梅根·霍尔：我们如何感觉到微风和捏之间的区别？为了找到答案，《大众科学》定制媒体与卡弗里奖合作，采访了阿尔德姆·帕塔普蒂安教授。他因回答这个基本问题而于2020年分享了卡弗里神经科学奖。
阿尔德姆说，直到最近，没有人真正理解我们的触觉是如何工作的。
阿尔德姆·帕塔普蒂安：几十年前，我们弄清楚了我们如何看，然后如何闻和尝。我们如何感知触觉一直是一个巨大的谜团。
霍尔：为什么触觉如此难以理解？阿尔德姆说，没有人知道身体如何将物理感觉（比如手臂上的挤压）转化为细胞可以理解的信息。
帕塔普蒂安：我总是把它比作一个你不知道里面发生了什么的黑暗房间。你需要找到门把手，以便你可以打开门，打开一些灯，找出里面的东西。
霍尔：经过一系列艰苦的实验，阿尔德姆和他的同事们找到了那个门把手——一种他们命名为Piezos的特殊蛋白质。
帕塔普蒂安：这些是非常迷人的分子，它们做一件事，那就是让离子从细胞外进入细胞内，反之亦然。
霍尔：人体有很多这样的离子通道，它们打开和关闭以向我们的细胞传递信息。但几乎所有这些通道的移动都是为了响应某种化学变化。
Piezos的不同之处在于它们对物理压力作出反应。之前没有人见过这样的东西。
帕塔普蒂安：一旦你有了这些蛋白质和离子通道，科学家们就可以研究它们了。你可以去除它们，看看没有它们会发生什么。我们可以激活它们，看看会发生什么。你可以看到它们在身体中的表达位置以及它们的作用。
霍尔：所以，这就是阿尔德姆和他的同事们继续做的事情。他们很快发现，其中一种Piezos，Piezo2，不仅能感知压力，还能帮助我们保持平衡。
帕塔普蒂安：这就是为什么我可以闭上眼睛触摸我的鼻子。这就是为什么你能够协调动作。这就是为什么你能走路。没有Piezo2，这些都无法实现。
霍尔：阿尔德姆的团队还了解到，Piezos在控制骨密度、预防疟疾，甚至告诉我们何时该上厕所方面都发挥着作用。
帕塔普蒂安：门把手的比喻对我们来说变得非常有趣，因为它把我们带入到我们甚至不知道它们存在的房间。
霍尔：他现在感兴趣的一个新问题？Piezos是否会告诉我们什么时候应该停止进食。
帕塔普蒂安：例如，如果你吃了一顿大餐，我们都会这样，我们稍后会后悔。胃会感到非常饱胀，对吧？这似乎是来自胃的非常机械的信号。
如果Piezos是对此的传感器（这是我们正在提出的一个假设），那么我们可以深入研究并提出问题：机械拉伸对你吃多少、什么时候吃有多少贡献？所以，这是一个很好的例子，当我们寻找触觉传感器时，我们从没想过这会把我们带到这些方向。
霍尔：所有这些方向也具有实际意义。医生可以使用有关Piezos的知识来治疗各种疾病，包括肥胖症、骨质疏松症和慢性疼痛——特别是，一种使轻微触摸也感到疼痛的疾病。
帕塔普蒂安：最简单的例子是晒伤。当你晒伤时，仅仅是触摸你的肩膀就会变得疼痛。晒伤不是我们需要临床治疗的东西。但是患有神经性疼痛的人无法穿衬衫，因为它太痛苦了。
霍尔：阿尔德姆说，Piezos也可能掌握解决其他类型疼痛的关键。他说，大多数药物，如阿片类药物，会攻击神经系统中对疼痛的感知。
帕塔普蒂安：阿片类药物进入大脑，并做很多事情。所有成瘾和所有其他副作用都是因为它作用于大脑。
霍尔：但是，如果可以使用某种Piezos阻断剂来解决疼痛的源头呢？
帕塔普蒂安：在源头阻断疼痛的想法具有不产生副作用的巨大优势。
霍尔：阿尔德姆说，科学家们也可以使用称为CRISPR的基因编辑技术来治疗Piezos构建方式中的基因突变。
帕塔普蒂安：我当然不想夸大其词，因为现在还处于早期阶段，科学界在探索这些技术的速度上非常谨慎。但与此同时，对于你知道突变是什么的遗传性疾病来说，确实存在着去纠正它们的令人兴奋的希望。
霍尔：这些修复方法距离可用还有很多年。但阿尔德姆说，这些可能性令人兴奋。
帕塔普蒂安：这仅仅是一个开始。还有很多东西有待发现，所以我认为未来也非常令人兴奋。
霍尔：他期待着打开新的大门，并为我们身体的工作原理的奥秘带来光明。
阿尔德姆·帕塔普蒂安是斯克里普斯研究所的教授，也是霍华德·休斯医学研究所的研究员。2020年，他与加州大学旧金山分校的大卫·朱利叶斯分享了卡弗里神经科学奖，后者发现了一系列使我们能够感知温度的受体。
卡弗里奖旨在表彰科学家在天体物理学、纳米科学和神经科学领域的开创性进展。卡弗里奖是挪威科学与文学院、挪威教育和研究部以及美国卡弗里基金会之间的合作项目。
这项工作由《大众科学》定制媒体制作，并由卡弗里奖赞助。