第一篇 前庭双温检查与诺贝尔奖(Robert Bárány上)
Robert Bárány简介
Robert Bárány(图片来源于网络)
Robert Bárány生于1876年4月22日,奥匈帝国维也纳。他的父亲是匈牙利犹太人,他的母亲是布拉格一位著名科学家的女儿,Robert 是长子。当他很小的时候,他感染了骨结核,导致他的膝关节永久僵硬。这种疾病使他对医学产生了兴趣。然而,残疾并没有阻止他打网球和在山间行走。他在学校总是名列前茅,甚至在大学里他也是最出色的。
1900年在维也纳大学完成医学研究后,Bárány参加了法兰克福的C. von Noorden教授一年的讲座学习,然后在弗莱堡的Kracpelin教授的精神病学神经诊所学习。正是在那里,他对神经问题的兴趣才被唤醒。回到维也纳后,他成为了外科医生Gussenbauer教授的学生,并于1903年在Politzer教授的耳鼻喉诊所担任助教。他跟进了Flourens,Purkinje,Mach,Breuer等人的理论,并阐明了人类前庭器官的生理学和病理学。1914年他因在这一领域的工作而获得诺贝尔奖。这一奖项颁发时,Bárány作为奥地利军队的一名平民外科医生正在俄罗斯帝国战俘营,当时他负责治疗头部受伤的士兵,这使他能够继续他对前庭器官,小脑和肌肉器械的相关性进行神经学研究。在瑞典王子Carl出面代表红十字会的外交谈判下,他于1916年从战俘营中获释,并获得瑞典国王在斯德哥尔摩颁发的诺贝尔奖。
Bárány于同年回到维也纳,但他对奥地利同事的态度感到非常失望,因为他们谴责Bárány在他的作品中仅对其他科学家的论著做了引用,而忽视了同事们的理论研究。这些袭击导致Bárány离开维也纳并接受了乌普萨拉一所耳鼻研究所校长和教授的职位,并在那里度过了余生。Holmgren和一些著名的瑞典耳科医生发表了一篇论文,以保护巴拉尼。
在他生命的后半部分,Bárány研究了肌肉风湿病的原因,并且即使在他中风并且部分瘫痪之后,他继续写一本关于这个主题的书。Bárány于1909年与Ida Felicitas Berger结婚。他们育有两个儿子和一个女儿,长子是乌普萨拉大学药理学教授,次子是斯德哥尔摩卡罗琳研究所的助理教授,女儿是一名精神病学家。
他于1936年4月8日在乌普萨拉去世。
54岁的Barany(图片来源于网络)
笔者注:以下内容译自Bárány的诺贝尔演讲稿的节选,里面分享了Bárány获得诺贝尔奖的喜悦心情,对科研的思考,前人研究的峰回路转以及新发现的种种细节铺垫。结合Bárány一生的传奇故事和他的精彩演讲我们不仅可以回顾相关专业知识,还可以更好地了解前庭系统,重新看临床工作和科学研究的角度也会丰富许多。
Robert Bárány演讲稿“前庭器官和小脑功能测试的一些新方法”
诺贝尔讲座,1916年9月11日
女士们先生们!今天我非常高兴能站在这里接受诺贝尔奖并发表感言。以下我将报告我在皇家卡罗琳研究所(Royal Caroline Institute)的研究结果,请再次允许我表达对获得诺贝尔奖的最深切的感激之情。今天我只能提供研究的部分结果,碍于时间限制只简要地介绍这项发现的历史,为了更好的理解需要少许专业知识作为基础。当然我也会照顾在座的一些行业外人士和其他医学界的专家,尽量以最简单直白的方式进行介绍。女士们先生们,你们的到来让我感到非常荣幸。我已在很多场合汇报过这项发现的过程,因此我必须请求专家同事,奖评委和皇家卡罗琳研究所的成员,允许我讲一些不是新的或有趣的内容,并继续认可我的工作科学的部分。根据我的理解,诺贝尔讲座应尽可能多地为公众提供一个窗口,以了解科学家的思想和他们的工作世界,正如这个杰出奖项的创始人本身也是一个门外汉。通过促进科学工作来提高人类的一般文化水平,这样的理念非常接近Alfred Nobel的初衷。因此,我希望各位能从这个角度来看我的讲座。
首先,我将向您描述测试半规管的新方法的发现过程。正如各位所知,内耳不仅在人类中,在所有脊椎动物中均由耳蜗和前庭-半规管系统组成。瑞典科学家Gustaf Retzius在前庭-半规管的解剖方面获得了极大突破,我可以在这里展示他在这个领域的精彩工作给大家,您将看到不同类型脊椎动物半规管的形状。在耳科诊所主任G. Holmgren教授的善意帮助下,我得以在人体内完成该器官的解剖学研究。但是直到19世纪,人们依然缺乏对其功能的完全了解。
第一个在这个领域开始实验研究的是法国著名的生理学家Flourens,他的研究结果发表于1825年。Flourens认为通过破坏半规管可以深入了解其功能。事实上,这些用鸽子,兔子和其他动物进行的实验产生了非常显著的,恒定的和以前从未知晓的成果。例如,如果一只鸽子的水平半规管被破坏,它会在水平面转动。如果一侧垂直半规管被破坏,那么这只鸽子会翻筋斗。Flourens非常详尽地描述了这种现象。但遗憾的是,他没有给出针对这种现象的解释。他甚至从没有设想过这些动物有眩晕的感觉。因为众所周知的人类眩晕症状与动物的眩晕症状完全不同,所以Flourens没有能够看到这种联系。
布拉格的一位伟大的生理学家Purkinje的工作对于Flourens来说则相对无闻,尽管Purkinje实际上于同一年汇报了人类眩晕的现象。Purkinje的实验,部分是在他自己身上完成,部分则是在精神病患者身上完成。在当时,如果精神病患者变得暴躁易怒,医生会通过在笼子里旋转来治疗这些患者,直到由此引起的恶心使他们再次平静下来才可进行下一步治疗。Purkinje已经发现了眩晕期间眼球的不自主运动,即眼球震颤,这点非常有意义,我还会详述。他还证明了头部位置对眩晕症状的影响,并表明眩晕出现在头部本身。他认为其实大脑本身正在被旋转直接刺激。他知道Flourens的工作,但遗憾的是,他也没有意识到Flourens的动物有眩晕感觉,也从未设想过感觉出现的地方有一个接收刺激的感觉器官。如同19世纪的其他科学家一样,他还没有深入到认识论。尽管他对人类受试者进行了许多眩晕实验并也经常使用动物进行实验,但即使是观察动物眩晕或旋转动物也没有产生这一明显的想法。
由于这两位伟大的研究科学家都没有能够找到解决这个谜团的方法,也难怪他们的同时代人也无法做到这一点。近40年来,科学在这方面停滞不前。只有在1861年,法国医生Ménière才能向前迈出一大步。
Ménière与他之前的科学家完全不同。作为一名耳科医生,他习惯从纯粹的临床观点思考眩晕,例如,听觉障碍和正常中耳病例中的耳鸣经常同时出现。现在已知听觉部位位于耳蜗中,它的破坏或损害可导致耳鸣和听觉障碍。而在当时,普遍认为眩晕只能由小脑疾病引起。Ménière多年来一直观察这种病人,完全没有观察到符合脑部疾病的症状。除了Flourens的实验,当时的科学家和临床医生普遍认为与耳蜗相连的半规管是没有功能的,且不清楚其破坏可能产生的疾病。Ménière认为眩晕现象是半规管产生的症状,他在Flourens和Purkinje失败的情况下成功地看到了人类和动物中眩晕表现的多样性,并认识到那些被Flourens破坏半规管的动物是有眩晕症状的。这是Ménière的伟大成就,不幸的是,他于同一年去世,因此并没有能够完整表达自己关于半规管重要性的论点。
这理论第一个发声者是1870年德国生理学家Goltz。他认为如果半规管的破坏会引起眩晕和不平衡,那么有正常功能的人一定可以保持平衡。我不会在这里讨论这个理论,因为它后来被证明是不正确的。但是从这个例子中你会看到假设的重要性——它以某种解释事实的方式激发了其他科学家的思想。理论的不正确性和缺陷可以促进其他更准确思想的建立,并最终促进科学进步。
实际上,在医学史上的一个奇观出现了——仅仅几年之后,1874年三名科学家同时发表了关于半规管的最新理论。这些理论即使在今天,从广义上讲依然正确。他们是维也纳的物理学家和哲学家Josef Breuer博士,去年去世的Ernst Mach和费城的美国人Crum Brown。这三个人以截然不同的方式得出了同样的结果。
Breuer重复了Flourens的鸽子实验,并认为内淋巴液作为一种流体在半规管中的运动,引起了Flourens现象。此外,他首创了给动物加入旋转刺激,发现了和Flourens通过破坏半规管后的同样现象,他的发现证实了当症状只是暂时和无害的时候,眩晕症状可以来自于旋转性刺激。他还证明,当两侧的半规管都被摧毁时,旋转刺激将不再产生症状。他是利用外界刺激测试半规管功能的第一人。基于实验和大量生理和解剖学,他得出的结论是,半规管是旋转运动的感觉器,旋转性眩晕是感受器受到异常刺激的结果。Mach以完全不同的方式工作。首先,他建立了旋转运动的数学方程。然后,他利用人类受试者进行了一些研究,以确定是否有任何能够感知旋转运动的感觉器官存在。作为哲学学派的思想家,他不会像Purkinje那样犯下同样的错误,想象大脑本身是直接感知旋转运动的感受器。他渐渐排除掉其他感官,只剩下半规管。他认为由于其结构,半规管是绝对适合于感知旋转运动。Crum Brown以另一种方式解决了这个问题。
以上介绍的是半规管理论的奠基人。在众多后来的研究科学家中,我只能介绍一些最杰出的成就——匈牙利生理学家Högyes,Goltz的学生Ewald,以及柏林的耳科医生Jansen。Högyes重新审视并修改了Flourens和Breuer的实验,然后确定了控制眼睛运动的中枢机制,即已经提到的眼球震颤,它由内淋巴液的运动引起。他在兔子的实验中取得了成功。他能够证明眼球震颤机制位于听觉神经进入延髓和四肢组织之间的大脑部位,并且去除大脑的其他部分对这种反射的过程没有太大影响。Högyes还对动物单侧和双侧半规管破坏后的症状进行了具体描述,特别证明了这些症状在受伤后立即处于最剧烈状态,然后逐渐消退,此外还有由破坏一侧半规管引起的症状只能通过破坏另一侧使这种伤害降到最低限度。事实证明,一侧半规管影响另一侧的半规管,并且在刺激期间它们相互平衡。
Ewald在动物的半规管上进行了最精确的实验,并建立了关于动物的头部定向运动导致内淋巴液产生的定向运动与眼睛相对运动之间无可置疑的联系。是Ewald首次证明了刺激半规管可以对全身肌肉产生显著影响,这个理论增加了半规管作为一个重要器官的生理学意义,尤其是其对全身肌肉的协调、反射作用意义非凡。
在这个时代的临床医生中,Jansen成为了继Breuer和Mach之后最重要的人物。他是第一个发现眼球震颤是半规管疾病症状的临床医生。他对破坏半规管后人类的症状做出了详细的描述,尽管事实上他并没有意识到自己在描述这种破坏,因为他相信自己描述的是一种特殊的疾病。Jansen还表明,在中耳化脓的情况下,半规管疾病的发生率很高,并且他是第一个通过手术切除人类半规管的医生。尽管有以上的先驱工作,人类在半规管的疾病领域依旧停滞不前。科学家们不能理解所观察到的所有现象,因为没有真正的方法可以测试该器官的功能。
这种现象是可以理解的,因为临床中很容易实现其他感觉器官的功能测试。只需要系统地排列各种刺激,然后排除成对出现的感觉器官之一,测试另一个即可。这些检查包括视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉,但这种单侧测试方法不适用于半规管(平衡觉)。
Breuer发起的旋转测试同时刺激了两侧,但是对于临床需求来说这种方法仍不令人满意。由Purkinje发明并由Hitzig等人进一步研究的电化学反应也并未给出实用的结果。我发明的温度试验方法是第一个给临床带来希望的方法,因为这个方法使得测试半规管功能成为可能。现在请允许我告诉你它的发现历史。
(未完待续,敬请期待。。。)
译自:
[1] https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1914/barany/biographical/
[2] https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1914/barany/lecture/
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/R%C3%B3bert_B%C3%A1r%C3%A1ny
(译者:杜一)返回搜狐,查看更多