【BHG-007】BOIN GRAMMAR Rina 为了东谈主类健康与科学跳动，猫猫付出了太多！
在人命科学和医学究诘范畴，动物执行是好多究诘的必经之路。东谈主们民风用“小白鼠”来指代科研顶用到的执行动物，但执行动物却不唯有小鼠，还有线虫、斑马鱼、果蝇、裸鼹鼠、兔、狗、猴【BHG-007】BOIN GRAMMAR Rina，以及——
咱们亲爱的喵星东谈主。
是的，这种领有多量“猫猫教”信徒的可人小动物，还有另一重身份：握证上岗的执行动物。科学家能摘下诺贝尔奖的桂冠，背后以致还有它们的功劳。
1912年：阅历过肾脏移植的猫
猫和诺奖的渊源不错精致到1912年。
那一年，法国医师亚历克西斯·卡雷尔（Alexis Carrel）凭借血管三点吻合术和器官移植方面的使命被授予诺贝尔生理学或医学奖。卡雷而其后因为政事信仰受到诟病，但凭借年青时的特殊配置，他照旧被称作“器官移植之父”，和这个名称全部被说起的还有他在各式动物身上开展的一系列器官移植执行。
对于卡雷尔，流传最广的故事简略是他曾到手将一只狗的两颗肾脏移植到另一只事前作念过肾脏移植的狗身上。其实，他曾经在猫身上到手进行了双肾移植手术，而且，1908年他在猫身上初度到手完成的单肾脏移植手术，证实了单肾移植即可保管过去的人命行动。
阅历过肾脏移植手术的猫，这是它术后21天时的形势，拍摄时它正在看一派肉丨参考文件[1]
翻阅卡雷尔发表于1906-1908年期间的论文，能看到多量对于猫的肾脏移植手术的纪录：
执行9.—— 1907年10月14日
准备宿主：灰白的母猫，住在执行室中数月；年青且体格很好。
10月1日，搜检尿液——呈黄色、澄澈景况，密度 1.039，尿素 5.9克每毫升，莫得白卵白。像过去一样怒放腹部和内脏。肠谈由用消毒且涂有凡士林的日本丝质毛巾保护。双肾的剖解和摘除：结扎卵巢静脉、下肾上静脉和两个主动脉侧枝。
……
10月15日 猫有少量病容，喝水，在它的笼子里走来走去。从昨全国午四点到当今惟有25毫升的尿液，深黄色，有少量血和白卵白，密度 1.051。
10月16日 猫有好转，喝牛奶并吃了少量肉，尿量16毫升。
10月17日 景况很好，喝牛奶，吃了肉。
10月18日 同上
10月21日 猫曾经澈底规复，和术前一样是只过去的猫。
……
11月7日 猫有点抑郁，在它的笼子里走来走去。
11月14日 早上猫看起来很好，然则晚上它看上去病了，它的鼻子里发出声息，推辞吃饭。
11月18日 猫很年迈
11月19日 下昼少量圆寂。
收获于卡雷尔评释了“切除双肾后，仅靠移植单侧肾脏就不错转圜人命”，东谈主们意志到，捐献者只需捐献一半的肾脏便不错转圜人命，这也为其后的活体肾脏移植埋下了伏笔。
在随后的几十年中，跟着技巧的发展，终于在 1954年，好意思国哈佛大学的约翰·梅里尔（John P. Merrill）和戴维·休姆（David Hume）医师到手进行了东谈主类历史上第一次活体器官移植，将同卵双胞胎弟弟的一侧肾脏，到手捐献给了他患有尿毒症的哥哥，就这么，哥哥的人命多陆续了八年，而且失去了一侧肾脏的弟弟也坦然活到了79岁。
对那时的东谈主来说，尿毒症是无异于肿瘤的绝症，五年活命率并不高。而活体肾脏移植的到手，无疑给患者带来了活命的但愿。
1932年：猫的课堂
在卡雷尔的猫给与器官移植的团结时期，神经生理学家查尔斯·谢灵顿（Charles S. Sherrington）正在用猫来探索神经反射和内容感知，这些究诘让他在1932年摘获了诺贝尔生理学或医学奖。
在牛津大学任教期间，谢灵顿的身边总有猫。他西宾一门哺乳动物联系的课程，课堂里一般有五六只猫作为涵养器具，而他的执行室，因为随地可见执行猫，而被学生们称作“猫的课堂”（cat class）。
1898年，谢灵顿发现如若在猫的中脑上、下丘之间横切脑干，猫会出现僵硬的景况，比如头尾昂起、脊柱挺硬、看成伸直。这种表象叫作念去大脑僵直（decerebrate rigidity），是因为伸肌（又称为抗重力肌，当它指责时不错使看成或体格其他部分伸直的肌肉）过度垂危导致的。在此基础上，谢灵顿发现了牵张反射（stretch reflex），也等于肌肉过度垂危的时候出现的反射。
a. 去大脑僵直景况下的猫；b. 在去大脑僵直景况下刺激猫的左前脚；c. 在去大脑僵直景况下刺激猫的左后脚
猫**若何耸峙和“走猫步”也引起了谢灵顿的赞佩。1910年，谢灵顿刻画了这么一种表象：即便将大脑切除，猫依旧不错耸峙，况且不错作念出轨则的轮换步步履作。因此他觉得，动物的耸峙及轨则行走是由于下肢着地所产生的嗅觉刺激激勉的，嗅觉刺激所触发的“耸峙反射”或“跨步反射”并不需要大脑的参与，而是奏凯通过脊髓，这让东谈主们对清爽的了解更进一步。
摘除大脑耸峙的猫
1917年，谢灵顿又把眼神放在了猫的耳廓和其能作念出的反射上，他空洞地界说并究诘了猫耳的各式反射，包括缩回反射、折叠反射、障翳反射、瘙痒反射以及摇头反射，并评释这些反射不需要大脑的参与。在论文中，他写谈：
“猫的耳廓明锐且纯真，能产生许多反射。其中一个我曾在之前的究诘中简便提过，我知谈其他东谈主没斟酌注过它们，尽管毫无疑问，它们笃定被其他不雅察者碰到过。”
谢灵顿论文中手绘的猫耳
同期他还发现，雷同不需要大脑参与，猫在靠近狗吠、猫叫和鸟鸣时就不错作念出尾尖傍边舞动或毛发确立这些反射。这些对猫耳和摆尾等多种反射方法的究诘让东谈主们清爽到，神经反射的类型远比念念象中要丰富。
1981年：真·戴眼罩的猫
如若要给1981年的诺奖庆典上遴选一只祯祥物，猫咪简略是最相宜的，因为那一年的诺贝尔生理学或医学奖授予了两个团队的科学家，而两个团队齐一辞同轨采取了用猫来作念执行。他们分裂是发现大脑半球功能特化的罗杰·斯佩里（Roger W. Sperry）以及弄明晰视觉系统中信息处罚的大卫·休伯尔（David H. Hubel）和托斯坦·威泽尔（Torsten N. Wiesel）。
在斯佩里所处的时间，东谈主们曾经通过剖解学发现傍边脑被一束纤维说合在全部，这束纤维神气扁平、长约10cm，被定名为“胼胝体”。但那时的东谈主们只知谈“胼胝体”在结构上说合了傍边脑，并不知谈它在功能上的具体作用。于是斯佩里念念试试割断胼胝体，来弄明晰它是否能传递大脑两个半球的信息。
他采取了视觉信号作为大脑需要给与的信息，这么不错很便捷地通过遮住一侧眼睛来结束半侧大脑半球的信号输入。
在发表于1953年的究诘中，斯佩里给切开胼胝体的猫戴上遮光眼罩，并教它们分辨方形和圆形。他当先让猫遮住左眼，用右眼学习分辨不同的神气，然后换过来，遮住右眼，让猫用左眼学习分辨澈底雷同的神气。
成果发现，在大脑之间的信息传递过去的情况下，第二次的学习相对于第一次学习内容的强化，因此习得速度则会相对第一次学习突飞大进。但对于割断了胼胝体的小猫，用右眼学到的学问在第二次左眼的学习依然澈底生分，这说明割断了胼胝体后，两侧脑半球无法进行信息传递。
被蒙住单眼的猫需要用另一只眼睛分辨的几组不同的神气
阐发胼胝体是大脑两个半球信推辞互的桥梁后，斯佩里好坏地觉察到，为了诊疗癫痫而割断胼胝体的病东谈主们无疑是进行大脑傍边功能究诘最佳的执行对象。由此，斯佩里成为了默契神经科学范畴中的领军东谈主物，在脑科学的发展中上演了不行或缺的扮装。
休伯尔和威泽尔雷同热衷究诘猫的眼睛，这是因为猫的鼻吻较短，与东谈主类扁平的面部结构更为相似，也在作念视觉联系的执行时更容易算计打算阻遏视域，另外猫的眼眶与头骨大小比拟较大，视觉系统较为完备，便于究诘。
在25年的诱导中，休伯尔和威泽尔鞭策了对视觉神经机制的探索。他们斥地了一套要害，不错测定视觉皮层单个细胞的行动，然后给猫看不同主张与波长的光带，同期用微电极测出视觉神经元的电位变化，来轻薄出不同类型的视觉神经元。成果发现，猫的视觉低级皮层中的某些细胞对光的朝向极度明锐，而另一些细胞则对光的波长明锐。
男性同交
执行中看光带的猫
另外，他们还通过缝合幼猫的眼皮，究诘视觉发育期单眼视觉打劫对视觉皮层的影响，发现视觉的编码是在出死后才造成的，而且需要一个必要的成分，等于“视觉刺激”。在视觉发育的黄金时候，眼睛只须闭上几天，视觉皮层就会发生永久性的功能变化。由此，他们建议了视觉神经发育的“要害期”（critical period）的成见。
在这一基础上，其后有了更多的究诘评释，不仅是视觉需要发育早期外界信息的刺激，听觉、话语习得以及清爽机能等齐需要。同期，神经发育要害期这一成见的建议，还为了解和诊疗儿童白内障和斜睨怒放了新的大门，如若能收拢视觉发育的要害期对儿童进行手术诊疗和观点矫正，不错使好多孩子幸免毕生低观点或眼盲。
其实，在科学究诘中（不单是是得到诺奖的究诘），对于猫的故事还有好多，一些和东谈主类健康息息联系的究诘，比如胰腺和肝脏的生理学究诘、乙酰胆碱的发现、抗抑郁药物的研发等等……齐有着猫的身影。
让咱们说：谢谢猫猫。
参考文件
[1] Carrel, A., Transplantation in Mass of the Kidneys. J Exp Med, 1908. 10(1): p. 98-140.
[2]Ebeling, A.H. and A. Carrel, Remote Results of Complete Homotransplantation of the Cornea. J Exp Med, 1921. 34(5): p. 435-40.
[3]Sherrington, C.S., Decerebrate Rigidity, and Reflex Coordination of Movements. J Physiol, 1898. 22(4): p. 319-32.
[4]Sherrington, C.S., Flexion-reflex of the limb, crossed extension-reflex, and reflex stepping and standing. J Physiol, 1910. 40(1-2): p. 28-121.
[5]Sherrington, C.S., Reflexes elicitable in the cat from pinna vibrissae and jaws. J Physiol, 1917. 51(6): p. 404-31.
[6]Myers, R.E., Interocular transfer of pattern discrimination in cats following section of crossed optic fibers. J Comp Physiol Psychol, 1955. 48(6): p. 470-3.
[7]Hubel【BHG-007】BOIN GRAMMAR Rina, D.H., Single unit activity in lateral geniculate body and optic tract of unrestrained cats. J Physiol, 1960. 150: p. 91-104.