圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔，从年轻艺术家成长为神经科学的奠基人

本文发表在《大众科学》的前博客网络中，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

本文的西班牙语摘录由《El Periódico》于 2018 年 3 月 24 日发表。

在纽约大学的格雷艺术画廊墙壁上，展开了一个由曾经奇特的生物组成的抽象动物园，在本质上似乎是超现实主义的。在其中一幅画中，优雅的海葵缠绕在海藻中，在海底摇曳。在另一幅画中，蜿蜒的蜘蛛与童话树的分形枝条缠绕在一起。

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这些铅笔和墨水描绘的并非梦幻般的梦境，而是圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔（1852-1934 年）的心血结晶，他是神经科学之父，曾经是一位有抱负的艺术家。卡哈尔配备了以今天的标准来看很简陋的显微镜，以及比生物实验室更常见于艺术工作室的绘画工具，着手理清并编目大脑的神经元生物。他的努力获得了1906 年的诺贝尔生理学或医学奖，他与意大利医生和病理学家卡米洛·高尔基分享了该奖项，“以表彰他们在神经系统结构方面的工作。”   

《美丽的大脑》展览由明尼苏达大学的弗雷德里克·R·韦斯曼艺术博物馆与西班牙马德里的卡哈尔研究所共同开发，展出了卡哈尔在 1890 年至 1934 年间创作的约 80 幅神经解剖学图画，这些图画是他 50 年职业生涯中创作的 2900 多幅图画中的一部分。这些图画并非显微镜下景象的精确复制品。事实上，卡哈尔极少使用被称为明视摄像机的设备，该设备将显微镜图像投射到纸上进行描摹。相反，他徒手绘制，并且经常在一幅图中结合他对不同大脑切片多次观察的结果，通过他的草图形成关于大脑连接的实际假设。

卡哈尔工作的统一原则后来被称为“神经元学说”，即大脑不是一个无缝的布线网络，而是由独立的且在解剖学上分离的处理单元（或神经元）组成。这个想法在当时存在争议：高尔基是银染色技术的发明者，卡哈尔在他的大部分工作中都使用了这种技术，他将诺贝尔奖演讲的很大一部分用于反对神经元理论。最终，卡哈尔的神经元学说成为当代神经科学的主要基础。

卡哈尔之所以放弃艺术而进入萨拉戈萨的医学院学习，仅仅是为了顺从他父亲的意愿，萨拉戈萨离他在西班牙东北部的出生地阿拉贡的佩蒂利亚不远。毕业后，卡哈尔对组织学（即对组织的研究）产生了浓厚的兴趣。这种兴趣使他能够将他早期的艺术训练——也许最重要的是，他的艺术眼光——应用于大脑研究。当高尔基只看到一片无法穿透的相互连接的藤蔓和树枝的丛林时，卡哈尔却能够解析出每一棵桤木、白杨和杨树。森林的复杂性并没有使他看不到每一棵独立的树木。 

很少有后文艺复兴时期的研究人员像卡哈尔那样完美地将艺术和科学结合在一起。然而，卡哈尔追求研究以外的兴趣和活动在精英科学家中并不罕见。在 2008 年发表的一篇论文中，罗伯特·鲁特-伯恩斯坦和他在密歇根州立大学的同事着手记录“科学天才”所进行的艺术和工艺活动。为此，他们梳理了诺贝尔科学奖获得者、美国国家科学院院士和皇家学会会员的自传、传记和讣告，并将他们的发现与普通公众和Sigma Xi会员的业余爱好调查进行了比较。他们的发现令人震惊：诺贝尔奖获得者比皇家学会和国家科学院的成员更可能拥有艺术和工艺爱好，而后者本身比 Sigma Xi 会员和美国公众更可能拥有这样的爱好。此外，科学家和他们的传记作者经常评论说，这种非科学活动有助于或启发了研究。

我曾有机会亲眼目睹这种现象。我在哈佛医学院的博士后导师、诺贝尔奖获得者大卫·休伯尔有很多爱好。他演奏长笛和钢琴，并且一度自学日语，目的是在日本做一次受邀的演讲，这给他的听众留下了深刻的印象。他也是一位勤奋的编织工：我收到了一条精美的手工毯子作为结婚礼物，以及一条印有斐波那契数列的围巾作为圣诞礼物。也许正是这样的活动使科学家的创造力源源不断。认识到这种可能性，鲁特-伯恩斯坦和他的合著者主张 STEM 培训不应牺牲艺术方面的教学。这也可能意味着一个有创造力的头脑是无法被束缚的，它会追求无尽的刺激机会，无论是在实验室内部还是外部。 

《美丽的大脑》展览将于 2018 年 3 月 31 日之前在格雷艺术画廊展出，并于 2018 年 5 月 3 日至 12 月 31 日在马萨诸塞州剑桥市的麻省理工学院博物馆展出。