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来源：交汇点新闻客户端

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“辣出一身汗”到底是什么原理？薄荷为啥能让人有清凉感？温度压力等物理属性，如何被探测并转为大脑可处理的信号，一直是个神秘的问题。 10月4日，2021年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，来自美国的两位科学家大卫·朱利叶斯和阿登·帕塔普提安凭借着 “发现了温度和触觉的受体”摘得荣誉。南京大学生命科学学院教授、博导景键告诉记者，两位科学家的发现通过解释感知热、冷和机械力的分子基础，揭开了神秘的“感官世界”。

“热晕”“冻僵”这些感觉都是哪儿来的？

大太阳底下会“热晕”，零下十度的天气会“冻僵”，日常生活中，我们的“感官”无时无刻不在发挥着作用。但“热”的感觉是如何产生的？不要认为这是“理所当然”，在这背后，是科学家长期不懈的探索。 人类对于“感官”的好奇，可以追溯到十六至十七世纪。哲学家笛卡尔设想了将皮肤的不同部分与大脑连接起来的线。通过这些“线”，我们在走过草地时会感受到草叶划过脚底的痒痒，也能感受到热辣辣的太阳“灼热”的光芒。 “痒”与“灼热”勾起了科学家们的好奇心：这些“感觉”我们是怎样体会到的？ 率先开始探索“感官世界”的科学家团队，是约瑟夫·厄兰格和赫伯特·加瑟，他们在研究中发现，在我们的身体里，存在着一种特殊的感觉神经纤维，在外界的不同刺激下，这些感觉神经纤维可以做出不同的反应。这项研究在1944年摘得了诺贝尔生理学或医学奖。 至此，科学家对于“感官”的探索全面展开。正因为有了对生活和环境的细微感知，才能让人类的情感体验更加丰富。

“辣出一身汗”是痛觉在发挥作用

晒太阳能热出一身汗，这是因为有阳光的“刺激”，但在吃麻辣火锅时，照样能“辣”出一身汗，这又是什么原因？2021年的诺贝尔生理学或医学奖的得奖内容之一，便来源于对“辣”的研究。 南大生科院景键教授告诉记者，这次的获奖科学家之一大卫·朱利叶斯在上个世纪九十年代的研究中发现，辣味的来源——辣椒素，还有高温这一条件“相互帮衬”，能够刺激一些神经元，让它们变得活跃。这一现象背后正是一种叫做 TRPV1 的受体分子在发挥作用。TRPV1 作为一类离子通道蛋白，在收到辣椒素或高温信号的时候会被激活，让钠或钙离子等带电离子流入细胞，进而产生神经信号。 “通常来说，我们对辣的感知过程可以拆解为，感受细胞里接收到‘辣椒素’的外界刺激，然后将这种刺激转换为神经信号，并传递到大脑或者神经系统的其他部位，接着，神经系统会对这些电信号作出反应：这个爱吃辣的家伙又在吃麻辣火锅了！”景键解析了“吃辣”的过程，“所以，‘辣’并不属于 ‘味觉’哦,主要是辣椒素在发挥作用。这一感觉在英文中表达得更加直接，英文的‘辣’可以翻译为hot，既指热，也指辣。” 大卫·朱利叶斯的研究不仅包含了“辣”，还有“冷”和“清凉”。根据已经公开的信息，在发现了TRPV1 受体分子后，大卫·朱利叶斯还相继确认了对薄荷醇和低温产生反应的分子 TRPM8。 “科学家们对于“感官”的探索远没有停留在“感知温度”层面，我们在拥抱、触摸时产生的“实感”，其实是触觉中最早、最广泛的一种，名为“机械感觉”。“机械感觉”的由来，正是本次诺奖生理学或医学奖得主阿登·帕塔普提安的主要研究项目。阿登·帕塔普提安研究团队对开发了一套细胞体系，这体系的特点就是刺激一个细胞，细胞会发出电信号，可以对电信号进行检测。经过一段艰苦的研究过程，帕塔普蒂安和同事们从72个候选基因中成功地确定了一个基因，当它被沉默之后，细胞对微量移液头的戳刺不再敏感。自此，他们发现了一种全新的、对机械力敏感的离子通道，并以希腊语中表示“压力”的词汇，随后多种细胞上都发现有这类离子通道，即“压力感受器”。这让人们开始逐渐意识到压力感知在触觉、疼痛、血压调节和本体感觉等各方面的价值和作用。

探索“感官世界”，有着怎样的应用空间？

这次获奖的发现，虽然并不是对“感官世界”从无到有的探索，但恰恰赢在了对“痛觉”和“触觉或机械感觉”重要意义的发现。这两种感觉模式也存在于绝大多数动物里，对动物的生存起了至关重要的作用。对人来说，假如没有了温度感觉，我们将不再对“热晕”或者“冻僵”有反应，中暑或者丧失性命将会成为“日常”。而接触物体时如果没有“实感”，我们的生活质量将大打折扣。 北大教授饶毅评论说，朱利叶斯虽然不是第一个发现TRP基因的科学家，但他发现TRP基因编码的蛋白质在感觉系统起重要作用（温度、压力等）。不仅加深了我们对于人类感觉的了解，对于解决癌症疼痛和其他疾病的治疗等全球健康问题都产生了深远的影响。 南大生科院教授景键表示，对于“五感”的研究，在神经生物学领域具有较为广泛的应用空间。“比如痛觉，这很重要，不仅与人类的情感相关，而且在未来的止疼药研发等领域，都有广阔的应用。”如糖尿病患者，由于末梢神经病变，可能导致温度觉、痛觉不敏感，在使用热水袋的时候，就容易烫伤，也可能腿部都出现感染了都不自知。 甚至有科研人员在展望，“机械感觉”的研究，可以为当下热门的脑机接口、机械手等领域提供基础。了解到人类感受温度和触觉的机制，可以让机械设备代替神经系统来完成感受和传输。 图源 ： The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2021, Retrieved October 4, 2021, from https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2021/press-release/ 交汇点记者 杨频萍

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