2人の「敵」が同じステージで賞を受賞した ― それともノーベル賞だったのか？

1906年のノーベル賞授賞式では、正反対の学術的見解を持つ「分野のライバル」2人が一緒に表彰台に立った。年上の受賞者のスピーチのテーマは、自身の学術的業績を紹介することではなく、別の若い受賞者の学術理論を批判することだった。結局、歴史が審判を下し、今年のノーベル生理学・医学賞は公平かつ正当なものだった。ゴルジ染色がなければ、ラモン・イ・カハールのニューロン理論は存在しなかっただろう。前者は方法を提供し、後者は理論を確立しました。これはまさに成功した組み合わせです。

著者：陳冠栄（香港城市大学）

この世に人間の脳ほど複雑で驚くべきものはありません。

脳は体の司令センターです。脳は人の思考、感情、発話、行動を制御し、体の他の器官が機能を発揮して全体的な生命を維持できるようにします。

視覚、嗅覚、聴覚、味覚など人体特有の感覚機能を通じて、さまざまな外部情報が脳に伝達されます。脳は感覚神経系を通じてこの情報を受け取って処理し、それを使って身体の対応する器官に反応するよう指示します。今日、医学界は人間の脳内の個々の細胞の構造と動作メカニズムについてかなりの理解を持っているかもしれません。しかし、何千億ものニューロンがクラスター内でどのように連携して機能するのかは、依然として謎のままです。

古代から人類は脳の内部構造とその固有の機能を理解しようと努めてきました。古代中国には華佗（145-208）が頭蓋骨切開を行ったという伝説がある。ヨーロッパでは、古代ギリシャやローマ帝国が人間の脳の医学や動物の脳の構造についていくつかの記録を残しています。ルネッサンス時代にレオナルド・ダ・ヴィンチ（1452-1519）が絵画を描くために人体を解剖したという話はよく知られています。しかし、現代医学の観点から見ると、医学研究のために人間の脳を初めて調べたのは、おそらくベルギーの医師アンドレアス・ヴェサリウス（1514-1564）だったでしょう。彼は近代人体解剖学の創始者とみなされており、1543年に脳と神経系の多くの構造的特徴を説明した比較的完全な解剖学書『人体について』を著した。

脳の機能はその構造によって決まるのでしょうか?はい、しかし完全ではありません。現時点では明確な答えはありません。脳は非常に複雑だからです。近年の複雑ネットワーク科学の研究では、脳の神経ネットワーク、宇宙の惑星ネットワーク、人工インターネットの構造が非常に似ていることがわかっています。これらはすべて、いわゆる「スモールワールドネットワーク」と「スケールフリーネットワーク」のトポロジ特性を備えていますが、機能は異なります。しかし、この問題について議論を続けると行き過ぎてしまいます。

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2人の「敵」が同じ舞台でノーベル賞を分け合った

脳に関する医学的・科学的研究の長い歴史の中で、優れた貢献を果たした医師や科学者は数え切れないほどいます。ここでは特に重要な人物を2人だけ紹介します。彼らの「敵」は、イタリアの神経解剖学者、組織学者、病理学者のカミロ・ゴルジ（1843年7月7日 - 1926年1月21日）とスペインの病理学者、組織学者、神経学者のサンティアゴ・ラモン・イ・カハール（1852年5月1日 - 1934年10月17日）である。

1906年、ゴルジ体とラモン・イ・カハールは「神経系の構造に関する研究」によりノーベル生理学・医学賞を共同で受賞した。

これら 2 人の受賞者の主な科学的貢献と見解は次のとおりです。

1873 年、ゴルジ体は神経組織のクロム酸・硝酸銀染色法を開発しました。染色された神経組織内のニューロンとグリア細胞は黒褐色に変わり、顕微鏡下の標本内の黒い細胞が黄色い背景に対してはっきりと見えるようになりました。この染色技術は後に「ゴルジ染色」と呼ばれるようになりました。この技術を使用して、ゴルジ体は 1898 年に真核細胞内の細胞小器官を発見しました。これは後に「ゴルジ体」と呼ばれるようになりました。

ゴルキーは、ドイツの神経解剖学者オットー・FK・ダイテルス（1834年 - 1863年）によって開拓され、ドイツの解剖学者ヨーゼフ・フォン・ゲルラッハ（1820年 - 1896年）によって確立された神経系の網様体理論の熱心な支持者であった。この理論では、神経系は単純な連続ネットワーク「網状組織」で構成されているとされており、ラテン語の「網状組織」は網を意味します。ゴルジ体は、脳は個別の細胞単位の組み合わせではなく、統合された神経繊維のネットワークであると信じていました。ニューラル ネットワークには一方向の神経信号がなく、生理的な不連続特性もありません。

ラモン・イ・カハールはゴーリキーより9歳年下で、学問の世界では後世代の学者とみなされていました。彼は、より高濃度の二クロム酸カリウムを使用し、硝酸銀の浸漬時間を延長することでゴルジ染色法を改良し、より正確で詳細、完全かつ信頼性の高い染色サンプルを取得しました。ラモン・イ・カハールは、多数の詳細かつ正確な実験観察に基づいて、脳の神経系は（網状組織ではなく）多数の独立したニューロンで構成されていると信じていました。ニューロンは神経系の基本単位です。ニューロン内の信号伝導は一方向であり、ニューロン間の活動は不連続です。神経信号は、接続されていない組織構造を通過し、ニューロン間の相互接触を通じて伝達されます。

明らかに、この二人のノーベル賞受賞者の学術的見解は正反対です。

図 1 1906 年のノーベル生理学・医学賞受賞者: マキシム・ゴルジ (左)、ラモン・イ・カハール (右)

さて、1906年のノーベル賞授賞式に戻りましょう。

授賞式ではゴーリキー氏が最初に演説する予定だった。出席者を驚かせたのは、ゴーリキーの演説が彼自身の研究結果を説明するものではなく、ラモン・イ・カハールの理論を批判するものだったことだ。彼の演説のテーマは「ニューロン理論」でした。彼は演説の中で、ラモン・イ・カハールの「離散的」ニューロン理論に明確に反対し、自身の「連続的」神経系回路理論を擁護した。彼はこう言った。

「奇妙なことに、私はずっとニューロン理論に反対していたが、私の研究のおかげでそれが受け入れられ始めた。私は講義の主題としてニューロンを選んだが、今ではこの見解は一般的に不評だ。…この[回路理論]は個々の構成要素の傾向に反しているが、私はまだ神経系が全体として機能するという考えを捨てることができず、古い考えに固執していることを責めないでください。」

ゴルジは、ニューロン理論が正しいことを証明するには証拠が不十分であると信じていました。彼は最後にノーベルの言葉を引用して締めくくった。「あらゆる新たな発見は人類の脳に種を残し、新しい世代がより偉大な科学的アイデアを考えることを可能にする。」

次はラモン・カハール氏が話す番だった。彼はこう答えた。

「はい、分析的な観点からすると、すべての神経中枢が運動神経と感覚神経の間の連続した仲介ネットワークで構成されていれば、非常に便利で経済的です。残念ながら、自然は私たちの知性が利便性と均一性を求めていることに気付いていないようで、複雑さと多様性を歓迎することが多いのです。」

科学は科学者の個性には注意を払わず、歴史の結論は人間の意志に左右されない。精密機器と先進技術の支援により、後の世代はラモン・イ・カハールの理論が正しいことを証明しました。今日、ラモン・イ・カハールは「神経科学の父」として知られています。

何年も後、ラモン・イ・カハールは自伝の中でユーモラスにこう述べている。「このようにまったく異なる科学上のライバル同士が、結合双生児のように隣り合ってペアになるなんて、なんと残酷な運命の皮肉なことだろう！」しかし、彼は冷静だった。「（ノーベル賞の）残りの半分は、パヴィア（大学）の優れた教授であるカミーロ・ゴーリキー氏に授与されたのは、非常に正当だ。彼は、私の驚くべき発見を達成するために使用された手法の発明者だ。」

1906 年のノーベル生理学・医学賞は公正なものと考えられていました。ゴルジ染色がなければ、ラモン・イ・カハールのニューロン理論は存在しなかったでしょう。前者は方法を提供し、後者は理論を確立しました。これはまさに成功した組み合わせです。

カミロ・ゴーリキー

バイオグラフィー

ゴーリキーは1843年7月7日にイタリアのブレシア県コルテーノの町で生まれました。彼の父親、アレッサンドロ・ゴルジは医師であり、地元の医療機関の責任者であった。ゴーリキーは高校卒業後、イタリアのパヴィア大学医学部に入学した。パヴィア大学の設立は西暦825年にまで遡り、1000年以上の歴史を誇ります。そこでゴーリキーは、自分よりわずか3歳年上の組織学の先駆者であるジュリオ・ビッツォゼロ（1846-1901）や、有名な病理学者、生理学者、人類学者のパオロ・マンテガッツァ（1831-1910）や、組織学者で生理学者のエウゼビオ・エール（1827-1903）から指導を受けるという幸運に恵まれました。 1865年、ゴーリキーは大学を卒業して聖マッテオ病院の研修医となり、神経系の病気の研究を始めました。

1867年、ゴーリキーはパヴィーア大学医学部に戻り、精神医学および人類学の教授チェーザレ・ロンブローゾ（1835-1909）の下で医学理論の研究を続けました。翌年、彼は「精神障害の病因」に関する大学院論文を完成させ、医学博士号を取得した。ゴーリキーは生涯を医学教育と科学研究に捧げ、いくつかの行政職も務めたが、実際に臨床医学を実践することはなかった。

1872年、ゴーリキーはミラノ近郊の慢性病病院に主任医官として赴任した。この期間中、彼はパヴィアに血清療法、ワクチン、抗原検出研究所を設立し、その所長を務めました。

1875年、ゴーリキーは名誉教授としてパヴィア大学に戻り、一般病理学の教授および聖マッテオ病院の名誉学部長も務めた。そこで彼は優れた教師として知られ、彼の研究室は研究をしたい人なら誰でも自由に利用できました。

1879年、ゴーリキーは解剖学の教授としてシエナ大学に移った。 1881年、ゴーリキーはパヴィア大学医学部に戻り、指導者ビッツォゼロの後任として総合病理学の教授に就任した。彼は引退するまで生涯パヴィア大学で働きました。ゴーリキーは1893年から1896年および1901年から1909年までパヴィア大学の学長を務めた。彼はビッツォゼロの姪であるドンナ・リナ・アレッティと結婚した。彼らには子供はいなかったが、カロライナという娘を養子に迎えた。

第一次世界大戦中、ゴーリキーは70代になってもまだパヴィアのボルメオ陸軍医学校の校長を務めていた。そこで彼は神経病理学と理学療法のセンターも設立し、神経損傷の研究と治療を行い、負傷者の看護も担当した。

貢献する

ゴルジ体の時代は、個々の細胞を識別することが不可能だったため、中枢神経系の研究は極めて困難でした。当時の粗い組織染色技術は、繊細な神経組織に対しては無力でした。ゴーキーは歴史を変えました。彼は、脳を観察する方法を完全に変える新しい染色法を開発したのです。それは彼が慢性疾患病院で働いていたときのことでした。小さな病院には実験室も研究設備もなかったため、ゴーキーは自分のアパートの小さなキッチンに簡単な実験室を設け、そこに顕微鏡を置いて、夜間にろうそくの明かりの下で実験を行った。

ゴルジ体は細胞を染色しようとした最初の人物ではなかったが、従来の方法に大きな改良を加えた。彼の神経組織染色法は、限られた数の細胞全体を染色することを可能にします。彼はまず脳神経組織の小片を二クロム酸カリウムで処理して硬化させ、次に硝酸銀に浸した。顕微鏡で見ると、少数のニューロン（3% 未満）の輪郭が周囲の組織や細胞からはっきりと見えます。表面にはクロム酸銀粒子が明るい黒色の沈着物を形成し、神経細胞の細胞体と軸索、およびすべての樹状突起が強調され、ニューロンのかなり鮮明な画像が得られ、黄色の背景との鮮明なコントラストにより、脳の神経細胞の基本構造が示されます。細胞が選択的に黒く染色されたため、ゴルジ体はこのプロセスを「黒色反応」と呼びました。 1873年8月2日、彼はこの染色法をイタリアの医学雑誌『ガゼタ・メディカ・イタリアーニ』に発表した。現在、この方法は「ゴルジ染色」として知られています。

図2 ゴルジの染色法を用いたニューロン（左）と海馬（右）を示すゴルジの原稿

ゴルジ体は次に、染色法を使って人間の神経系に関する一連の重要な観察を行いました。

彼は筋肉の緊張を感知する受容体を発見しました。これは現在ゴルジ腱器官と呼ばれています。 1878年、彼は圧力を伝達するゴルジ・マッツォーニ小体を発見した。 1879 年に、彼はゴルジ体レッゾニコ角質漏斗としても知られるミエリン環状装置を発見しました。

1885 年、ゴルジ体は脳内に 2 つの基本的なタイプのニューロンがあることを発見しました。1 つは大脳皮質から脳の他の部分まで伸びる非常に長い軸索を持つニューロンで、もう 1 つは非常に短い軸索を持つか、軸索がまったくないニューロンです。これら 2 種類のニューロンは、後にそれぞれ「ゴルジ体 I 型」と「ゴルジ体 II 型」と名付けられました。彼はまた、小脳、海馬、脊髄、嗅球の構造、および舞踏病における線条体と皮質の病変を明確に記述した最初の人物でもありました。

ゴルジ体のもう一つの大きな貢献は、タンパク質と脂質のパッケージングを担う細胞内の器官の発見と詳細な説明であり、現在、生物学の教科書では「ゴルジ体」と呼ばれています。ゴルジ体の主な機能は、合成されたタンパク質を処理、分類、輸送し、それを細胞の特定の部分に送ったり、さまざまなカテゴリに分けて細胞外に分泌したりすることです。このプロセスには、タンパク質の糖化、細胞分泌活動への参加、膜変換機能、タンパク質の活性物質への加水分解、リソソームの形成への参加、植物細胞壁の形成への参加が含まれます。その他の機能としては、一部の原生生物における細胞液バランスの調節などがあります。

さらに、ゴーリキーは人間の腎臓機能と人体内のマラリア原虫についても研究しました。彼はネフロンを完全に解剖した最初の人物であり、遠位尿細管（ヘンレ係蹄）内のネフロンが糸球体に戻ることを発見した。 1885 年に、彼はさまざまな種類のマラリアがさまざまな種類のマラリア原虫によって引き起こされることを発見しました。翌年、彼はマラリア患者の発熱が人間の血液中の赤血球周期に関係していることを発見した。マラリア原虫は赤血球に生息しており、赤血球が溶解すると患者に発熱が起こることが判明しました。この法則は「ゴルジの法則」と呼ばれます。

後ろに

1918年、ゴーリキーはパヴィア大学を退職し、名誉教授となった。しかし、彼は生涯にわたる医学研究と観察実験への愛情を捨てることはなかった。 1926年1月26日、ゴーリキーは82歳で亡くなり、パヴィア記念墓地に埋葬されました。パヴィア大学はキャンパス内に彼の記念碑を建てました。そこにはイタリア語で次のように書かれています。

「カミーロ・ゴーリキー（1843-1926）は、傑出した組織学者、病理学者であり、先駆者であり巨匠でした。彼の苦心の努力により、神経組織の秘密の構造が発見され、明確に記述されました。ここで彼は研究し、ここで生活し、そしてここで将来の学者を導き、刺激を与えました。」

図3 パヴィア大学キャンパスのゴーリキー像

パヴィア大学はまた、彼の神経科学における業績を紹介するために、学校の歴史博物館内に「ゴルキー・ホール」と名付けられた特別展示ホールを開設し、彼が授与した賞や名誉学位証書80点以上を展示した。ゴーリキーが受けた主な栄誉としては、1900年にイタリア国王ウンベルト1世から上院議員に任命されたことなどが挙げられる。 1913年にオランダ王立芸術科学アカデミーの外国人会員に選出される。ケンブリッジ大学、ジュネーブ大学、クリスチャニアアカデミー大学、アテネ国立カポディストリアン大学、パリのソルボンヌ大学から名誉博士号を授与される。

1994年、欧州共同体はイタリアでカミッロ・ゴーリキーを記念した切手を発行した。

1956年、ゴーリキーの生誕地コルテノはコルテノ・ゴルギと改名された。また、天空の小惑星6875号は現在「ゴルジ星」と名付けられています。

サンティアゴ・ラモン・イ・カハル

バイオグラフィー

ラモン・イ・カハルは、1852年5月1日にスペイン北部のプティリャ・デ・アラゴンで生まれました。彼の父、フスト・ラモン・カサス（1822-1903）は外科医であり、スペインのサラゴサ大学の応用解剖学の教授であった。ラモン・イ・カハールは後に、父親は人間の心は知識を得るために生まれてきたと信じていたと回想している。「父は文学に関するあらゆるものを軽蔑し、批判し、純粋に鑑賞や娯楽のためのものはすべて拒絶した。」彼の父親は芸術は不治の病であると信じており、家には医学書しか置くことを許さず、文学小説の存在は絶対に許さなかった。しかし、ラモン・イ・カハールの母親、アントニア・カハールはロマン主義者でした。彼女はよく箱の底に安物のファンタジー小説を隠し、それをラモン・イ・カハール、弟のペドロ、妹のパウラにこっそりと渡していたので、子供たちは皆母親のことが大好きでした。

ラモン・イ・カハールは子供の頃からとてもいたずら好きで頑固な性格でした。彼は「問題児」であり、両親や教師たちに多大な頭痛の種を与えていた。息子がきちんと座って勉強できるように、父親は息子をいくつかの小学校に転校させました。しかし、彼は学校での成績が非常に悪く、よく授業をさぼっていました。そこで父親は、息子が学校を中退して理髪師と靴職人のもとで技術を学ぶことを許可したが、息子はどちらの仕事も失敗に終わった。その後、この「問題児」は、苦労の末、ようやく中学校に進学した。

幸いなことに、ラモン・チャハルはまったく役に立たないわけではない。彼は絵を描くことと写真を撮ることが好きで、芸術家になることを夢見ています。ある時、父親は息子が骨の絵を描くことに興味を持つかもしれないと考えて、息子を墓地に連れて行き、古代の墓を調べさせた。意外にも、息子は人体の骨格を描くのが好きだっただけでなく、解剖学にも大きな興味を持つようになりました。実際、ラモン・イ・カハールは関連資料を読んでいたときに、いくつかの文学作品の比喩に深く魅了されていました。彼は、ドイツの病理学者ルドルフ・L・C・ヴィルヒョウ（1821-1902）の有名な引用「体全体が国であり、すべての細胞がその国民である」に興味を抱きました。ラモン・イ・カハールは、初めて顕微鏡を使って観察したときにこの発言を裏付けました。彼は「限りなく小さな生命の中に魅惑的な光景を発見した」のです。彼は後に、あまりにも魅了され、20時間連続で白血球の動きを観察していたことを思い出した。

1868年、16歳のとき、ラモン・チャハルは父親が教鞭をとっていたサラゴサ大学医学部に入学しました。彼は父親の監督と指導の下、特に解剖学の技術においてどんどん優れた成績を収めていった。 3年後、彼は優秀賞を受賞し、解剖学の助教授として採用されました。 1873年に彼は医学部を卒業し、医師として開業した。

同年、ラモン・チャハルは陸軍に徴兵された。数か月間軍隊に勤務した後、彼は医療部隊への入隊を申請し、合格した。 1874年、彼が所属していた部隊はスペインの植民地であるキューバに移転した。翌年、彼はキューバからスペインに送還されたが、その頃には赤痢とマラリアに罹っており、マラリアで危うく死にそうになった。ラモン・イ・カハールは軍を退役した後、学校に戻り、1877年にスペインのマドリード大学で医学博士号を取得しました。その後、バルセロナ大学、マドリード大学の教授に就任しました。

1879年、ラモン・イ・カハールは結婚し、後に妻との間に4人の娘と2人の息子を育てた。同年、サラゴサ美術館の館長に就任。 1881年、スペインのバレンシア大学の教授となった。 1899年、彼はスペイン国立保健研究所の所長に任命された。

1932年、ラモン・イ・カハールはスペイン国立研究評議会の傘下にあるカハール研究所を設立しました。

ラモン・イ・カハールの妻は 1930 年に亡くなり、彼も 1934 年 10 月 17 日に 82 歳で亡くなりました。夫婦はマドリードで一緒に埋葬されました。

図 4 マドリードにあるラモン・イ・カハルの墓

貢献する

1887年、35歳のとき、ラモン・イ・カハールはバレンシア大学の神経学者で精神科医のルイス・シマロ・ラカブラ（1851年 - 1921年）を訪問し、ゴルジ法で染色された神経組織の標本を初めて目にしました。ラモン・イ・カハールは後に自伝の中で、当時ゴルジ染色は「大多数の神経学者には知られていなかったか、過小評価されていた」と書いている。彼は当時、染み込んだ元素を観察したことを思い出し、それを「墨汁で描かれた絵画」を見るようなものだと表現し、それが彼の「人生に閃き」を残したと語った。

しかし、ゴルジ染色法では、神経細胞の細胞体と少数の近位突起、および色がはっきりしない一部の神経線維しか表示できません。このため、ゴルジ体は神経細胞が融合して漠然とした全体的ネットワークを形成すると信じていました。

しかし、ラモン・イ・カハールは「ダブルディッピング」を用いてゴルジ染色法に重要な改良を加えました。彼は、さまざまな種の神経系のさまざまな部分に対して染色実験を行いました。彼が後世に残した神経系の約 1,500 の切片のうち、800 以上はゴルジ染色法を使用して取得されました。彼が描いた神経系地図には、一部の動物におけるほぼすべての脳領域が含まれており、発達から成体、正常および病理、変性および再生に至るまでのさまざまな神経組織が含まれています。このような広範囲にわたる観察、比較、分析を通じて、ラモン・イ・カハールは、自分が見たものが、当時誰もが信じていた神経細胞ネットワーク理論の例外ではないと感じました。彼は、神経系がゴルキーが信じていたような途切れることのない回路網ではなく、独立した神経細胞で構成されていることを発見し、それを決定した。

図5 ラモン・イ・カハールによる小脳プルキンエ線維の地図

1888年、ラモン・イ・カハールは画期的な研究結果を公式に発表しました。彼はいくつかの鳥類と哺乳類の脳内の神経系について報告し、それらが相互に連結しながらも独立した多数のニューロンで構成されていることを示しました。当時、鳥の脳内で染色できる細胞の割合が非常に高かったため、彼はこれを非常に明確に示すことができました。

1889 年 10 月、ラモン・イ・カハールはベルリンで開催されたドイツ解剖学会会議に出席しました。会議で彼は多くの実験画像を公開し、スイスの組織学者ルドルフ・A・フォン・ケーリカー（1817-1905）をはじめとする参加者から承認と支持を得た。

1891 年、ラモン・イ・カハールのもう一人の支持者であるドイツの解剖学者ハインリッヒ・WG・フォン・ワルダイアー・ハルツ (1836-1921) は、ラモン・イ・カハールらが示した実験的証拠を要約し、染色体を定義し、ニューロン理論を完成させました。それ以来、ニューロン理論は現代の神経科学の理論的基礎となりました。

1894 年、ラモン・イ・カハールはロンドン王立協会で講演し、ニューロンの樹状突起棘の超微細構造に関する観察結果を報告し、樹状突起棘が軸索からの信号を受信できると推測しました。彼はまた、神経細胞が「分極」しており、細胞体と樹状突起で情報を受け取り、軸索を通じて遠く離れた場所に情報を伝達するという「動的分極法則」を提唱した。これらの発見と説明により、ゴルジ体が何年も前に行った当初の観察は大幅に改良されました。

1904 年、ラモン イ カハルは、著書「人間と脊椎動物の神経系の組織学」(Textura del Sistema Nervioso del Hombre y los Vertebrados) で自分の考えをさらに詳しく説明しました。この本では、多くの動物の中枢神経系と末梢神経系の神経細胞組織の特徴を詳細に説明し、その特徴を精巧な絵画技術で詳細に表現しています。

1913 年、ラモン・イ・カハールは「神経系の退化と再生」を出版し、神経系の発達と損傷に対する反応に関する観察を詳細に記述しました。この研究に基づいて、ラモン・イ・カハールは初めて「可塑性」という言葉を脳に適用し、発達中の神経系の刈り込みと接続、学習プロセス中の構造変化、およびトラウマ後の自己再構築を説明しました。彼は知能を向上させるために「脳体操」さえ推進した。

図6 研究室のラモン・イ・カハール

要約すると、ラモン・イ・カハールは現代の神経科学に 3 つの基本的な要素をもたらしました。

まず、ラモン・イ・カハールは精巧かつ詳細な観察を通じて「ニューロン」の概念を検証し、「ニューロン理論」の確立に貢献しました。彼は、神経系は連続したネットワーク構造ではなく、相互に接触して接続された多数の独立した神経細胞（ニューロン）で構成されていると指摘した。 1897 年、イギリスの神経生理学者チャールズ・S・シェリントン卿 (1857-1952) はこの接触点を「シナプス」と名付けました。

実際、この「分散」というアイデアを思いついたのはラモン・イ・カハールが初めてではありませんでした。 1886年、スイス生まれのドイツの解剖学者で発生学者のヴィルヘルム・ヒス・シニア（1831-1904）は、さまざまな発達時点における神経線維を観察し、神経細胞は互いに融合するのではなく、緊密な接続がなくても互いに情報を伝達できると考えました。同年、スイスの神経解剖学者で精神科医のオーギュスト・アンリ・フォレル（1848-1931）も、運動神経が筋繊維に直接つながっていないことに気づき、中枢神経系の神経細胞は互いにつながる必要はないのではないかと推測しました。しかし、ラモン・イ・カハールが、この見解を多数の実験結果で検証した最初の神経科学者であったことは疑いの余地がありません。この概念は、脳は神経線維の統合されたネットワークであると主張するゴルジ体を中心とした当時の主流の考え方を覆すものであり、「脳神経は個別の細胞単位の組み合わせではない」というゴルジ体の認識に反するものであった。その後、高度な検出技術によってラモン・イ・カハールの考えが正しかったことが証明された。

第二に、ラモン・イ・カハールはゴーリキーの以前の曖昧な観察を正確に検証し、明確にした。彼は、すべてのニューロンが非対称の極性構造を持っていることを発見しました。つまり、一方の端は非常に長い繊維のような軸索であり、もう一方の端は多くの枝のような枝を持つ樹状突起です。そこで彼は「動的分極の法則」を提唱した。彼は、神経細胞は「極性」を持ち、軸索は情報を遠くへ伝達するニューロンの出力構造であり、樹状突起は他のニューロンから信号を受信する入力構造であり、信号はニューロン内で樹状突起から軸索へ一方向に流れると信じていました。この主張は、ニューロン内では神経信号の一方向伝導は存在しないというゴルジ体の見解に反する。ラモン・イ・カハールの理論は、後に神経接続がどのように機能するかについての基本原理であることが確認されました。

3番目に、ラモン・イ・カハールは、成長期の軸索の前端に「成長円錐」があることを発見しました。標的細胞から分泌される化学物質の誘導によって成長経路を探し、最終的に標的細胞を見つけ、シナプス結合を形成します。

図7 ラモン・イ・カハールの神経繊維状軸索と樹状突起の図

後ろに

ラモン・イ・カハール以来 100 年以上にわたり、神経科学界は彼を最も優れた神経解剖学者として認めてきました。彼は神経系の構造と機能を正しく解釈し、貴重な神経解剖学情報を大量に提供しました。彼が作成したニューロンと神経系の地図の多くは、現代の神経科学の教科書でも今でも使用されています。これらは神経科学に対する彼の比類のない貢献です。

しかし、当時ゴーリキーが率いたニューラルネットワーク回路学派は、ラモン・イ・カハールの「異端」理論を常に断固として批判し、頑固に抵抗していた。ラモン・イ・カハールの生涯において、神経科学界における主流理論との論争は非常に困難で際立ったものでした。ラモン・イ・カハールの著作『人間と脊椎動物の神経系の構造について』と『神経系の組織学に関する新見解』は、彼の困難な闘いを反映しています。ラモン・イ・カハールは、自らの教義を広め、擁護するために、生涯の最後の瞬間まで戦いました。 1933年、つまり死の1年前、彼はまだ『神経主義 - 網状主義』を執筆中だった。この原稿は1952年にカハール研究所によって正式に出版され、その英訳は1954年に出版された。

ラモン・イ・カハールは、自身の研究論文に加えて、若者向けの高度な科学研究に関する読み物もいくつか執筆しました。彼は、1899年に執筆した「科学研究の規則と原則」や1897年に執筆した「若手研究者へのアドバイス」などの著作の中で、科学研究の独立性、集中力、粘り強さを繰り返し強調した。彼は、知性が最も重要な要素ではなく、平均的な資格を持つ科学者でも重要な科学的成果を達成できると信じていました。彼はこう言った。「私は天才ではありません。ただ…疲れを知らない働き者です。」彼は後世の人々に素晴らしいアドバイスを残した。「失敗に対する姿勢は、4つの簡単な言葉にまとめられる。挑戦し続けることだ。」

図8 ラモン・イ・カハールの作品集

ラモン・イ・カハールは、ノーベル賞を受賞した史上二人目のスペイン人科学者です。最初の人物は、土木技師、数学者、政治家、劇作家であり、1904年にノーベル文学賞を受賞したホセ・エチェガライ（1832年 - 1916年）でした。

ラモン・イ・カハールは神経科学に大きな功績を残したが、生前はあまり名誉を受けなかった。おそらくこの「問題児」は気にしていないのだろう。

いずれにせよ、2017 年にラモン・イ・カハールのアーカイブ全体 (原稿、図面、絵画、写真、書籍、手紙を含む) がユネスコ世界記憶遺産に永久登録されたことは特筆に値します。

図9 『脳の美：イラスト集』サンティアゴ・ラモン・イ・カハール著、エリック・A・ニューマン他編、ヤン・チン訳、フー・ヘ編、湖南科学技術出版社2020年10月刊

この記事は科学普及中国星空プロジェクトの支援を受けています

制作：中国科学技術協会科学普及部

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