诺贝尔奖得主Erwin Neher来访

10月27日下午,1991年诺贝尔生理学医学奖得主、德国马普生物物理化学研究所所长、中国科学院首位“爱因斯坦讲席教授” 、德国哥廷根大学Erwin Neher教授来我校访问,并在合肥微尺度物质科学国家实验室东三报告厅作了题为“神经科学研究的前沿课题”的报告。

报告中,Erwin Neher教授从西班牙生理学家、1905年诺贝尔奖得主Ramon y Cajal发现神经元、创立现代神经生物学开始娓娓道来,逐步深入地介绍了当前神经科学的前沿问题。他将人类大脑跟计算机进行对比,指出两者之间的最主要 区别:人脑是有可塑性的,能够根据经历而发生适应性变化;人脑中的信息处理是高度并行的。

揭示大脑智能的奥秘是无数科学家梦寐以求的目标。神经生物学界有两种主要的研究思路:自上而下(Top-Down)与自底而上(Bottom-Up)。Erwin Neher教授重点介绍了自底而上的研究思路,并融入了自己的研究经历。

自底而上的研究是指从最本质的基因编码到形成各种蛋白质受体、离子通道,它们通过神经冲动、突触传递来进行信号转导,神经元相互连接组成的神经网络将信息整合与处理以实现初级的联合型学习、分类、模式识别的基本功能,最后演化出学习、记忆、意识、感觉等大脑高级智能。

人脑中有数千亿个神经细胞,每个细胞通过数千个神经突触与其他细胞进行通信。前一个神经细胞释放信号分子——神经递质,后一个细胞表面的离子通道接受这些递质,通道打开,离子进入,信息成功的传递给下一个细胞。自底而上的研究首先要理解这些突触所使用的信号分子的功能。

要深入理解整个过程,需要研究每个离子通道的开放所引起的离子电流,而当时人们所能使用的技术手段无法清晰的分开信息与噪音干扰。经过几年时间的不 懈努力,Erwin Neher与同事Bert Sakmann发明了一种称为膜片钳的技术,很成功的解决了这个难题。借助膜片钳技术,多种离子通道的特性与功能被一一揭示,带来了神经生物学研究领域的 革命,并对许多离子通道相关疾病的治疗做出了重大贡献。因为此项成就,Neher与Sakman被授予 1991年诺贝尔生理学或医学奖。

除此之外,信号分子之间以及细胞之间的相互作用也是当前神经生物学研究的前沿领域。Neher教授进一步分享了自己和同事最新的研究成果,他们揭示了钙离子是怎样影响神经递质释放的。

在报告的最后,Erwin Neher教授指出,当前在分子细胞过程与大脑的高级功能之间依然存在巨大的鸿沟,激励年轻人挑战这些难题。

尽管报告内容的专业性比较强,但Neher教授用其深入浅出的精彩讲述博得了同学们的阵阵掌声。报告结束后,不同专业的现场同学进行了踊跃的提问, 同学们表达了对报告内容的浓厚兴趣,并就自己的奇思妙想或报告中的专业问题与Neher教授进行了讨论。Neher教授还分享了自己从物理学跨学科从事生 物学研究的人生经历,鼓励同学们不要害怕专业之间的阻力,兴趣永远是最重要的。

报告会由新创讲席教授、我校生命科学学院毕国强教授主持。

报告会前,Erwin Neher教授参观访问了我校生命科学学院,并与学院师生亲切交流。

Erwin Neher教授与生命学院毕国强教授在其实验室使用的膜片钳技术平台前的合影