾超过某个阈值时发出警报。同样，当热或冷的东西接触身体时，热感受器使某些特定化学物质（如钙离子）能够通过神经细胞膜。这就像一扇根据非常具体的要求而打开的大门。化学物质进入细胞后会引起电压的微小变化，神经系统会接收到这种变化。

有一系列受体对不同的温度范围敏感。当有更多热量时，更多通道打开以允许离子流动，并且大脑能够感知更高的温度。浦那印度科学教育与研究研究所的神经科学家奥纳布·高斯 (Aurnab Ghose) 说，当我们接触极冷的东西时，也会发生类似的事情。

Ghose 说，这些受体不仅对外部触摸敏感，而且还可以检测身体内部的温度或压力变化。

诺贝尔生理学或医学奖

例如，当我们的体温偏离最佳水平时，就会产生反应。身体努力恢复到最佳或核心温度。他说，这只是因为热受体能够感知温度的变化，而神经系统试图恢复这种变化。

但这还不是全部。例如，当我们的膀胱充满时，膀胱内的压力就会增加。这种压力变化由压力感受器感知并传递到神经系统，从而产生这种缓解自己的冲动。以类似的方式感知血压的变化，并开始采取补救措施……这就是为什么这些受体的发现对于我们了解我们的身体如何运作如此重要，Ghose 说。

治疗意义

生理学上的突破通常会提高对抗疾病和紊乱的能力。这个没什么不同。正如认知神经科学博士 Sneha Shashidhara 指出的那样，这些受体的鉴定开启了调节其功能的可能性。例如，有让我们感到疼痛的感受器。如果这些受体能够被抑制，或者变得不那么有效，那么这个人就不会感到疼痛了。

慢性疼痛存在于许多疾病和障碍中。早些时候，疼痛的体验是个谜。但随着我们对这些受体的了解越来越多，我们有可能获得以最小化疼痛的方式调节它们的能力，她说。

高斯说，事实上，这方面的研究已经在进行中。他说，下一代止痛药可能会以这种方式发挥作用，并补充说还有其他几种治疗意义，包括可能对治疗癌症或糖尿病等疾病有用的干预措施。

通讯|单击以在收件箱中获取当天最佳解说员

和你的朋友分享: