3 註解
人類在瞭解腦功能的過程中，經歷了曠遠矇昧的精神至上學說的年代。直到 19 世紀 20 年代，奧地利醫生 Franz Joseph Gall （ 1758-1828 ） 推測人類的精神活動是由腦的功能活動而實現的，這才使人們認識到意識和精神活動具有物質基礎，從而使人們對精神活動的認識從唯心主義的錯誤觀點轉到了唯物主義的正確軌道上來。意大利細胞學家 Camillo Golgi （ 1843~1926 ）徒手將腦組織切成薄片，用重鉻酸鉀 - 硝酸 銀浸染法染色，第一次在顯微鏡下觀察到了神經細胞和神經膠質細胞。這爲神經科學的研究提供了最爲基本的組織學方法。西班牙神經組織學家 Santiago Ramón y Cajal （ 1852~1934 ）在掌握了 Golgi 染色法後，又進一步改良了 Golgi 染色法，併發明瞭獨創的銀染法——還原硝酸銀染色法， 此法可顯示神經纖維的微細結構 。他發現神經細胞之間沒有原生質的聯繫，因而提出神經細胞是整個神經活動最基本的單位（故稱神經元），從而使複雜的神經系統有了進一步研究的切入口。爲此，他們兩人共享了 1906 年諾貝爾生理學或醫學獎。此後， Cajal 經過大量精細的實驗，創立了 “ 神經元學說 ” ，該學說的創立爲神經科學的進一步發展開創了新紀元。
Camillo Golgi 的主要貢獻是創建了 Golgi 染色法。 1873 年， Golgi 在《 Gazzetta Medica Italiana 》雜誌上發表了一篇題爲“腦灰質結構（ On the structure of the brain grey matter ）”的短文，文中介紹了他經過長時間系列的嘗試性研究，終於找到了一種用金屬浸染（ metallic impregnations ）的方法能清楚地觀察到神經組織的成分，這就是“黑色反應”（ Black reaction ）的發現。這種染色法是將神經組織在重鉻酸鉀溶液中被固定，並以硝酸銀沉着於神經組織而使之顯色。這一染色法至今仍被廣泛應用，並被稱爲 Golgi 染色法（ Golgi staining ）或 Golgi 浸染 法（ Golgi impregnation ）。這一方法能使少量神經細胞的胞體及其全部突起隨機地（其原因至今仍不清楚）被浸染而清晰地顯示出來。這是人類歷史上第一次 在顯微鏡下觀察到了神經細胞和神經膠質細胞。 1875 年， Golgi 發表了用他自己發明的染色法所觀察到的嗅球結構圖， 1885 年，他出版了一部名爲《神經系統器官顯微鏡解剖學》的專著，書中使用了許多精美的 Golgi 浸染法插圖。 Golgi 浸染法在神經系統的研究歷史上是具有劃時代意義的重大發現。有人將 Golgi 浸染法問世前、後的時期劃分爲前 Golgi 時期和後 Golgi 時期。這是因爲在 19 世紀中葉組織學研究中的固定方法和蘇木精 - 伊紅（ hematoxylin-eosin, H-E ）染色法雖然已經普遍得到使用，但因爲這些方法不適用於神經系統結構的研究，所以神經組織學的研究在當時還是一片空白。
除上述貢獻之外， Golgi 還有許多其他發現被載入醫學史冊。 1878 年，他描述了肌腱內的感受裝置—— Golgi 腱器官（ Golgi tendon organ ）。 1886~1892 年間， Golgi 對瘧疾的病因學感興趣，他鑑定了三種寄生蟲和三種熱型，在長期探索之後，他在 1890 年發現如何用顯微照相技術記錄寄生蟲在血液中的生活週期。 1898 年，他發現了神經細胞內的膜性結構 Golgi 複合體（ Golgi complex 或 Golgi apparatus 或 Golgi body ）。在當時，許多學者都認爲這僅僅是一種染色的假像，直到 20 世紀 50 年代電子顯微鏡技術問世後纔得到確認。如今， Golgi 複合體已成爲衆所周知的細胞器，在細胞內蛋白質的包裝、運輸和靶位定向等過程中起重要作用。 Golgi 也因這個細胞器的發現而成爲細胞和分子生物學領域內引用最多的科學家之一。
Camillo Golgi 於 1843 年 7 月 7 日 出生於意大利北部城市布里西亞附近的山區鄉村。他的父親是當地的醫生兼衛生官員。 Golgi 在帕維亞大學習醫，並在由 Cesare Lombroso （ 1835~1909 ）領導的精神病研究所做實習醫生。 Golgi 還在 Giulio Bizzozero （ 18546~1901 ）領導的實驗病理學研究所工作過。 Bizzozero 是一位傑出的組織學和病理學教授，一生中有很多發現，包括骨髓的造血特性等。 Bizzozero 把 Golgi 引入實驗研究，傳授給他組織學技術，並與他結下一生的友誼。 Golgi 於 1865 年畢業後繼續在帕維亞大學的一所附屬醫院工作。
1869 年， Glogi 以他的第一篇論文開始了他的科學研究生涯。因受到 Lombroso 理論的影響，他在那篇論文中指出精神疾病可能是由於中樞神經結構的病變所引起。爲了使這個理論能被確認，他認爲需要得到事實的支持。他很快決定放棄精神病學的臨牀工作，集中精力進行神經系統結構方面的實驗室研究。
1872 年，由於經濟上的原因， Golgi 中斷了在大學的研究工作，而在帕維亞和米蘭之間的一座小城（ Abbiategrasso ）接任慢性病醫院院長的職務。由於這個醫院的嚴格隔離制度，他把一個小廚房改造成實驗室，繼續對神經系統新的染色技術進行探索，在這裏他終於獲得了成功。
1876 年， Golgi 任帕維亞大學的組織學教授，之後曾到錫耶納大學做過一段時間的訪問學者， 1881 年回到帕維亞大學，繼他的老師 Bizzozero 教授任實驗病理學系主任，此後便定居於帕維亞。後來， Golgi 還擔任過帕維亞大學的醫學系主任和大學校長，並於 1900 年當選爲意大利王國的參議員。他於 1918 年退休， 1926 年 1 月 21 日 逝世於帕維亞市，享年 83 歲。
Santiago Ramón y Cajal 於 1887 年在他 35 歲時第一次看到 Golgi 用他的銀染法染出的那些著名的腦組織切片，使他受到極大的震撼。在回到自己的實驗室後，他很快掌握了 Golgi 染色法，他發現用 Golgi 染色法對雞胚、鳥類和新生動物的神經突起的染色效果遠較成體動物爲佳，這是因爲此時神經髓鞘尚未充分發育的緣故。之後，他着手對 Golgi 染色法進行改良，並用他改良的銀染法研究視網膜、小腦皮層和脊髓的組織結構特徵。 1988 年， Cajal 在鳥和哺乳動物的小腦連續獲得重要的發現：纏繞浦肯野細胞體的籃狀細胞的軸突末梢、苔蘚纖維、顆粒細胞軸突分支所形成的平行纖維和攀緣纖維等。 Cajal 當年所描繪的小腦結構的那些圖至今仍沿用於許多教科書中。
1891 年，德國解剖學家 Wilhelm Waldeyer （ 1836~1921 ）提出了“神經元學說”（ neuron doctrine ），認爲中樞神經系統是由神經元組成的。但當 時還存在“彌散神經網絡學說”（ diffuse neural network doctrine ），這是由另一位德國解剖學家 Joseph Gerlach （ 1820~1896 ）首先提出的，該學說認爲腦組織是由連續的網絡結構所組成。 Cajal 是“神經元學說”的有力支持者。他根據自己的腦組織切片觀察，堅信神經系統是由數十億單個神經細胞組成的，即神經系統的基本單位是以單個神經細胞爲單元的。神經興奮的傳導是依靠神經細胞之間的接觸而實現的，這一結論形成了現代神經系統的結構和功能的基本原則。相反，銀染法的發明者 Golgi 則是“彌散神經網絡學說”的支持者。 Golgi 將中樞的神經細胞按軸突的性質分爲第 Ⅰ型和第Ⅱ型兩類細胞，第Ⅰ型細胞的典型代表是脊髓前角運動細胞，其軸突直至其所支配的骨骼肌，始終不失其獨立性；第Ⅱ型細胞的軸突在離開細胞後隨即反覆分支，與第Ⅰ型細胞的軸突側支和感覺神經細胞的軸突末梢吻合，交織成錯綜的神經網，藉此實現複雜的神經功能。
1889 年，默默無聞的 Cajal 參加了在柏林召開的德國解剖學會年會，這是他首次單槍匹馬地闖入歐洲科學世界。在會上他宣讀了論文並展示了他在顯微鏡下觀察到的標本。 Cajal 的觀察結果使這一研究領域的專家權威們投以驚訝、好奇和懷疑的眼光，卻得到學會會長 Rudolf Albert von Klliker 教授（維爾茨堡大學）的賞識和支持。從那以後， Klliker 就成了 Cajal 和“神經元學說”的支持者。此次出行 Cajal 還會晤了科學先進國家的一流學者，並歷訪了他們的大學和研究所，使 Cajal 大大開闊了視野，增強了信心。此行唯一的遺憾是未能會晤 Golgi ，他後來追憶道，如果當時能有機會與 Golgi 晤面，展示他的標本並表達對 Golgi 的崇敬，則可避免日後的爭論和誤解。
Cajal 的過人之處在於他不僅對形態具有非凡的觀察力，而且十分重視形態與功能的聯繫。在當時，神經衝動如何在神經細胞傳導和傳導的方向是神經科學的中心問題。人們一般都注意到了運動神經細胞的軸突傳導傳出衝動，但對樹突的傳導性則無定論。有人懷疑樹突是否具有傳導功能；而 Golgi 則認爲樹突是神經細胞的營養器。
1889~1890 年間， Cajal 在研究視網膜和嗅球時，注意到感覺神經細胞，如視網膜的視杆細胞和視錐細胞、雙極細胞和神經節細胞等的相當於樹突的部分常面對外周，足以證明其向胞體方向傳導衝動，而軸突則指向中樞。中樞的神經細胞都具有較粗的樹突和較細的軸突。大腦、小腦和脊髓的多極性細胞都如此。 Cajal 將這些觀察結果以題爲“ Conexión general de los elementos nerviosos ”的論文發表於 1889 年的《 La Medicina Prática 》雜誌上。這是 Cajal 倡導神經元學說的第一篇論文。 1891 年， Cajal 在巴倫西亞的學術會議上提出了神經細胞的“動態極化學說”（ Theory of dynamic polarization ），他認爲神經細胞具有兩極性，神經細胞通過胞體和樹突接受信息，通過軸突將信息傳向遠處的神經纖維末梢。這是現代神經功能活動的基本原則。 1892 年， Cajal 又在巴塞羅那報告了他對中樞神經的新見解，他的三次演講包括脊髓、小腦、大腦皮層、嗅黏膜和嗅球、視網膜、內耳神經終器、神經節、神經膠質等，內容豐富，見解精闢。這些研究結果發表在 1892 年的《 Revista de Ciencias Médicas de Barcelona 》 núms 上。不久就被譯成法文和德文，反響之大，遠非 Cajal 始料所及。
1903 年， Cajal 發明獨創的銀染法，此法可顯示神經纖維的微細結構，並探討神經細胞的變性和再生。 1904 年，當 Cajal 52 歲時，他完成了他的鉅著《人與脊椎動物的神經組織學》，共三大冊，收集了他 15 年間的研究業績，長達 1800 頁，插圖 887 幅，均出自他自己的手筆。這是 Cajal 科學生涯的頂峯。此書有法文譯本，至今仍被奉爲研究神經組織的經典著作。堪稱字字珠璣的鉅作，幾乎包羅了整個神經系統的微細機構。他的周密而正確的觀察確立了“神經元學說”的基礎。至今已經歷一個世紀的風霜， Cajal 的發現仍傲然屹立在生物科學的巔峯巍然不動。解剖學家、生理學家、細胞生物學家應用近代的科學利器——電子顯微鏡和微電極生理或其他方法向神經的奧祕挑戰，都一一證實 Cajal 所觀察的正確性，或再發現他的驚人成就。
1906 年， Golgi 和 Cajal 共同獲得諾貝爾生理學或醫學獎。在受獎後，例行由受獎人演講。先由 Golgi 於 12 月 11 日 以“神經細胞學說——理論與事實”爲題演講，從演講標題來看，似乎給人以贊同“神經元學說”的印象，而事實上卻是徹底的反論。翌日 Cajal 以“神經元的結構和連接”爲題演講，他列舉證據，反覆闡述神經細胞爲形態學上獨立的單位，強調神經細胞之間的關係不是連續，而是接觸。兩人演說措辭雖然都頗爲謙和，但均堅持己見，沒有絲毫妥協。他們雖然同席受獎，卻既不交談也不握手，而後各自歸國。這是他們第一次相見，也是最後一次會面。
接受諾貝爾獎委員會對 Golgi 和 Cajal 的工作進行調查的是斯德哥爾摩卡羅琳研究所的組織學教授 Emil Holmgren 。在他從 1902 年開始的長達 50 頁的調查報告中詳細分析了兩位候選人的功績。他認爲 Cajal 對 Golgi 銀染法的創新性改良能使人們更好地理解神經細胞的本質，且爲研究外周神經再生和胚胎髮育時的軸突生長過程等提供了有力工具；而他對 Golgi 的一些最終被證明是錯誤的發現也進行了討論，包括 Golgi 堅持的“彌散神經網絡學說”、樹突爲神經細胞的營養基礎以及對神經細胞的第 Ⅰ和第Ⅱ型分類等。 Holmgren 所做出的結論是：在神經系統的研究中，就 Golgi 和 Cajal 所做出的成就而言，公正地講，我們不能迴避 Cajal 遠勝於 Golgi 這個最終結論 。 Holmgren 很清楚地說明，如果是早幾年他將給予 Golgi 更高的優先權，而現在 Cajal 已經做出瞭如此重要和有價值的發現，並以正確的理論來詮釋他的發現，而且已被大多數神經科學家所確認。爲此， Holmgren 傾向於把 Cajal 列在 Golgi 之前。他寫道：“ Cajal 對科學的貢獻不僅在於糾正別人的發現或者給我們的知識倉庫增加重要的發現，更重要的是他構建了我們的思想結構框架。”
但研究所教授的最終投票結果是大多數人贊同由 Golgi 和 Cajal 分享 1906 年的諾貝爾獎，這也是從 1901 年諾貝爾獎設立以來第一次由兩個人分享這一獎金。
Santiago Ramón y Cajal 於 1852 年 5 月 1 日 出生於西班牙北部阿拉貢地區的一個村莊裏。他的父親曾是村裏的外科醫生，後來獲得薩拉戈薩大學的醫學博士學位，並於 1870 年被任命爲該校應用解剖學系教授。 Cajal 童年時曾給理髮師和鞋匠當過學徒，而他自己卻想當個藝術家。他對繪畫的癡情和對美學的敏感性以及他把視覺形象轉化爲圖畫的天賦使他後來與解剖學結緣，從而使他的才華得以發揮得淋漓盡致。 1869 年， Cajal 進入薩拉戈薩大學醫學院走上習醫之路。 1873 年大學畢業後應徵入伍爲軍醫，駐防於當時爲西班牙統治的古巴。服役期間他連續感染了瘧疾和結核，不得不於 1875 年退役回國。稍後被任爲母校的解剖學助教，並開始了他的科學研究生涯。 1877 年， Cajal 用自己積攢的銀幣購置了一臺舊式顯微鏡，開始對炎症組織和肌纖維組織結構的研究。 1879 年，他自己要求當上了薩拉戈薩大學解剖學博物館的主管。 1883 年，他在馬德里大學獲得醫學博士學位，之後通過競爭而成爲薩拉戈薩省城巴倫西亞大學解剖學教授。在巴倫西亞大學期間，由於他在霍亂流行時的出色工作，薩拉戈薩省政府獎勵給他一臺新型的 Zeiss 顯微鏡。 1887 年， Cajal 經過嚴格的考選被任命爲巴塞羅那大學組織學和病理解剖學系教授。 1892 年，他出任馬德里大學組織學和病理解剖學系教授。 1902 年，他被任命爲生物研究所和國立衛生研究所的所長。
Cajal 曾獲得許多很高的榮譽和頭銜。他是馬德里皇家科學院院士（ 1885 年）、馬德里皇家醫學院院士（ 1897 年）、西班牙自然歷史學會和里斯本科學院院士（ 1897 年）西班牙醫學和外科學院榮譽院士和其他一些西班牙學會的會員。 1894 年，他被英國劍橋大學和德國維爾茨堡大學授予名譽醫學博士， 1899 年被美國的克拉克大學授予哲學博士， 1906 年當選爲巴黎醫學院的準院士， 1916 年，他成爲瑞典科學院院士。此外，他還是一些世界著名學會的通訊會員。
1922 年， Cajal 在他 70 歲時由大學退休。西班牙政府爲表彰他的功績，撥款設立了 Cajal 研究所。晚年他對工作的熱情絲毫不減。 1933 年，他完成了晚年最重要的著作“ Neuronismo o reticularismo ”，爲神經元學說做了一個總結。 1934 年 10 月 17 日 ，神經科學巨星隕落，享年 82 歲。