浅谈2014年诺贝尔生理学或医学奖获得者的科学研究方法及启示

浅谈2014年诺贝尔生理学或医学奖获得者的科学研究方法及启示

俞璐嘉1张洪雷2

俞璐嘉1张洪雷2

（1南京中医药大学第一临床医学院2013级中医学210000）

（2南京中医药大学人文与政治教育学院210000）

【摘要】2014年诺贝尔生理学或医学奖的公布，标志着科学家对人类大脑机能及疾病治疗的研究迈出了重要一步。三位诺贝尔奖获得者的研究过程中，有许多值得我们学习和借鉴的科学研究方法。作为中医院校的学生，掌握科学的研究方法，对日后的学习研究大有裨益。

【关键词】2014年诺贝尔生理学或医学奖科学研究方法启示

【中图分类号】R3【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2014）28-0292-02

一、前言

北京时间2014年10月6日，诺贝尔生理学或医学奖公布，英国伦敦大学学院教授JohnO'Keefe(约翰-奥基夫)、挪威科技大学教授MayBrittMoser（梅-布莱特-莫索尔）及丈夫EdvandMoser（爱德华-莫索尔），因发现组成大脑定位系统的细胞群而获得今年诺贝尔生医学奖。

我们在哪里，又要到哪里去？这个看似哲学化的问题，可能很多人都在不经意间想过，往往都停留在了最浅层。然而又有多少人将其与大脑内的定位系统联系在一起，去发掘人体内在的奥秘？我们每个人都有发现新事物的潜质，然而只有那些善于观察并坚持探索的人，才能感悟到科学的真谛，觅得科学的硕果。

1948年，爱德华·托尔曼提出了“认知地图”的概念，即空间认知过程不是单纯的刺激—反应，而是大脑某些地方可以通过编写地图告诉个体自身位置。可惜的是，这一假说一直没有得到证实。

1971年，JohnOKeefe（约翰·奥基夫）在大脑的“海马体”区域发现一种特殊的神经细胞，当实验小鼠在房间内的某一特定位置时其中一部分这样的细胞总是显示激活状态。而当小鼠在房间内的其他位置时，另外一些细胞则显示激活状态。奥基夫认为这些是“位置细胞”，它们构成了小鼠对所在房间的地图。

在此基础上，莫泽夫妇于2005年在海马脑区上游的“内嗅皮层”区域发现了“网格细胞”，当小鼠运动不同距离时，特定的神经元会被激活，当内嗅皮层上百万神经元放电情况累计后，小鼠就可以对自己的运动轨迹进行判断。内嗅皮层区域的其他细胞能够判断自身头部对准的方向以及房间的边界位置，这些细胞都与位于海马体内的位置细胞相互协调，构成一条完整的回路。这一回路系统构成了一个复杂而精细的定位体系，它是我们大脑的“内置GPS”。这一发现揭示了高等认知能力的细胞层面机制。

获得诺贝尔奖对科学家而言是至高无上的荣誉，是对其数十载心血与付出的肯定。全世界有不少科学工作者，但每年获得诺贝尔奖的也就寥寥数几，可见要想从众多科学工作者中脱颖而出，获得高“含金量”的诺贝尔奖，合理先进的科学研究方法必不可少。

二、科学研究方法

从以上这三位科学家的科研历程可知，他们受到诺贝尔奖的“青睐”绝非偶然。巧妙先进的科学研究方法发挥着至关重要的作用。正如前苏联著名生理学家巴甫洛夫所说：“科学是随着研究方法获得的成就前进的。”

1、借鉴前人的研究成果

不难发现，这几位科学家做研究，并没有盲目地“标新立异”，而是沿着前人的足迹，以独特的视角看待问题，走完了前人未完的路，走出了一方新天地。诚然，科研选题应当着力于前人未能解决或未能完全解决的问题，选题不应完全排除前人提出或研究的问题。当然，不能为了避开前人提过的问题而任意选题。随着科学技术的发展，后来者应有更好的实验条件，应当以严谨的态度加以研究。爱德华·托尔曼提出了“认知地图”假说，这一假说是他在观察思考基础上得到的，却没有被证实。约翰·奥基夫对这一问题很有兴趣，便沿着爱德华的思路，发现了位置细胞。而莫泽夫妇又在此基础上发现了网格细胞。就像接力棒的传递一样，科学之火生生不息，一项项伟大的发现就此萌芽。

2、明确研究目的

要着手进行科研，一定要有明确的目的，要明白进行这项研究是为了什么，确定明确的课题，而后朝着这个目标迈进。富有成效的科学家通常是从问题开始的，科学研究是要用可靠的逻辑与事实解决问题，揭开未知世界的神秘面纱。科学研究是一个漫长的艰辛的过程，若是没有确定好研究目标，漫无目的，四面出击，浅尝辄止，这样的研究注定漏洞百出，导致内部逻辑矛盾，“千里之堤，溃于蚁穴”，地基不牢，如何能够建起科学的大厦？或许，一个小小的质疑，几十年来的心血便会付诸东流。而这几位获得诺贝尔生理学或医学奖的科学家，一开始就确定了研究目标，从包括人类在内的哺乳动物的大脑拥有感知位置和导航的能力入手，研究大脑定位系统，潜心实验几十年，命运才向他们伸出了橄榄枝，才有了今天的丰硕成果。

3、面向社会需求

课题的选择除了要满足科学发展的需要，还要考虑社会需要。就生理学与医学来说，研究成果应该为攻克疾病，促进人类健康服务。这三位科学家的研究成果让我们对脑功能障碍的发生具有了新的认识，让人类对痴呆症患者的空间记忆功能治疗有了新方向。这一潜在作用大大提升了此项研究的价值。

4、观察方法

进行科学研究,观察是必不可少的一步，这样才可以获得经得起检验的科学认识。要从复杂的现象中找出其本质，从现象的变化中觉察事物的发展规律。奥基夫通过对在房间内自由跑动的小鼠大脑状况进行观察，注意到小鼠位于房间某一特定位置时，海马体的一部分神经细胞会被激活。而莫瑟尔夫妇则观察到当小鼠经过排列为六边形的多个地点时，其大脑的部分神经细胞会被激活。可以说，没有这些细致的观察，就绝不会有接着问题的提出与实验论证分析，更遑论发现大脑定位系统。观察应完整、全面、系统，多层次，多角度，多方面，这样才能尽可能地减少干扰因素，确定研究的方向，为接下来的实验论证奠定基础。

5、实验方法

实验是科学研究中不可或缺的重要一步。通过实验分析，可以探究得出研究客体的本质。三位诺奖得主亦是通过实验分析，最终发现了大脑中的“GPS”。这些实验从实验功能来看，属析因实验，即从已知的结果去寻找产生这一结果的原因的实验。万事万物皆具复杂性，事物因果联系亦是如此。一种结果可以对应多种原因，所以要对实验结果进行全面系统的分析。

三位科学家对问题进行了全面系统的分析，才发现了影响大脑定位的各项因素，即“位置细胞”与“网格细胞”,最终发现大脑中的定位系统，解决了位置与路径的寻找问题。

模式生物的选择亦为重要。生理学与医学的研究对象是人，是人的生理病理机制。人是世界最高级、最复杂的对象，不仅具有自然属性，而且具有社会属性与思维属性。鉴于人的自然与人文双重属性，我们不可能利用人来进行每一项实验，一定要选择对应的模式生物。小鼠作为模式生物，主要是由于其基因的可知性，繁殖周期一定且短，典型哺乳动物代表之一。小鼠是哺乳动物胚胎学、发育生物学的模式生物，是人类个体发育的研究基础。

6、创新思维

在科学研究中，创新性也尤为重要。作为科学的灵魂，它不仅体现在思想上，也体现在实验设计与方法上。创新是以新思维、新发明和新描述为特征的一种概念化过程。诚然，这种“新”并不是毫无根据的，而是建立在科学事实基础上的。一味求“新”而忽略事实，这样的研究便如没有灵魂的空壳，如何经得起反复推敲？所以，以耐心细致的观察和态度认真的实验来获取获取科学事实亦是必不可少，它决定着建立的理论是否有坚实的基础。实验方法也不是越新越好，某些时候，最基本的方法往往能带来意想不到的效果。1957年至1971年，全球神经科学家把电极放在小鼠的海马脑区，探索这一区域如何编码空间记忆。遗憾的是，没有一人能够很好地解释这个问题。奥基夫则认为，之前科学家都是找一个小箱子，把老鼠放进去，然后不断进行光、电、热等刺激，希望找到与刺激相对应的神经元改变。但没有人能够做出结果。虽然奥基夫也应用相同的电生理技术，但他只是把小鼠放在一个大箱子里，让小鼠自由活动，从而观察某些神经元放电的时候，老鼠在干什么。表面上看，奥基夫将实验简化了，实际上，这正是他认真思考并加以创新的结果。他并不像其他科学家一样，一味的用一些高科技手段，而是回归原始，在自由条件下进行实验研究，反而发现了科学家们十几年来苦苦寻觅却未得的结果。

科学研究是严谨的，每一步都容不得有差错。一定要将诸多合理先进的科学方法相结合，每一个流程都要严密推理与操作，绝不能以一种方法统摄所有。认识是螺旋式前进与上升的过程，只有结合众多方法，才能顺利地进行研究。

不得不说，获得诺贝尔奖，是必然性与偶然性相结合的结果。获得诺贝尔奖实力固然重要，但谁也不能否认其中的运气成分，科研结果要符合诺贝尔奖评选的标准。虽然诺贝尔奖是科学工作者梦寐以求的荣誉，但绝不能将其作为唯一的目的，科学的最终目的还是在于为人类更好地发展而服务。将自己的毕生精力献于科学，造福人类，科学家也就实现了自身价值，不论获奖与否，我们都应向科学工作者们致敬。

三、启示

作为中医药院校中西医结合专业的学生，我们不仅要掌握中医即传统医学的认识论、方法论，还应学习西医即现代医学的诊疗技术、思考模式。中医学渊源流传数千年，历经中华民族社会变迁的各个时代，不论风雨，终以其顽强的生命力流传至今。思及此，我们不难发现，中医历经千年不衰，自然有其存在的道理。中医学以独特的整体观念和辨证论治思想，以哲学阐释发病机理，带来了稳定的疗效。现代医学强调分析和还原，整体性强调不足，但也逐渐从分析回归系统。二者相辅相成，共同推动医学的发展进步，为人类的健康生存带来了福音。从2014年诺贝尔生理学或医学奖获得者的科学研究方法来看，我们可以将他们的研究方法与中医的方法论相结合，运用到实践中，推动医学事业的发展。

中医是一门“经验”学科，强调“内省与心悟”即非逻辑性的创造思维，前人的经验对后人的学习历程极为重要，沿着前人的步伐加以反复思考研究，往往可以对中医的理论与技术有更进一步的了解。这三位科学家都是借鉴了前人的想法，注入自己的创新思想并加以实验研究，最终解决了前人未能解决的难题。中医亦是如此。在前人的经验上加以自己的思考，运用经验归纳法，有时也能突破其而发现新的理论，研究出更有效的疾病治疗方法。

对于中医学生而言，理论联系实际，除了要联系我国中医药发展实际，还要联系现代医学的发展，从实际中发现、分析、解决问题。

当然，这三位科学家最终获得的成功，和一开始细致严谨的观察室密不可分的。他们都是以独特的视角设计实验，对小鼠进行观察，从而发现小鼠在特定环境条件下特定的生理反应，进而发现人类可以判断确定位置的机理。中医何尝不是这样呢？“望、闻、问、切”四诊，“望”便为四诊之首，足可见其重要性。诊病如此，研究亦然。通过视觉感官，往往可以更好的明确了解观察对象，从而对其本质加以分析。

创新对中医来说尤为重要。中医是一门有着悠久历史的学科，若是每一位中医人都只把前人总结的经验生搬硬套而不注入自己的思想，中医怎么可能有所突破，有所发展呢？正如这三位科学家，他们并没有照搬别人的研究方法，而是用自己独特的思考进行实验，最终发现了其他科学家数十年来都没有发现的结果。中医强调“医者，意也”，中医学是一门深奥的学问，治病不能生搬硬套，要具体问题具体分析，对不同的病加以具体分析，才能有即时的疗效。

系统分析法对于研究也有重要作用。分析问题以及进行实验，绝不能将观察客体孤立开来，只有将其置于整体中，综合地分析判断，才能接近正确结论。所以，正确的哲学理论可以启迪科技工作者的思维，开阔思路，推动研究的顺利进展。

三位获奖者的科学研究方法，在实验研究中发挥着重要作用。学习并掌握这些研究方法，对我们的中医学习亦是大有裨益，有助于我们攻克学习与研究中的一个个堡垒，为更多的患者解除病痛，为医学的发展做出贡献。

参考文献

[1]张宗明，《自然辩证法概论》，人民卫生出版社，2009年版.

[2]新浪科技网.