咬定青山不放松　科學(xué)王國任翱翔——視覺研究領(lǐng)域的開拓者楊雄里院士

楊雄里，1941年10月14日生于上海，1980—1982年在日本國立生理學(xué)研究所進(jìn)修，獲博士學(xué)位；1985—1987年先后在美國哈佛大學(xué)、貝勒醫(yī)學(xué)院從事合作研究；1991年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士；現(xiàn)任復(fù)旦大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)研究所所長。他著述甚豐，已發(fā)表學(xué)術(shù)論文170余篇，專著5本，譯著多部。

1981年秋，日本岡崎市一個(gè)普通的夜晚，涼爽宜人的風(fēng)吹拂著楊雄里和他的日本同事田內(nèi)興奮的臉龐。此時(shí)夜已深沉，他倆卻絲毫沒有睡意，信步走進(jìn)一家小酒館，飲著日本清酒，腦海中又閃現(xiàn)出剛才實(shí)驗(yàn)室里激動(dòng)人心的一幕。

當(dāng)楊雄里和日本同事田內(nèi)在晚飯后回到實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)工作時(shí)，多日來實(shí)驗(yàn)中反復(fù)出現(xiàn)的異象又呈現(xiàn)在他們眼前：晚飯時(shí)放在黑暗中的眼杯標(biāo)本，它的視錐性水平細(xì)胞（視網(wǎng)膜中一種接受視錐信號(hào)的神經(jīng)細(xì)胞）對光的反應(yīng)變得幾乎是無動(dòng)于衷，而他們就餐前觀察的該視錐性水平細(xì)胞卻有著良好的光反應(yīng)。他們以為是標(biāo)本狀態(tài)惡化，田內(nèi)正準(zhǔn)備將標(biāo)本像通常那樣扔掉，但在長期科學(xué)實(shí)驗(yàn)中養(yǎng)成細(xì)致觀察習(xí)慣的楊雄里卻靈感一現(xiàn)，腦海中浮現(xiàn)出與教科書截然相反的大膽設(shè)想——視錐水平細(xì)胞是否在暗適應(yīng)初期反應(yīng)性增高，但隨后便隨時(shí)間而逐漸降低呢？他將這個(gè)廢棄的標(biāo)本連續(xù)用強(qiáng)光照射，慢慢地原來只有幾個(gè)毫伏的光反應(yīng)標(biāo)本，逐漸回應(yīng)起強(qiáng)光的照射，光反應(yīng)逐漸增大。楊雄里和田內(nèi)目不轉(zhuǎn)睛地觀察，只見奇跡出現(xiàn)了——反應(yīng)幅度越來越大，最后竟然達(dá)到50毫伏以上，是強(qiáng)光照射前的20倍！

一個(gè)世紀(jì)之謎破解了！長時(shí)間黑暗中的視錐系統(tǒng)活動(dòng)是受壓抑的！1865年德國動(dòng)物學(xué)家Schultz創(chuàng)立的視覺二元說認(rèn)為：脊椎動(dòng)物視網(wǎng)膜中存在兩類形態(tài)不同的光感受器，一種呈桿形，稱為視桿，一種呈錐形，稱為視錐。視桿是弱光視覺，視錐介導(dǎo)較高光強(qiáng)時(shí)的視覺。自1960年代中期從事視覺研究以來，楊雄里常常思考著一個(gè)問題——在長時(shí)間黑暗中視錐系統(tǒng)是否像視桿系統(tǒng)一樣處于高度的動(dòng)能狀態(tài)？當(dāng)時(shí)，雖然已有一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提示，可能存在視桿系統(tǒng)對視錐系統(tǒng)的壓抑，但缺乏明確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證。如今，楊雄里和同事的研究成果有力地證實(shí)了這一推論。

其后，楊雄里和田內(nèi)多次重復(fù)這一實(shí)驗(yàn)，得出了同樣的結(jié)果。他們的研究成果在1982年東京舉行的第五十九屆日本生理學(xué)大會(huì)上首次披露，引起科學(xué)界的高度重視。這是國際上視網(wǎng)膜視錐信號(hào)通路在長時(shí)間黑暗中受抑制的首篇報(bào)道，科學(xué)界將發(fā)現(xiàn)的原創(chuàng)權(quán)歸于“楊?田內(nèi)?金子”。

1985年，哈佛大學(xué)J.E.Dowling教授到上海參觀了楊雄里的實(shí)驗(yàn)室。楊雄里向客人介紹了這一成果，與他殊途同歸的是，Dowling教授在鱸魚的離體視網(wǎng)膜觀察到了同樣現(xiàn)象。他推測這一現(xiàn)象可能與網(wǎng)間細(xì)胞釋放的多巴胺有關(guān)，遂邀請楊雄里就此赴哈佛進(jìn)行合作研究。在哈佛，他們應(yīng)用離體、灌流的鱸魚視網(wǎng)膜詳細(xì)比較了長時(shí)間暗適應(yīng)和短時(shí)間暗適應(yīng)條件下視錐水平細(xì)胞的反應(yīng)特性，并考察了多巴胺及其拮抗劑對這些細(xì)胞光反應(yīng)及電耦合的影響，將研究成果寫成三篇論文發(fā)表在美國“Journal of Neuroscience”（《神經(jīng)科學(xué)雜志》）上。

1986年底，楊雄里南遷至美國貝勒（Baylor）醫(yī)學(xué)院，與吳森鑫教授進(jìn)一步研究這一系列問題。蠑螈的水平細(xì)胞兼接收視桿和視錐的信號(hào)，他們推測其活動(dòng)所受到的調(diào)制會(huì)有不同的規(guī)律。對這些細(xì)胞反應(yīng)特性的仔細(xì)分析表明，在長時(shí)間暗適應(yīng)時(shí)，它們反應(yīng)的上升相非常緩慢，但在明適應(yīng)后或有背景光存在時(shí)，反應(yīng)的上升相大大加快。這提示明暗對這些細(xì)胞活動(dòng)的調(diào)制主要表現(xiàn)在時(shí)間域上，不同于魚的水平細(xì)胞反應(yīng)主要表現(xiàn)在幅度域上的調(diào)制。在不斷的探索研究中，楊雄里和同事們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，L型視錐水平細(xì)胞所接收的紅敏和綠敏視錐信號(hào)在長時(shí)間暗適應(yīng)中所受到的壓抑程度是不同的，紅敏視錐信號(hào)所受的壓抑要強(qiáng)烈得多，因此參與暗壓抑效應(yīng)的不僅有多巴胺，可能還有其他機(jī)制。

楊雄里取得學(xué)術(shù)成就的地點(diǎn)主要在海外，千里輾轉(zhuǎn)更加難能可貴。數(shù)十年來，從岡崎到哈佛，從哈佛到貝勒，從貝勒到上海，楊雄里“咬定青山不放松”，從一個(gè)特殊問題著手，與同伴們經(jīng)過多年的研究，終于拓寬了一個(gè)重要領(lǐng)域，翱翔于科學(xué)的自由王國。

楊雄里的座右銘是“信書，但不盡信書，凡事獨(dú)立思考”。也正是這一科研思想，賦予他一雙火眼金睛，發(fā)現(xiàn)了常人忽略的規(guī)律，從而在科研道路上不斷開拓創(chuàng)新。我們充分相信，通過多學(xué)科技術(shù)和多層次研究，他在這一領(lǐng)域?qū)⒔议_更多的科學(xué)奧秘。

（鄂之華）