據(jù)2007年3月19日每日科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道,，丹麥科學(xué)家向神經(jīng)如何發(fā)揮功能和麻醉劑如果產(chǎn)生作用的公認(rèn)科學(xué)觀點(diǎn)發(fā)起挑戰(zhàn),。他們的研究暗示神經(jīng)作用基于聲脈沖,，而麻醉劑可以抑制聲脈沖的傳輸,。
所有醫(yī)學(xué)和生物學(xué)教科書均宣稱,，神經(jīng)是通過發(fā)送電脈沖產(chǎn)生作用的,。哥本哈根大學(xué)尼爾斯·玻爾研究院助理教授托馬斯·海姆博格說：“對于我們這些物理學(xué)家而言,，這種觀點(diǎn)不能夠解釋神經(jīng)如何產(chǎn)生作用,。熱力學(xué)的物理定律告訴我們，電子脈沖在沿神經(jīng)傳輸時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量,。但是實(shí)驗(yàn)證明神經(jīng)傳輸并沒產(chǎn)生熱量,。”海姆博格是在德國哥廷根大學(xué)馬克斯·普朗克研究院獲得的博士學(xué)位。大多數(shù)研究院的生物和物理學(xué)科都是分開的,，但馬克斯·普朗克研究院的生物學(xué)家和物理學(xué)家卻經(jīng)常在一起工作,。托馬斯·海姆博格是在生物物理學(xué)領(lǐng)域是一名專家，當(dāng)他來到哥本哈根后,，他遇到了理論物理領(lǐng)域的專家安德魯·D·杰克遜教授,，他們決定合作研究支配神經(jīng)工作方式的基礎(chǔ)機(jī)制。
用物理學(xué)來解釋生物學(xué)
神經(jīng)被“預(yù)先包裝”在由液體和蛋白質(zhì)構(gòu)成的神經(jīng)膜內(nèi),。依照傳統(tǒng)的分子生物學(xué)理論,，帶電鹽粒子可以穿過膜內(nèi)的粒子通道，脈沖在帶電鹽粒子的幫助下,，從一個(gè)神經(jīng)的末稍傳到另一個(gè)神經(jīng),。經(jīng)過了許多年的時(shí)間，人們才理解了這種復(fù)雜的過程,，許多致力于這項(xiàng)研究任務(wù)的科學(xué)家因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng),。但是，按照這兩位物理學(xué)家的觀點(diǎn),，神經(jīng)脈沖并沒有產(chǎn)生熱量,，這一事實(shí)與化學(xué)作用產(chǎn)生電子脈沖的分子生物學(xué)理論是相互矛盾的。他們認(rèn)為可以神經(jīng)脈沖可以被更加簡單地解釋為機(jī)械脈沖,，而這種機(jī)械脈沖有可能是聲脈沖,。通常，聲音以聲波的形式傳播,，聲波傳播開后將變得越來越弱,。然而，如果聲音傳播的媒體有適當(dāng)?shù)膶傩?，就有可能產(chǎn)生局部聲脈沖,，即所謂的“孤波”，孤波在傳播過程中將不會(huì)擴(kuò)散,，也不會(huì)改變它們的形狀或失去它們的力量,。
神經(jīng)膜由油脂組成,，油脂與橄欖油類擬。這種材料可以隨著溫度的變化從液體變?yōu)楣腆w,。通過添加鹽分,，可以降低液體的凝固點(diǎn)。同樣,，溶入神經(jīng)膜中的分子可以降低神經(jīng)膜的凝固點(diǎn),。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),，神經(jīng)膜有一個(gè)正好與這些集中的聲脈沖相匹配的凝固點(diǎn),。他們的理論計(jì)算引導(dǎo)他們得出了相同的結(jié)論：神經(jīng)脈沖就是聲脈沖。
我們怎樣才能麻醉神經(jīng)從而這使患者的感覺停止并可以對患者實(shí)施沒有痛苦的手術(shù)呢,？100多年來,，我們已經(jīng)知道乙醚、氯仿,、普魯卡因和惰性氣體氙等物質(zhì)可以充當(dāng)麻醉劑,。這些物質(zhì)有完全不同的體積和化學(xué)屬性，但是經(jīng)驗(yàn)表明,，這些麻醉劑在橄欖油中的溶解性嚴(yán)格決定了它們的使用劑量,。當(dāng)前的麻醉技術(shù)是如此先進(jìn)以至于我們可以準(zhǔn)確地計(jì)算出患者所需要的麻醉劑量。盡管如此,，仍然沒有人能夠清楚地知道麻醉劑是如何產(chǎn)生作用的,。
杰克遜把他們的注意力轉(zhuǎn)移到麻醉上。各種麻醉劑的化學(xué)屬性完全不同,，但它們的效果是完全相同的——這讓他們感到好奇,！但是事實(shí)證明道理其實(shí)很簡單。如果一個(gè)神經(jīng)有能力傳輸聲脈沖并沿著神經(jīng)傳播信號(hào),，它的神經(jīng)膜一定有這樣一種屬性：神經(jīng)膜的熔點(diǎn)十分接近人的體溫,，并能夠根據(jù)氣壓的變化發(fā)生適當(dāng)?shù)母淖儭Ｂ樽韯┑淖饔脙H僅是改變?nèi)埸c(diǎn)——當(dāng)熔點(diǎn)被改變時(shí),，聲脈沖便無法傳播,。神經(jīng)將處于暫停狀態(tài)，無法傳送神經(jīng)脈沖和感覺,?；颊邔⒈宦樽恚裁匆哺杏X不到,。
英文原文鏈接參見：http://www.sciencedaily.com/releases/2007/03/070307075703.htm
