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2022-12-23 13:10

是大脑欺骗了胃,还是食物不听指挥?

本文来自微信公众号:iSynBio造物(ID:isynbio_zaowu),作者:未央,题图来自:视觉中国


2022年10月,14位科学家因其对社会的卓越贡献获得了诺贝尔奖。从“上帝真的是会掷骰子”的诺贝尔物理学奖,到“子承父业”的诺贝尔生理学或医学奖(该奖得主斯万特·帕博的父亲——苏恩·伯格斯特龙是1982年诺贝尔生理学或医学奖得主),再到颁发的诺贝尔化学奖,实际是在生物领域赢麻了的点击化学和正交化学,每位获奖者都赫赫有名。


但在诺贝尔奖历史上,有些动物比获奖者更加出名。这里不得不提大家耳熟能详的一猫一狗,因为他们非常倒霉:他们的主人一位是“虐猫真神”——薛定谔,一位是“虐狗尊者”——巴甫洛夫。看到这,想必各位看官已经猜到了这两位“神兽”的身份:既死又活的“薛定谔的猫”以及活着还不如死了的“巴甫洛夫的狗”。


1935年在巴甫洛夫的倡议下,在实验医学研究所的花园里,安了一座狗纪念碑,以纪念其对生物科学的无私贡献。


让“巴甫洛夫的狗”闻名于世的人——伊万·彼德罗维奇·巴甫洛夫(俄文:Иван Петрович Павлов;英文:Ivan Petrovich Pavlov,1849—1936)在1904年获得了诺贝尔生理学或医学奖。


在巴甫洛夫对狗进行实验的过程中,他发现了经典条件反射:每当给狗带来食物之前摇响铃铛,狗会很快将铃铛的声音与食物联系起来。当它听到铃铛时就会流口水,尽管这时食物还未出现在它眼前。可能现在听起来这个现象习以为常,但是当巴甫洛夫发现并试着描述它时,它是革命性的。


条件反射是研究动物和人类适应环境机制的线索(如果一个人曾经被蛇咬过,那么他便可能习得对蛇的恐惧),条件反射使客观研究动物和人类的心理活动成为可能。即使社会发展到现在,经典条件反射仍对心理治疗实践和动物行为研究产生着重要影响。


同时经典条件反射的内涵也在不断丰富,逐渐被应用于更多领域。例如,影响身体对精神活性药物的反应、饥饿的调节、学习和记忆的神经基础研究,甚至于某些社会现象中的错误共识效应。


巴甫洛夫条件反射的经典实验,图源:wikipedia


巴甫洛夫出生于莫斯科东南部的梁赞,他的父亲是一名东正教牧师。作为一名牧师的儿子,“根正苗红”的巴甫洛夫理应为东正教的宗教事业添砖加瓦,但由于他受到1860年代俄罗斯文学批评家德米特里·伊万诺维奇·皮萨列夫和俄罗斯生理学之父伊万·米哈洛维奇·谢切诺夫所传播的进步思想的启发,果断放弃了宗教事业,投身于科学研究。


1870年,他就读于圣彼得堡大学物理与数学系学习自然科学。1891年,巴甫洛夫应邀到圣彼得堡实验医学研究所组织和指导生理学系,在他领导的45年时间(直到他死去)里,该研究所是当时世界上最重要的生理研究中心之一。


其实一开始巴甫洛夫研究条件反射的实验对象不是狗,而是他的亲弟弟——尼古拉·巴甫洛夫。这听起来啼笑皆非的故事,源自于巴甫洛夫一家的一次家庭聚餐。


当时巴甫洛夫正在谈论他的研究计划时,他的母亲突然打断了他。


“你为什么用狗而不是你的兄弟?他也能流口水。”她说。


“妈妈,我知道我在做什么。”巴甫洛夫说。


“你正在做的是将一份本应属于你兄弟的工作,但你却交给一条你甚至不认识的狗(当时的尼古拉处于失业状态)。”


巴甫洛夫恳求地看着他的父亲,但与巴甫洛夫夫人一起生活了几十年的老头子,只露出了一种熟悉又无奈的表情,“这将是你们男孩共度时光的好方法。”


这时一旁的尼古拉·巴甫洛夫说:“你们好像在尝试一种很新的东西?”


显然这个实验注定不会顺利,一开始尼古拉要求他的兄弟喂他鱼子酱,认为这是唯一让他流口水的食物(巴甫洛夫:我都没吃这么好,你小子只是一个实验组吃这么好?)。经过一番争吵之后,鱼子酱换成面包。


实验的前两天,巴甫洛夫反复给尼古拉送面包,按响铃,等着弟弟流口水。巴甫洛夫在曾经他的日记中夸赞弟弟的“过人之处”:我弟弟是个令人难以置信的讨厌鬼,但他的唾液反射能力非常好


然而,在第三天,实验突然发生了变化,当巴甫洛夫按门铃但拒绝给弟弟面包时,尼古拉并没有流口水,身为战斗民族,不给我吃饭你也别想吃,直接给了他兄弟一记正义的铁拳,将巴甫洛夫送进了医院。


当巴甫洛夫的母亲拜访这位受伤的科学家时,出乎意料地没有表现出任何同情,“你在想什么,按门铃却不给他吃东西?你不知道尼古拉饿的时候有多暴躁”。


尽管巴甫洛夫的条件反射如此出名,但他获得诺贝尔奖的原因却不是因为条件反射,而是因为他对动物消化腺的创造性研究(诺贝尔颁奖词:为了表彰他在消化生理学方面的工作,通过这些工作,有关该学科重要方面的知识得到了转变和扩大)


巴甫洛夫在研究狗的消化腺的生理过程中,偶然发现除了食物之外,送食物的人员或者他的脚步声都会引起狗的唾液分泌,这才有了条件反射的后续。


尽管条件反射没有得到诺贝尔奖的青睐,但是条件反射的重要性也不应被忽略。因为这是人们第一次对于高级神经活动的准确描述和有益探索,这不仅打开了人类研究高级神经活动甚至是脑科学的大门,同时也极大地促进了心理学的发展,以至于我们往往会在评价巴甫洛夫时在“生理学家”后面再加上一个“心理学家”。


人终有一死,英雄也有落幕之时,巴甫洛夫在1936年2月27日死于肺炎。“巴甫洛夫很忙,巴甫洛夫正在死亡”,这是他留给世界的最后一句话。


这位战斗民族的第一位诺贝尔奖获得者,在面对死亡时,是如此的平静,仿佛死亡早已司空见惯,或许他不害怕死亡,只是害怕遗忘,害怕自己的研究被世人遗忘。在死神降临的最后一刻,他甚至还在向助手口述生命在流失之时的细微变化,死亡的体验只有一次,他要留下这宝贵的实验数据。


巴甫洛夫曾说:不要仅仅成为事实的记录者,还要尝试破解它们的起源之谜。巴甫洛夫一生仿佛都在以此为信念奋斗——从消化生理学到条件反射科学,生命的每一刻都与科学相伴左右。


尽管我们可能成不了巴甫洛夫,但是我们也可以像这位战斗民族的英雄一样,在日复一日枯燥的实验中,为了所追寻的起源之谜而奋斗一生,只为了有人能记得我们的研究。


参考文献:

1.https://en.wikipedia.org/wiki/Ivan_Pavlov

2.https://www.newyorker.com/magazine/2004/11/15/pavlovs-brother

3.Tarantola T, Kumaran D, Dayan P, De Martino B. Prior preferences beneficially influence social and non-social learning. Nat Commun. 2017 Oct 10;8(1):817. doi: 10.1038/s41467-017-00826-8. PMID: 29018195; PMCID: PMC5635122.

4.https://web.archive.org/web/20120615154153/http://iemrams.spb.ru:8100/english/dog-monum.htm

5.https://www.bilibili.com/video/BV1ri4y1t7YG/?spm_id_from=333.880.my_history.page.click

6.https://www.nobelprize.org/search/?s=Ivan+Petrovich+Pavlov&nonce=1666095300000

7.https://www.nobelprize.org/all-nobel-prizes-2022/

8.https://www.historytoday.com/archive/death-ivan-pavlov


本文来自微信公众号:iSynBio造物(ID:isynbio_zaowu),作者:未央

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