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探索的起点1876 年，年轻的谢灵顿踏入了伦敦圣托马斯医院，开启了他的医学学习之路。那时的他，或许还未曾料到，自己将在未来的岁月里，为人类对神经系统的认知带来一场革命。
在医院里，谢灵顿如饥似渴地学习着各种医学知识。他常常在课后独自留在解剖室，对着那些冰冷的标本沉思。他心中充满了疑惑：人体的神经系统究竟是如何运作的？那些复杂的神经信号，到底是怎样在身体里传递的？
1879 年，谢灵顿前往剑桥大学，在 Michael Foster 先生的指导下学习生理学。在剑桥的日子里，他接触到了更多前沿的科学理念和研究方法。一次，在课堂上，Foster 先生讲到了神经功能的实验研究，提及了 Charles Bell 等人的工作，以及法国斯特拉斯堡大学的 David Ferrier 和 Friedrich Leopold Goltz 关于切除狗和猴部分大脑皮层所产生影响的争论。这犹如一道光，瞬间点燃了谢灵顿内心深处对神经系统探索的热情。
“为什么切除部分大脑皮层会产生不同的影响呢？” 谢灵顿在课后找到 Foster 先生，眼中闪烁着好奇的光芒。
Foster 先生微笑着看着他，说道：“孩子，这正是神经系统的奥秘所在。我们对它的了解还太少太少，每一个新的发现，都可能改变我们对生命运作方式的认知。”
从那以后，谢灵顿便和 John Newport Langley 在剑桥大学开始了对神经系统的深入研究。他们不断地进行实验，观察动物在各种神经刺激下的反应。在无数个日夜的努力后，1884 年，他们发表了一篇关于这方面的研究论文，这也标志着谢灵顿正式踏上了探索神经系统奥秘的征程。
随着研究的深入，谢灵顿越发觉得神经系统就像一个神秘的迷宫，每一条神经纤维似乎都隐藏着无尽的秘密。他渴望找到一把钥匙，能够打开这座迷宫的大门，让人类看清神经系统的运作机制。
1885 年，谢灵顿获得了医学士学位。之后，他作为医学研究协会委员会成员前往西班牙调查霍乱爆发，又在意大利威尼斯地区进行同样的调查。这些经历虽然与他的神经系统研究看似无关，但却锻炼了他严谨的科学态度和敏锐的观察力。
1887 年，谢灵顿被任命为伦敦圣托马斯医院的系统生理学讲师，同时也成为了剑桥大学冈维尔和凯厄斯学院的研究成员。此时的他，已经积累了丰富的研究经验和知识储备，正准备向神经系统研究的更深层次迈进。
在这个时期，他受到了英国生理学家 Walter Holbrook Gaskell 和西班牙神经科学家 Santiago Ramón y Cajal 的很大影响。特别是在访问西班牙时与 Cajal 的会面，让谢灵顿开始将研究目标转向脊髓。他深知，脊髓作为神经系统的重要组成部分，一定隐藏着解开神经信号传递之谜的关键线索。
谢灵顿，图片来自抖音百科
深入脊髓的探索1891 年，谢灵顿成为了伦敦布朗高级生理学和病理生理学研究学院的教授和主管，这为他的研究提供了更好的条件和资源。此时，他将全部精力都投入到了脊髓反射的研究中，这个在当时备受关注的课题，成为了他探索神经系统奥秘的突破口。
每天，谢灵顿都会早早地来到实验室，对着那些实验用的动物陷入沉思。他知道，要想揭开脊髓反射的秘密，就必须从最基础的观察开始。他不断地刺激动物的脊髓，观察它们身体各个部位的反应。在一次又一次的实验中，他逐渐发现了一些规律。
“你看，当我们刺激这里时，动物的腿部会出现这样的反应。这说明脊髓在这个过程中起到了至关重要的作用。” 谢灵顿对他的助手说道，眼中满是兴奋。
助手点了点头，问道：“但是，教授，这些信号是如何在脊髓中传递的呢？为什么会出现这样特定的反应？”
谢灵顿皱起眉头，陷入了思考：“这正是我们需要弄清楚的。神经系统就像一个庞大而复杂的通信网络，每一个环节都紧密相连。脊髓反射的背后，一定存在着某种特定的机制。”
在接下来的研究中，谢灵顿开始关注支配肌肉的神经。1894 年，他有了一个重大发现：支配肌肉的神经含有感觉神经纤维和引起肌肉收缩的运动神经纤维。这一发现让他对神经信号的传递有了新的认识。他意识到，感觉神经纤维就像是信息的 “快递员”，将外界的刺激信息传递到脊髓，而运动神经纤维则像是执行命令的 “士兵”，根据脊髓的指令让肌肉做出相应的反应。
在此之前，1893 年，谢灵顿还发现了肌肉、肌腱和关节等处具有感觉功能，并提出了 “本体感觉” 这一术语。他认为本体感觉的信息由传入神经纤维传至中枢后可决定肌肉的紧张度。这就好比身体内部有一个 “自我感知系统”，能够时刻告诉大脑身体各个部位的状态。
随着研究的不断推进，谢灵顿越发觉得神经元之间的连接方式是解开神经信号传递之谜的关键。他开始思考，当一个神经元被激活时，它是如何将信号传递给下一个神经元的呢？这个问题在他的脑海中挥之不去，促使他不断地寻找答案。
1893 年至 1897 年间，谢灵顿研究了皮肤感受野的节段性分布，又有了新的重要发现：支配肌肉的神经束中有 1/3 是传出纤维，其余的为运动纤维。这一发现进一步丰富了他对神经系统结构和功能的认识。他感觉自己就像一个拼图爱好者，每一个新的发现都让他离完整的神经系统拼图更近了一步。
在利物浦大学期间，谢灵顿回到了他早先研究的课题 —— 对拮抗肌的神经支配的研究。在这里，他又有了新的突破：发现反射抑制在拮抗肌中起重要的作用。这就好像是神经系统中有一个 “平衡器”，能够协调不同肌肉之间的运动，让身体的动作更加协调和流畅。
然而，谢灵顿并不满足于此。他知道，要想真正理解神经系统的运作机制，还需要更深入地研究神经元之间的连接结构和信息传递方式。他的脑海中始终萦绕着那个问题：神经元之间到底是如何精确地传递信号的呢？
“突触” 概念的诞生1897 年，这是注定要在神经科学史上留下浓墨重彩一笔的一年。经过多年对神经系统的深入研究和思考，谢灵顿提出了一个具有划时代意义的概念 ——“突触”。他用这个术语来描述一个神经元与另一个神经元之间的接触部位，并认为神经元与神经元之间在这个部位进行信息沟通。
在提出这个概念之前，谢灵顿经历了无数个日夜的思考和研究。他仔细观察了神经元的结构，发现当神经冲动通过轴突传导到末梢时，似乎存在着某种特殊的机制来将信号传递给下一个神经元。他想象着，神经元之间的连接就像是一个个小小的 “驿站”，神经信号在这里进行传递和转换。
电子显微镜下的神经元间隙，来自百度百科
“你看，这些神经元之间并不是直接相连的，它们之间存在着一个很小的间隙。但是信号却能够从一个神经元传递到另一个神经元，这中间一定有什么特殊的结构在起作用。” 谢灵顿在实验室里，一边对着显微镜观察，一边对他的同事们说道。
同事们纷纷围过来，看着显微镜下那复杂而又神秘的神经元结构，不禁点头表示赞同。
“那么，教授，您认为这个特殊的结构是什么呢？” 一位年轻的研究员问道。
谢灵顿深吸一口气，说道：“我想，我们可以把这个神经元之间的接触部位称为‘突触’。它就像是一个信息传递的‘中转站’，神经冲动在这里通过某种方式从一个神经元传递到另一个神经元。”
突触结构示意图，来自百度百科
为了验证自己的想法，谢灵顿和他的团队进行了一系列的实验。他们通过各种手段刺激神经元，观察突触部位的变化以及神经信号的传递情况。在无数次的实验和分析后，他们逐渐证实了突触在神经信号传递中的关键作用。
突触的发现，就像是为神经科学研究打开了一扇新的大门。它让人们开始从一个全新的角度去理解神经系统的运作机制。以前那些看似复杂难以理解的神经信号传递过程，在突触的概念下，变得更加清晰和有条理。
谢灵顿的这一发现，很快在科学界引起了轰动。其他科学家们纷纷开始关注突触的研究，并且在他的基础上进行更深入的探索。随着研究的不断深入，人们对突触的结构和功能有了越来越多的了解。
突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分构成。突触前膜内含有大量的突触小泡，里面储存着神经递质。当神经冲动到达突触前膜时，突触小泡会与突触前膜融合，将神经递质释放到突触间隙中。神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜，与突触后膜上的受体结合，从而引起突触后神经元的兴奋或抑制，实现神经信号的传递。
这一过程就像是一场精心编排的舞蹈。神经冲动是这场舞蹈的 “指挥”，突触前膜、突触小泡、神经递质、突触后膜和受体等各个角色，在这场舞蹈中各司其职，共同完成了神经信号的传递。
谢灵顿的 “突触” 概念，为后来的神经科学研究奠定了坚实的基础。它让人们对神经系统的认识达到了一个新的高度，也为治疗各种神经系统疾病带来了新的希望。同时也为后续神经网络和大模型发展奠定了基石。其发现神经元间通过突触进行信息沟通，让科学家认识到神经系统信号传递的关键节点 ，如同为理解神经信息流动指明了 “中转站” 位置。这启发了神经网络构建中对节点连接的思考，促使研究者模拟突触信息传递机制，设计神经元连接方式，优化网络架构。在大模型发展里，借鉴突触信号传递的模式，对模型参数更新、信息传播路径优化有重要意义，帮助模型在海量数据处理时，像神经系统高效传递信号一样，提升运算效率与准确性，为人工智能模拟人类智能复杂信息处理能力带来曙光，从神经科学基础研究层面推动了现代计算智能领域的进步 。
