获得今年诺贝尔生理学或医学奖的研究,解释了我们吃辣时的感受
北京时间今天下午 5 点 30 分,诺贝尔奖委员会总秘书长托马斯·佩尔曼在瑞典斯德哥尔摩卡罗琳医学院宣布,2021 年诺贝尔生理学或医学奖授予 David Julius(戴维·朱利叶斯)和 Ardem Patapoutian(雅顿·帕塔普蒂安),以表彰他们在“发现温度和触觉感受器”方面作出的贡献(“for their discoveries of receptors for temperature and touch”)。
两位获奖者将分享 1000 万瑞典克朗奖金,约合人民币 740 万元(诺奖的单项奖金从去年开始增加了一点,从之前的 900 万瑞典克朗增加到了 1000 万)。
美国生理学家 David Julius 是加利福尼亚大学旧金山分校教授,Ardem Patapoutian 是亚美尼亚裔的分子生物学家和神经学家(1967 年在黎巴嫩贝鲁特出生),他目前供职于加州拉霍亚的斯克里普斯研究所以及霍华德·休斯医学研究所。
去年这一奖项颁给了丙型肝炎病毒的研究,当时业界的观点是这和疫情的大背景有关,而神经科学已经是公认的近几年很高概率将出诺奖的领域,这次的结果不会太让人感到意外(也有一些前期的预测给押中了)。
两位科学家的研究内容简单说就是一些外部刺激是怎样转化成大脑可处理的信号的。比如我们吃火锅时觉得辣,但“辣”严格意义上说并不是一种味觉,而是“热”的感觉加上“灼烧”的痛觉,是高温和辣椒素刺激了一部分神经元,从而让人的身体被感知——这就是 David Julius 研究的内容,后者在 1997 年识别出了感受疼痛的神经元受体分子 TRPV1。
Ardem Patapoutian 的研究是同一个方向(即人类如何感知外部环境刺激),但用了不同角度,他的团队在 2010 年发现了两个可以感知机械压力的离子通道(被分别命名为“PIEZO1”和“PIEZO2”),这两个通道被发现存在于多个感觉神经元和细胞上,这同样对人类的触觉、痛觉等对外感知的原理做出了解释。
两位科学家的研究在多个领域都指向了未来。第一,在解释了人类接收痛感的原理后,我们或许会研发出不会上瘾的止痛药(传统止痛药的上瘾问题曾经是一个严重的社会问题);第二,一些化妆品正在解决的发热发痒等过敏问题也可以用一种全新的方式去解决。
第三或许也是最重要的,机器人、脑机接口等时下的热门领域,以及面向残障人士的义肢研发等多方面都会得益于两位科学家的研究。人类复杂又精准的感知和行动能力一直是机器人研究的难题,一些我们习以为常的简单活动可能是机械手臂无法做到的(比如我们能轻易拿起一个鸡蛋,但现阶段的机械手几乎无法做到,原因是机械手无法准确掌握适合拿起鸡蛋的角度和力度)。
而当了解了人类感受温度和触觉的方式和机制,机械设备真正代替人类的神经系统和身体结构来完成工作,或者帮助残障人士恢复原有的身体机能才有望成为真正的现实。