2022年07月16日发布 | 680阅读

科学家故事丨张香桐先生和他的仙人掌精神

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新中国神经科学的奠基人


张香桐(1907-2007),国际著名神经生理学家,新中国神经科学的奠基人之一,国际上公认的树突生理功能研究的先驱者之一,中国针刺麻醉机制研究的主要学术带头人之一,被誉为2000多年来对神经生理科学发展最有贡献的人物之一。


张香桐先生一生热爱党,热爱祖国,热爱科学事业,他治学严谨,淡泊名利,学识渊博,远见卓识,维护科学尊严,反对不正之风,为我国科学事业和教育事业鞠躬尽瘁,做出了卓越贡献。



“我急于想报效国家”


张香桐出生于河北正定县。生活的坎坷没能阻挡张香桐求学的脚步,1933年张香桐从北京大学心理系毕业,一次偶然,张香桐得到了去美国耶鲁大学读书的机会,从此踏上了一段漫长的、寻求神经生理知识的人生之旅。



张香桐去美国耶鲁大学读书的时候,已经35岁了。但是他只用了3年的时间就顺利拿到了博士学位。在其后的13年中,他首次提出树突电位,认为神经细胞的树突在脑的功能中起十分重要的作用,他发现当人体的体温降到22℃-28℃时,树突就失去了作用。他还首先提出了大脑皮层运动区是代表肌肉的论点;而且他深入研究了视觉皮层诱发电位,发现“光强化”现象,被国际著名生理学家称为“张氏效应”。


凭着这些杰出的研究成果,张香桐在国际生理学研究领域为人瞩目,在美国更是颇具名望。


但是,张香桐却一刻也不想在美国停留了,一个振奋人心的消息令他彻夜难眠……


“函告国内解放后之新气象,甚感兴奋,我恨不得能够一步跳回去参加这个新建国运动。我的爱国热情不下于任何人,我的急于想报效国家,为人民服务的热情之高,也不下于任何人。


新中国诞生,远在美国的张香桐归心似箭在一封1950年写给国内亲友的信中,他迫不及待地表达了自己的愿望。


可是,当时美国政府阻扰在美国的中国科学家回国。有的科学家想冲破这条法令,结果,迹象一显露就被警察扣留了。比如著名的钱学森事件。


为了回到祖国,张香桐设计了一条迂回曲折的归国路线。从美国到丹麦哥本哈根,再取道芬兰的赫尔辛基,争取到了去往苏联列宁格勒的签证,最后才从列宁格勒回到中国。


为了避免引起美国政府的怀疑,张香桐的个人用品只带回了一台打字机,一件风雨衣。但是让人惊叹的是,各种先进的电生理实验设备他却带回了6大箱。这些设备有的是利用参加国际学术会议的机会,以需要显示实验结果为理由带出美国的,其他的则是请丹麦的朋友帮助制作的。


1956年,张香桐回国,这一年他已经49岁。尽管年近半百,张香桐却像一个刚刚开始自己事业的年轻人一样,兴奋地投入到新的工作岗位中。


张香桐和他的仙人掌精神


张香桐常自比仙人掌,说他最喜欢的植物就是仙人掌,他毕生最推崇的就是顽强的“仙人掌精神”。



他说,“仙人掌在任何情况下都能生长、开花。它不怕干旱酷热,牢牢扎根在瘠土、砂砾中,坚忍不拔,生机勃勃,不时绽出艳丽芬芳的花蕾来。我认为搞科研工作也好,搞其他任何工作也好,要做出成绩来,就要有这种‘仙人掌精神’。有了这种精神,一个人在任何艰难困苦的条件下,都可以找到他所能做和应该做的工作。


他很赞赏仙人掌科植物的旺盛生命力,他自己也像仙人掌一样,有着顽强的生命力,“有什么条件做什么事”,无论在怎样艰难的条件下,都能开展工作并有所成。


对人类大脑的研究工作,在张香桐回国之前,在中国还是一个非常薄弱的领域,既没有这方面的研究机构,也没有这方面的仪器设备,更没有这方面的专门人才。张香桐回国后,马上着手建立中枢神经系统生理实验室。然而,当时国家解放才六七年,综合国力还不够强大,各方面条件都还很差。要建立这个实验室,研究所在当时的条件下,能做的就是提供几间房子和少量经费,其他的就都得靠张香桐自己想办法。


百业待举,张香桐带领几个青年科研人员,发扬自力更生的精神,利用当时当地一切可以利用的条件,因陋就简、土法上马,自己动手改装了屏蔽室,利用陶瓷盆、黄沙、橡胶、海绵等解决了防震问题……经过两年左右的努力,从屏蔽室到抗震设施,从玻璃微电极拉制器到电解质充灌技术,从微电极电阻抗测量系统到微电极定向操纵系统、微电极推进器……


一桩桩一件件,都自己动手设计制造出来了,建成了国内第一个比较完整的中枢神经系统生理研究室,并且能够在这自建的实验室里开展正常的脑研究工作,从此开创了中国脑研究的天地。


正如他填过的一首咏仙人掌的词:



侬本来自荒漠里,浑不惯锦绣丛,别居画楼东。

烈日严冬历尽,漫天风沙无情。

行若无事,篱下自峥嵘。

满园花开春烂漫,蜂蝶舞,乱哄哄,到处觅芳踪。

待到春残花谢,遍地红瓣飘零,独放异彩,容光照园亭。


“以我一人之痛,可能使天下人无痛,不是很好么?”


上个世纪六十年代,我国已经累计进行了几十万例针刺麻醉手术,但是针刺麻醉到底是一种什么感觉,许多研究人员却很难概括出来,因为他们没有切身的感受。为了取得第一手材料,张香桐做出了一个惊人之举。


1965年5月,张香桐决定进行针刺镇痛机制的研究。为此,当时已年近六旬的神经生理学家张香桐提出,要在自己身体上进行一次模拟的“针刺镇痛下的肺切除手术”,亲身体验了一次针刺镇痛的感觉。


那天张香桐身上足足扎了20多根银针,与进行真的手术时一样,由针灸医生用强手法在他身上捻针。之后很长一段时间,张香桐被针刺过的上、下肢在活动时仍感到酸痛,甚至连打领带、扣扣子都不能自如地完成。 


张香桐的老保姆在一旁心疼地说:“我不明白你为什么去自讨这份儿苦吃?”张香桐却不以为然地笑道:“以一人之痛,可能使天下人无痛,不是很好么?”通过实践与体验,张香桐真切地认识到针刺镇痛是两种不同感觉传入中枢神经系统的相互作用的结果。


张香桐研究团队所取得的揭示针刺镇痛机理的科研成果,引起世界广泛关注,在美国兴起了针灸热,日本、瑞典等国也纷纷邀请他去作报告。张香桐相继被聘为巴拿马麻醉学会名誉会员、比利时皇家医学院外籍院士、国际痛研究协会荣誉会员等。该项科研成果也于1978年、1980年分别荣获全国科技大会奖、中科院科技成果奖一等奖及1980年度美国茨列休尔德奖。


2022年7月9日,吴焕淦教授在由AiBrain神经科学新媒体平台承办的海上科普论坛,也提到了张香桐院士在针刺麻醉领域的杰出贡献:


那么我们这里不得不介绍一下,在针刺麻醉这个过程当中,中国科学院上海市生理生化研究所研究员张香桐,他自己亲身来体验针刺麻醉这个手术,他说的很好,以一人之痛可能使天下人不痛。



所以张香桐院士实实在在的真切的体验了一次针头模拟的手术的全过程。张香桐院士以身试针推动了针麻研究的进一步发展。



这个是张香桐院士他的实验记录。他发现了几个问题,就是针刺20分钟之后,这次麻醉就痛阈和耐痛阈是最高,所以他把针刺诱导期从原来的60分钟缩短为30分钟,同时他又发现了针刺麻醉跟病人的体型有关系,就是交感一致型体质的患者增麻效果好,交感兴奋性的患者针麻药效果差,所以他在这个是麻醉调节病理的情况下,提供了一个基础。


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一生做了1000个动物实验


张香桐曾经说过一段值得回味的话:“作为一个科学工作者,有的时候会转换到另一个地方工作,或者是遇到一些特殊情况,不能在实验室里继续进行既定的工作,怎么办呢?我常常这样想,只要有纸笔和时间,任何地方都可以施展你的能力。可以利用这个机会,去回顾、总结过去的工作,展望未来;也可以在条件允许的情况下,发挥你其他方面的才能。”


他还说过:人,尤其是学人,应当像乌贼那样,不论走到哪里,都要留下一丝墨迹。



这句话张香桐可不是随便说说的,他一生真就是这样走过来的,从来不肯把时间白白浪费。


他几十年如一日孜孜不倦地搞他的生理学科学研究,没有什么事能分散他的精力,即使在文革期间他仍坚持做到这一点,在“牛棚”里还能抓紧时间写科普读物,《癫痫答问》一书就是在“牛棚”里完成的。


有一次他在美国遇车祸只能卧床,卧床期间什么事都不能干,但张先生仍不想浪费时间,他看见床上贴有“朱子家训”,他就设法把它译成英文。


《朱子家训》虽然是格言,不是诗,但对仗工整,具有诗的节律和韵味;而翻译诗是一件难度很大的工作。于是他给自己定了两条要求:一是要体现原文的内涵,有格言的意味;二是要译成押韵的英文短诗,读起来琅琅上口。


比如《朱子家训》中有一条,“宜未雨而绸缪,勿临渴而掘井”,他把它翻译成一首八行的英文小诗:


In periods of drought

Wise birds mend their nest

So when the clouds burst

The snugly may rest;

Never be the fool

Who starts to dig a well in the ground

When he wants a drink of water

And water cann’t be found.


“黎明即起,洒扫庭除,要内外整洁。即昏便息,关锁门户,必亲自检点”,这段话他译为:


Rise up by dawn’s early light;

Clean up put everything right;

Keep the home tidy and clean.

Go to bed early at night;

Check that the doors are looked tight;

Sleep now secure and serene.


这样的翻译句式整齐,用词押韵,也很形象生动。翻译稿完成了,张香桐请犹他大学的沃尔特•伍德伯利教授审阅。这位教授也是神经生理学家,而且文学修养很好,沃尔特•伍德伯利教授看完后,大家赞赏,并稍微做了一些修改。


伤好以后,张香桐回到上海,朋友们看到他翻译的《朱子家训》,都建议找一家出版社出版,以后可以作为一种文化礼品,赠送给外国友人。1993年,《英译朱子家训》由出版社出版,出版后立即受到海内外读者的欢迎,很快就销售一罄。


像张香桐这样一辈子专注于一件事,而不会被任何其他事情所干扰是一般人难以做到的。这也是他能取得很大成绩的重要原因。


对做实验充满兴趣,什么都自己动手做是张香桐最大的特点。


他坚持亲自做实验直到70岁,完成第1000个动物实验时,他宣布不再做了。



他对学生要求很严格,要他们动手,要知其然而且要知其所以然。而一旦当自己不在第一线做实验后,请他去做全国性学术会议的报告时,他说自己已经不做实验了,没有自己的研究结果不适合去报告。

转载自 | 脑科学与智能技术卓越创新中心公众号

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