我们是如何疼痛的?

2021年10月4日,诺贝尔奖委员会宣布,本年度的生理学或医学奖,授予美国科学家大卫·朱利叶斯和阿德姆·帕塔普蒂安,因为他们“发现了感知温度和触觉的受体”。

如何感知环境,是人类面临的巨大谜团,几千年来,激发着人类的好奇心。

早在20世纪上半叶,约瑟夫·厄兰格和赫伯特·加塞尔就曾发现,不同类型的感觉神经纤维,对疼痛和非疼痛触碰做出不同的反应,两人在1944年获得了诺贝尔生理学或医学奖。

至此,我们知道,神经细胞检测和传递刺激时,是高度专业化的,也因此,我们具备更细微的感知能力,有愉悦的温暖,也有痛苦的寒冷,有刺痛的锐利,也有令人舒适的柔软。就连购买电子产品时,人类也会追求握持手感的细微差别。

随着视觉、嗅觉问题先后攻破,并获得了诺贝尔奖,科学家们意识到了感官世界的最后堡垒:温度和机械刺激在神经系统中如何转换、传导?而这个问题背后,牵连着一个前沿的科学问题:疼痛感觉的分子基础是什么?

这时候,我们必然遇到一个终极命题:我们如何面对并解决人类的疼痛。

大卫·朱利叶斯是在超市里下定决心的。

上世纪90年代初的某一天,他走进一家超市,望着货架上的辣椒和辣椒酱,陷入思考。同是科学家的妻子问他,你在做什么呢?

多年后,朱利叶斯回忆道,他那时陷入了沮丧,需要好好想想如何解决这个问题。妻子告诉他,别胡思乱想了,为什么不开始行动?

对于朱利叶斯来说,辣椒素是一座圣杯,有一种神话般的光芒。揭开这个谜团,就意味着踏进了疼痛研究这一复杂领域的大门。

几十年来,科学家们一直在捣鼓辣椒素,希望借此研究疼痛的秘密。但人们对它如何触发痛觉知之甚少。

早在上世纪70年代,匈牙利塞格德大学生理学系的加博尔·杨佐教授就证实,辣椒素可以钝化人体的痛觉。但分子层面的工作原理是什么,一直是个谜。

彼时,朱利叶斯还是个“很平庸的大学生”。1974年,他意外被麻省理工学院录取,那里都是聪明人,化学课上,他根本听不懂教授在说什么,为此惊慌失措。不过他很快发现,同学们也不懂。

但他还是坚定了生物学的道路。他进入加州大学伯克利分校学习研究生课程,研究荷尔蒙信号。1984年,他获得了博士学位,在加州大学旧金山分校工作至今。

作为成长于嬉皮时代的婴儿潮一代,朱利叶斯对致幻蘑菇和LSD感兴趣,博士后期间,他钻研5-羟色胺受体,也被认为是致幻剂的受体。5-羟色胺也叫血清素,一种参与调节情绪的神经递质。过去,没人能确定这些受体的基因。好在,80年代,基因技术迎头赶上,他成功克隆了5-羟色胺的多种受体,解开了幻觉如何传递的秘密。值得一提的是,5-羟色胺的研究推动了抗抑郁药的开发。

朱利叶斯意识到,感官系统是一座金矿。它决定了我们看待世界的方式,我们看到的颜色、闻到的味道,只是分子探测器的一种产物。自然而然,他把兴趣点转到了辣椒素背后关于疼痛的奥秘。

这个项目最初是一条盲道。人类嗅觉和视觉的原理已经被揭开,但疼痛、触觉不一样,不是来自身体的孤立部分,它们遍及全身,科学家们甚至不知道要寻找什么分子,这成了感觉系统最后一块未被攻破的领地。

最大的障碍也在这里。朱利叶斯团队梳理了感觉神经元中不同蛋白质的数百万基因库,他们相信,某个DNA片段,可以编码一种对辣椒素做出反应的蛋白质。但实际工作简直像大海捞针一样,长达数年的寻觅中,同行们甚至质疑,也许根本不存在一个具体的受体。