本文轉自科研圈
美麗的大腦
撰文 SHARON BEGLEY
編譯 卓思琪
審校 嚴冰
COURTESY INSTITUTO CAJAL（圖1）
圖1，1934年 圖中描繪了腦幹內聽覺系統的一部分。Cajal 用黑色粗線條代表軸突，突出它們的絕緣特性，這也是 Cajal 提出的“神經元學說”的要點。
“如果沒有從事科學行業，你會去幹什麼？”
當你向科學家拋出這個問題的時候，大概會得到兩種反應：
“這……”
“我曾經也是身不由己……”
諾獎得主 Santiago Ramón y Cajal 的反應很有可能屬於後者。Cajal 是一名神經解剖學家，生於1852年，逝於1934年。因為對神經系統結構的認識做出了傑出貢獻，於1906年被授予諾貝爾生理或醫學獎。
如果 Cajal 的父親沒有堅持讓他進入醫學院，Cajal 可能會成為一名藝術家。
Cajal 將他在顯微鏡下詳細觀察的神經細胞繪製出來，以細緻的鉛筆筆觸和條理清晰的墨跡線條描繪了大腦內部的結構，作為他科學研究的重要組成部分。MIT 博物館週四（5月3日）的展覽開幕中展示了部分作品。19世紀的解剖學教科書曾經相信，這些讓人能夠思考、感受和運動的神經元是連成一束的，而 Cajal 認為，神經元是獨立的、一個個的細胞。
“這就是 Cajal 的‘神經元學說’。”明尼蘇達大學（University of Minnesota）的神經生物學家 Eric Newman 解釋道。
在兩位同事的協助下，Newman 在韋斯曼藝術博物館（Weisman Art Museum）發起了名為“美麗的大腦：Santiago Ramón y Cajal 繪筆下的神經元”的巡迴展覽。你看，Cajal 那米羅風格的繪圖彷彿在向世界講述“神經元學說”：神經信號沿神經元的軸突向下傳遞，進入下一個神經元的樹突，通過細胞體，再沿軸突傳出，進入迴路中的下一個神經元。
神經元-神經元之間的信號傳遞發生在細胞間的間隙處，也就是說，這種複雜精巧之極的結構之間的信號傳遞，竟然是“隔空”發生的！
“神經元之間看上去連續的連接部位，實際上卻存在空隙”，Newman 說道：“到了19世紀90年代，Cajal 的神經元學說已經被大多數學者認可”——部分歸功於 Cajal 的繪圖。
19世紀後半葉，生物科學的中心在德國，而不是Cajal所處的西班牙，因此 Cajal 當時的工作可以說孤立無援，他甚至將論文發表在自己創建的期刊上——像是老套故事中那些不得志的藝術家。
但這可能“讓 Cajal 不受主流觀點的影響，用不帶偏見的眼光來思考所有人都能觀察到的現象。”——某神經學家如是寫道。
Cajal 繪製了約2900張科學繪圖。從“美麗的大腦”展出的80張來看，他的眼光絕不僅僅是“不帶偏見”可以形容的。他洞悉了大腦最深處的隱秘，其清晰程度是科學發展多年所不能及的。
圖2Cajal 最出名的這幅繪畫，不僅以其形似禿樹枝的美感而聞名，還因其囊括了神經元學說的觀念而為人稱道。圖中描繪了一個簡單的錐體細胞——大腦中最大的細胞。它長長的直指向下的軸突，鬍鬚般的從相鄰神經元接受信號的樹突，以及煢煢獨立的形象，都是對“神經元是獨立實體”這一發現的經典描繪。
COURTESY INSTITUTO CAJAL（圖3）
圖3，1890年 圖中是腦膜內的腫瘤細胞。幾乎所有人都會聯想到梵高的《星月夜》。這種旋渦樣結構正好是該類細胞的特徵。
COURTESY INSTITUTO CAJAL（圖4）
圖4，1914年任何一份的大腦樣本的腦幹區域（貓的）都不會包含如此多樣的受損的浦肯野神經元（Purkinje neurons）類型，但 Cajal 將它們展示在同一幅圖中，以展示細胞退化的次序。細胞中心的空白區域是胞液，在受損細胞接近死亡的時候會變得越來越大。不過，腦細胞不可能是圖中的企鵝形狀。這大概源於 Cajal 頑皮的想象力，他從正在死亡的細胞中看到一隻鳥的形象，以藝術家的筆觸為嚴謹的科學繪圖添彩。
SANTIAGO RAMÓN Y CAJAL（圖5）
圖5，1876年Cajal 選擇用畫筆繪製腦內世界，因為他覺得相比當時的攝影技術，繪畫更能準確、完整地捕獲信息。有趣的是他本人就是個攝影大師，從這張自拍便可看出。
COURTESY INSTITUTO CAJAL（圖6）
圖6，1899年這張小鼠脊髓截面圖展現了輻射狀的神經膠質細胞——它們是腦細胞中得不到任何尊重的“羅德尼·丹澤菲爾德”，Cajal 猜測——後來也被證實——膠質細胞不僅僅是當時廣泛認為的支持細胞，而且還能轉化為神經元、調節腦內血流、影響神經元電性。儘管後來神經科學家曾一度忽略膠質細胞的作用，到20世紀60年代其重要性又被重新發現，並與 Cajal 繪圖中推測的角色幾乎無二。
COURTESY INSTITUTO CAJAL（圖7）
圖7，1904年星形膠質細胞是一種典型的膠質細胞，Cajal 絕不可能在顯微鏡下觀察到圖中這麼多迥然不同的形態。但在這幅兒童大腦皮層細胞中，他試圖對這些煙火一般的細胞進行分類。
JEFF LICHTMAN, JOSHUA SANES AND JEAN LIVET（圖8）
圖8，2007年這些“腦內彩虹”是2007年哈佛學者 Jeff Lichtman, Joshua Sanes 和 Jean Livet 構造的，通過遺傳工程，讓細胞表達綠色、黃色、橙色和紅色的熒光蛋白。圖中是通過共聚焦顯微鏡拍攝的錐體細胞，將它和Cajal畫的單個錐體細胞比較一下——長長的直指向下的軸突，鬍鬚般的從相鄰神經元接受信號的樹突——兩者是不是很相似？
原文鏈接：https://www.statnews.com/2018/05/03/beautiful-brain-cajal-drawings/?utm_source=STAT+Newsletters&utm_campaign=623b900671-Weekend_Reads&utm_medium=email&utm_term=0_8cab1d7961-623b900671-150423693
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