王杰婷

他發(fā)現了靜息肌肉被拉長時產熱和氧消耗量增加、肌肉代謝升高的現象，該發(fā)現被稱為“馮氏效應”載入科學史冊；

在神經肌肉接頭生理學領域，他是國際公認的先驅者；

他是我國神經生理學研究的開拓者之一；

他是中央研究院第一屆院士，1986年當選美國科學院外籍院士；

他就是——神經生理學家馮德培。

1907年2月20日，馮德培出生在浙江省臨海縣的一個小康之家，1922年考入復旦大學成為了一名文科生，翌年被新興的行為心理學所吸引，轉入心理學系。3年后，蔡翹（我國生理科學奠基人）等一批留美學生相繼回到復旦大學任教，心理學系得以擴大并成為生物學院，這些都在很大程度上開拓了馮德培對生物科學的學習眼界。馮德培對生物學中的生理學最有興趣，畢業(yè)后他留校任助教，從此開始了他的生理學研究生涯。

馮氏效應

1929年，馮德培考取清華大學公費留美。1930年秋，取得芝加哥大學生理系碩士學位的馮德培，由恩師林可勝推薦轉入英國倫敦大學學院，師從著名生理學和生物物理學家、諾貝爾獎獲得者希爾（A.V.Hill），進行神經和肌肉產熱的研究。

希爾是當時世界上杰出的生理學家和生物物理學家之一，他因用非常靈敏的熱電堆測量肌肉和神經活動時所釋放的極微熱而聞名于世。希爾因為林可勝的推薦表示愿意接受23歲的馮德培，他給馮德培的信是頗為別致的，信件非常簡單，只是這樣說道：“你如果像林可勝教授說的那樣好，來吧！”。1930年9月，馮德培進入了希爾的實驗室。起初，馮德培的研究課題是肌肉長時間強直收縮中的張力與產熱的關系。他在迅速地做完實驗后，隨即寫出文章交給希爾。希爾看后對馮德培說：“你的英文比許多英國人寫的還要好些”，認為無需修改就可報送皇家學會會刊發(fā)表，并要馮德培單獨署名。馮德培則認為，這個研究課題是在希爾的建議與指導下進行的，也應該署上希爾的名字。這使得希爾對馮德培說出了這番話：“你在這里如果只寫這一篇文章，我的名字放不放上都是一樣！”。此后，馮德培又基本獨立地完成了幾項重要工作。首先，他在研究肌肉熱彈性時，意外地觀察到靜息肌肉被拉長時放熱顯著增加，遠超出可能發(fā)生的熱彈性物理變化。經過各種對照試驗后，他判定放熱增加反映了肌肉代謝升高。與此相應，他又證明了靜息肌肉被拉長時氧消耗也有增加。馮德培把這個新發(fā)現稱為“拉長反應”。相關論文發(fā)表后的第二年，這項研究成果在德國著名生化學家邁爾霍夫（Meyerhof）實驗室得到了證實。波蘭肌肉化學家巴納斯（Parnas）在其對肌肉化學的評述中，把“拉長反應”稱作“馮氏效應”。從此，“馮氏效應”一詞便在生理學中沿用開來。

馮德培在英國近3年的學習時間里，約兩年半的時間是在希爾實驗室工作的。而希爾也不忘拓展學生的研究思路，希爾主動替馮德培安排了去英國其他兩個著名的研究神經系統(tǒng)的實驗室，他隨即獲得了在劍橋大學生理系的艾德里安（E.D.Adrian）實驗室和牛津大學生理系的謝靈頓（C.S.Sherrington）實驗室各工作一兩個月的機會。

馮德培在艾德里安實驗室時間雖短，但是也幫助艾德里安解決了一個疑難問題。

研究人員在蛙的皮膚連神經標本上研究觸覺反應，他們觀察到皮膚表層因刮擦受傷使觸覺反應消失，但經過一段時間后消失的反應又會恢復，而其中原因不明。他們就把這個問題交給了剛到艾德里安實驗室工作不久的馮德培解決。馮德培通過反復的實驗，一個星期后就找到了問題的原因：損傷使皮膚釋放鉀離子，神經末梢周圍鉀離子濃度增高，阻斷了神經傳導，導致試驗蛙的觸覺反應消失。但這種現象是可逆的，如果鉀離子濃度因彌散或用正常任氏溶液沖洗而回降，觸覺反應即得以恢復。馮德培之所以能如此快地解決這個問題，是因為他知道在肌肉上有相似的現象，即損傷會使肌肉釋放鉀離子，導致肌肉暫時喪失興奮性，若洗去多余的鉀離子，又可使肌肉恢復興奮性。馮德培如此快就找到答案，答案又如此簡單，使艾德里安感到驚奇，他親自動手重復實驗后才相信這個研究結果。

在國外留學的5年間，馮德培在神經肌肉生理學領域內取得了重要的研究成果，初步樹立了他在國際學術界的地位，并與當時該領域著名的科學家有了廣泛的接觸。有人說，馮德培從學生時代起在他從事的每一項研究中都留下了他開創(chuàng)性的特殊足跡。英國倫敦大學學院院長在授予他該院院士榮譽稱號的儀式上致詞說：“他是希爾最卓越、最富有創(chuàng)造性的學生之一……他回到中國后繼續(xù)開創(chuàng)了富有成績的研究生涯”。

神經生理學是一輩子的事

馮德培曾說：“一個有理想、有抱負的中國科學家，如不愿意寄人籬下，要自己創(chuàng)業(yè)，英雄用武之地在中國”。他放棄了國外優(yōu)越的科研環(huán)境，回國創(chuàng)業(yè)。

1934年夏天，馮德培回到北平協(xié)和醫(yī)學院生理系。系主任林可勝給了他一間沒有窗戶的地下室。在屬于自己的第一個實驗室里，馮德培不再繼續(xù)師輩們研究的領域，而是轉戰(zhàn)開始探索新的領域和課題。

神經肌肉接頭是神經信息傳到肌肉的關節(jié)點，神經肌肉接頭的研究至今仍然是研究神經信號傳遞的重要范式。在20世紀30年代，有關領域還處于萌芽階段，馮德培在短時間內就發(fā)現了神經肌肉接頭電生理的新特性。

1936年～1941年的6年時間里，馮德培連續(xù)在英文版的《中國生理學雜志》上發(fā)表了26篇文章，引起國內外同行的高度重視和贊譽，他的實驗室成為這個領域的一個國際焦點。1941年底，太平洋戰(zhàn)爭爆發(fā)，協(xié)和醫(yī)學院關閉，他的研究工作被迫中斷。

神經肌肉間營養(yǎng)性關系是馮德培擔任中國科學院生理所所長時期帶領工作者共同發(fā)展的一個主要研究方向，他發(fā)現了雞慢肌纖維去神經后肥大的現象。骨骼肌的神經支配如受到損傷或被切斷，肌肉會發(fā)生萎縮，這是肌肉維持其健康狀態(tài)有賴于神經的一個明顯例子?？茖W家們早已發(fā)現了這個現象，但對其發(fā)生機制的了解甚少。馮德培開辟神經肌肉營養(yǎng)性關系的研究就從這個現象開始試探，他通過反復的實驗，最終發(fā)現了雞慢肌纖維去神經后肥大的現象，研究成果隨即也在世界上其他實驗室得到證實。切斷神經后發(fā)生萎縮或發(fā)生肥大的肌纖維在生物化學和分子生物學變化上作比較研究，可望大大有助于了解肌肉萎縮或肥大的產生機制。可惜這項研究因“文化大革命”而中斷。

歷史曾多次無情地中止和剝奪馮德培的研究工作和條件，可是只要一有機會，他就回到實驗室做實驗。據馮德培女兒馮嘉真回憶說：“文革中，馮德培被人強迫跪在岳陽路320科學院上海分院大門口，也被人在暗室里打過，挨打時還要與對方講理。他得知朋友張昌紹教授不幸去世時，表示自己決不屈服。”文革期間，他被解除隔離后詢問的第一件事情便是英國生理學會向他贈送的The Journal of Physiology（《生理學雜志》）被放到哪里去了？

馮德培在自己能夠控制時間的情況下，做到了他所說的“科學家一輩子不能離開實驗室”。他活躍在科學前沿60多年，不斷開創(chuàng)或進入新領域，獲得了許多重要發(fā)現。endprint