生理学家--汪敬熙先生传略

2022-07-03 17:28  





汪敬熙先生传略

鲁子惠  王雨若

弱视作为儿童常见眼病之一,严重影响儿童视觉发育,其患病率为2%~4%。我国约有3亿儿童,弱视患儿的数量相当可观。良好的视力不是先天获得的,婴儿出生时,视力不及成人的1%,随着年龄的增长,双眼视细胞不断发育和完善。5岁以内是视功能发育的重要时期,视觉发育一直延续到6~8岁,如这个时期某种原因造成双眼视物障碍,视细胞得不到正常的刺激,视功能就停留在一个低级水平,双眼视力低下,且不能矫正,就形成了双眼弱视;若只能用一眼视物,这只眼睛的视觉就会在长期的反复刺激中得以发育,而不能注视的另一眼发育迟缓,形成了单眼弱视。

汪敬熙(1893年—1968年),曾任职中国生理学会第346710届理事,山东济南人。1919年毕业于北京大学。由蔡元培、蒋梦麟及陶孟和诸先生选派他赴美深造。在美国约翰·霍布金斯大学医学院师从Adolff Meyer 教授,与C. P. Richter 博士共同做实验研究,1923年获哲学博士学位。
1924年归国任河南中州大学心理学教授。1925年又到美国巴尔的摩继续与C. P. Richter 博士合作研究。1927年回国任广州中山大学心理学教授,建立了国内最早的神经生理学实验室。1930年任北京大学心理学系教授,并创建了心理学实验室。1934年由中央研究院院长蔡元培先生聘为心理学研究所所长,在上海和南京建立了新的实验室。
1937年日本发动侵华战争,心理所与中央研究院各所迁往内地,经长沙、南岳和阳朔等处,最后到达桂林良丰雁山村。1939年襄助李四光先生创建了桂林科学馆。1945年作为访问教授在美国哥伦比亚大学Detwiler 教授实验室工作一段时间。1946年回国代理中央研究院总干事。1947年在上海短暂停留后,受聘北京大学生物系主任。
1948年英国科学家李约瑟(Sir Joseph Needham)教授推荐汪敬熙先生成为联合国教科文组织主任。1952年任满,到美国仍与Richter 博士继续做实验研究。1957 年转到威斯康星大学工作,直至逝世。在追悼会上C. N. Woolsey 教授称赞汪先生为国际学界中的科学家,掌握科学文献知识最为丰富,为同工作者所不及。


弱视作为儿童常见眼病之一,严重影响儿童视觉发育,其患病率为2%~4%。我国约有3亿儿童,弱视患儿的数量相当可观。良好的视力不是先天获得的,婴儿出生时,视力不及成人的1%,随着年龄的增长,双眼视细胞不断发育和完善。5岁以内是视功能发育的重要时期,视觉发育一直延续到6~8岁,如这个时期某种原因造成双眼视物障碍,视细胞得不到正常的刺激,视功能就停留在一个低级水平,双眼视力低下,且不能矫正,就形成了双眼弱视;若只能用一眼视物,这只眼睛的视觉就会在长期的反复刺激中得以发育,而不能注视的另一眼发育迟缓,形成了单眼弱视。

一生专注于四个方面的工作

汪敬熙终生从事心理学和生理学的实验研究。1942年纪念蔡元培先生第一次学术讲演中,汪先生总结自己的研究工作,将其分为四个方面,即:①小白鼠活动量与性周期的关系;②皮肤电反射;③动物脑部的电位;④两栖类胚胎的发育研究。兹略述其梗概如下:

1  动物的活动受各种因素的影响,尤其是性冲动的影响。汪先生把小白鼠蹬转轮的活动记录下来,同时做雌鼠的阴道涂片的观察,发现雌鼠涂片上卵巢素增多时,鼠的活动最为活跃,而且这种现象具有四日的周期。雄鼠的活动,却没有这种周期现象。汪先生认为卵巢的内分泌产物——卵巢素,是影响雌鼠活动的原因。

2  用两个电极分别固定在人的手心和手背上,电极另一端连接在电流计上。如果人受到刺激,电流计的悬线就发生偏转移动,甚至语言的刺激,也可以引起这种现象。早时曾将此现象叫做心理电反射(psycho-electro-response)后来发现只有电极放在皮肤上,才有这种电反应,因而把此现象叫做皮肤电反射(electro-dermalreflex)
把电极放在猫脚垫的皮肤上,如果动物受到刺激,也可以引起这种皮肤电反射。汪先生用猫做实验,将电极放在猫一只后脚的脚垫上,将另一只后脚垫上涂以碘酒,碘酒干后,敷上一层淀粉。当猫受到刺激、发生皮肤电反射时,另一只脚垫上的淀粉即变为黑色,表示是有水(汗)将涂碘酒的淀粉变为黑色。于是他认为皮肤电反射是由于动物的出汗所致。
有一种病人,皮肤内没有汗腺,也没有皮肤电反射,所以皮肤电反射,与意识毫无关系,既不表现情绪,也不表示意志,只是人和动物保持体内运转机构的均衡,以便维持肌肉的运动。当动物受到刺激时,血压增高,呼吸加速,同时也发汗,这都是自主神经系统反射的成分。

汪先生对皮肤电反射第二阶段的研究,是从1953年以后开始的。他把皮肤电分析为三个成分:即自发的电位波(spontaneous potential wave)、皮肤电反射(electrodermal reflex)和皮肤电反应(electrodermal response)。

弱视作为儿童常见眼病之一,严重影响儿童视觉发育,其患病率为2%~4%。我国约有3亿儿童,弱视患儿的数量相当可观。良好的视力不是先天获得的,婴儿出生时,视力不及成人的1%,随着年龄的增长,双眼视细胞不断发育和完善。5岁以内是视功能发育的重要时期,视觉发育一直延续到6~8岁,如这个时期某种原因造成双眼视物障碍,视细胞得不到正常的刺激,视功能就停留在一个低级水平,双眼视力低下,且不能矫正,就形成了双眼弱视;若只能用一眼视物,这只眼睛的视觉就会在长期的反复刺激中得以发育,而不能注视的另一眼发育迟缓,形成了单眼弱视。

自发的电位波是没有任何刺激自发的电位波动,皮肤电反射是由各种刺激诱发出动作电位,而皮肤电反应是直接刺激了催汗神经或兴奋神经中枢所引起的电位变动。

汪先生深入探讨发现,皮肤电反射,也即发汗的活动,有五个兴奋性中枢,分别在大脑皮层的感觉运动区、大脑皮层的边叶、下丘脑、丘脑背部和中脑的外侧网状结构;也有五个抑制性中枢,分别在大脑皮层额叶、海马区、纹状体的尾核、小脑前叶和脑干腹内侧的网状结构;此外还有一个调整中枢在纹状体内。汪先生认为动物的反应活动,均为兴奋性与抑制性冲动代数的总合表现。神经控制发汗的最后公路,为脊髓内交感柱中神经元集团。它们经常受高级神经中枢的“命令”,作适当的反应;如果失去高级神经中枢的控制,动物脚垫上的电活动将失去条理。

汪敬熙先生总结两个阶段研究的成果,写了一本专著——《发汗的神经控制》,发表于1964年。在这项研究中,他还观察了麻醉剂对神经系统的影响,借以了解麻醉剂的作用机制。此外,动物一般不易表现抑制行为,汪先生却能用刺激的方法诱发出动物的抑制行为。

3  在20世纪20年代末,英国人E.D.Adrian发现神经动作电位,差不多同时汪先生用光刺激兔的眼睛,也可以引起脑部的电位变动,电位变动不但在大脑视区,还可在上叠体和外膝体内出现。这种变动出现两个电波,一个出现在光刺激的起始,叫做显光效应;一个出现在光刺激的终止,叫做撤光效应。有人认为光刺激的强度变动,不能引起视区的电位改变,而汪先生发现光刺激的强度变动,也可以引起电位的反应,不过光强度的增减与原强度之比,必须达到一定的程度,而且在一定的时间内完成,始可有效。此外,汪先生还发现在光刺激时如果有影子掠过视域,也可以引起电位变动,影子掠过视域越快,影动效应越小,其潜伏期也越短。

30年代国内尚无电子示波器,汪先生记录脑部电位变动是采用了一种磁性示波器,经过两阶段的放大,才记录出脑部微弱的电流,而该电子放大器装置,是汪先生依照图纸,因陋就简,自己装配起来的。

4  抗战时期在大后方,既无实验仪器,又缺少试剂药品,汪先生乃就地取材,观察两栖类几种蛙游泳行为的发育情况。美国Coghill教授曾观察过蝾螈发育的情况,认为它们游泳的发育分为五个时期,即:无动作期、身体向侧边弯曲期、盘曲期、S型反应期和自由游泳期。而汪先生观察几种蛙的游泳行为发育的情况,更为精细,认为可分为六个阶段,即:无动作期、身体向侧边弯曲期、S形反应期、滚动向前游泳期、控制游泳方向期和游泳时保持身体空间常态期,即正常的游泳行为。前三期与蝾螈的游泳发育相同,第四期时蛙蝌蚪虽能游泳,但只能横冲直闯,滚动向前冲去,第五期游泳虽能有了方向性,但不能维持身体的正常状态,往往翻转身体向前游泳,第六期才达到正常的自由游泳。
汪先生更进一步探讨了游泳行为的发育与神经系统发育的关系。发现神经系统的低级中枢首先成熟,然后逐渐向高级中枢发展。麻醉剂影响游泳行为的过程,正与游泳行为的发育阶段相反,也就是与神经系统的发育过程相反:即麻醉剂首先影响神经系统的高级中枢,然后逐步向低级中枢扩展,最后影响脊髓的中枢。
只具有脊髓的动物,叫做脊髓动物。脊髓动物的活动如何,不易知晓,因为动物只有脊髓,不能成活。汪先生利用低级动物蝌蚪将脊髓动物与正常的动物制成“联体共生”,却可以看到脊髓蝌蚪推着发育第一期的正常蝌蚪,游动不休。这表示神经系统的脊髓首先成熟,同时也表示脊髓神经系统中枢,如无高级神经中枢的控制,必将运动不休。这样,借以对高级动物的脊髓动物的活动有所了解。
此外,汪先生对鸽子瞳孔的扩张和收缩做过实验,还观察过某些药物对动物的影响等。总之,他对各种动物的研究,都是为了对动物行为生理的分析,企图找出一些心理现象的生理基础。


忠实于实验研究的学者
汪先生设计实验非常周密细致,常设计出巧妙的装置进行实验。观察事物眼光犀利,常能透过现象,发现事物的本质。叙述实验结果非常严谨,从不夸大,也不任意创建学说。文字异常洗练,删去一切浮词冗句。他还能因陋就简,就地取材,设计出实验的方法,且能争取时间,见缝插针,多作观察和实验。带领学生不多作讲解,只在实验过程中,使人领悟工作的意义,提高学生的认识。总之,汪先生称得起是一位忠实于实验研究的干练学者
汪先生与林可胜、张锡钧和蔡翘等先生是国内第一代生理学家。他曾为中国生理学杂志(英文版)长期撰稿,发表文章。他也是中国生理学会最早的会员之一。
成就卓著的神经生理学家张香桐先生早年师从汪先生。张香桐先生在回忆往事时说:“当我1933年从北京大学毕业后,当了北大教授汪敬熙先生的助教,是他给我指出了通往科学世界的道路。在他的培育下,我第一次学会了如何设计实验,如何进行研究,如何写作科学论文……,作为一个优秀的教师和精明的科研工作者,他深刻理解科学教育的本质。”
汪先生读书多,知识广,但讲课从不以罗列文献了事,往往以尚未解决的疑难问题作为一堂课的结束。这是汪先生独具匠心之处。汪先生的教育是引导学生参与科学探索的教育。
抗日战争胜利后,也许因为战时物资奇缺的情景记忆犹新,他在北大讲授“普通生物学”,开宗明义,竟以如何自制简易的实验用具讲起,令学生耳目一新。他一再对学生说,以缺乏条件作为放弃研究的理由,只是表明自己的无能。
汪先生博学多才。当他还是一名北大学生的时候,便是当时新文化运动的积极参与者。他是著名的《新潮》月刊的发起人和撰稿者之一。在《新潮》和其他刊物上,他发表过不少小说和诗,在鲁迅先生所编的《中国新文学大系二集》中便有汪先生的作品。他的短篇小说集《雪夜》收创作9 篇,1925年由上海亚东图书馆出版。
文章来源:
主编 王晓民,《根深叶茂 蔚然成荫》,北京,高等教育出版社,2011:14~17页。


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