
大模型史话发展链条
卡哈尔的早年时光在 19 世纪的西班牙,一个小男孩在阿拉贡的土地上呱呱坠地,他就是圣地亚哥・拉蒙・卡哈尔。卡哈尔的父亲是一名外科医生,本以为儿子会在自己的影响下,从小就对医学展现出浓厚的兴趣,可事与愿违,小时候的卡哈尔简直是个调皮捣蛋鬼。
有一回,卡哈尔和小伙伴们想坐玛加大爷的马车,却遭到了拒绝。这可让卡哈尔心里不痛快了,他和小伙伴们一合计,想出了个捉弄玛加大爷的点子。结果,玛加大爷在毫无防备的情况下,被他们的恶作剧摔掉了两颗门牙。卡哈尔心里害怕极了,可又不敢承认错误,只能偷偷地溜回家。
那天晚上,卡哈尔很晚才到家,屋子里黑漆漆的。他以为可以神不知鬼不觉地溜进去,可刚一进屋,灯光突然大亮,父亲手持皮鞭,一脸愤怒地站在他面前。这一顿打,卡哈尔觉得比上次因自制大炮射掉山姆叔叔半边屋挨的揍还要痛。父亲实在是被他的调皮行为气坏了,心想这孩子得好好管教管教,于是决定把卡哈尔送到开理发店的舅舅家当学徒,希望他能收收性子。
然而,卡哈尔在舅舅家也不安分。不到半年时间,他就因为逼着几个孩子喝理发店的洗头水,又闯了大祸。这次,他跟着一个修鞋匠跑了,满心以为能过上自由自在的日子。可现实却给了他沉重的打击,修鞋匠脾气暴躁,一不称心就对卡哈尔拳脚相加。有一次,甚至差点把他的小腿打断。卡哈尔实在是忍无可忍,在一个深夜,他摔了修鞋匠的修鞋箱,然后逃之夭夭。
父亲无奈,只能从警察局领回因流浪罪被拘捕的卡哈尔。这一次,父亲下定决心,要亲自教育这个让人头疼的孩子。卡哈尔跟着父亲开始接触医学,父亲先教他学习骨骼学。没想到,骨头那奇特的形状一下子就吸引住了卡哈尔,他的好奇心被彻底点燃。他像个好奇宝宝一样,提出了一连串的问题,还精心绘制了许多解剖图。卡哈尔兴致勃勃地拿着自己描绘的解剖图向邻居小姑娘炫耀,可他却因为过去的劣迹,遭到了小姑娘的讥讽。
这对卡哈尔来说,简直是个巨大的打击。有好几天,他觉得自己像死了一般。但也就是这次打击,让卡哈尔彻底醒悟过来。当他重新 “活” 过来时,整个人都变了。他立志要继承父业,做个医生,还央求母亲让他去重新读书。他发誓,一定要追回被自己浪费掉的时间。
1868 年,对于卡哈尔一家来说,是个值得骄傲的年份。这一年,高中毕业生中的第一名竟然是曾经的调皮鬼卡哈尔。他凭借优异的成绩,考上了萨拉戈萨大学医科免费生。大学毕业后,卡哈尔参军,被派往古巴。在古巴,他表现英勇,因为出色的表现,被晋升为上尉。从古巴回来后,卡哈尔赴马德里大学攻读博士学位,之后,他被聘任为母校的神经解剖学教授。此时的卡哈尔,站在了神经科学研究的前沿,即将开启一段改变神经科学历史的旅程。

卡哈尔,图片来源:INSTITUTO CAJAL
神经元学说的萌芽在 19 世纪的科学界,关于神经系统的结构,就像是一团迷雾,让众多科学家绞尽脑汁。神经细胞之间到底是相互独立的,还是相互融合的呢?脑的工作形式究竟又是怎样的呢?这两个问题如同两座大山,横亘在科学家们探索神经系统奥秘的道路上。
当时的学界,对于第一个问题,存在着两种截然不同的观点。如果神经细胞之间是相互独立的,那么细胞之间以何种形式传递信号呢?在那个时候,这种传递信号的形式,比如后来我们知道的突触,还属于未知领域。但要是神经细胞之间是相互融合的,那就意味着整个神经系统是一个巨大的网络,神经细胞胞体仅仅负责提供支持和营养,脑则作为一个整体来实现它的功能。
在当时,第二种意见,也就是所谓的网状理论,占据了主流地位。毕竟,从表面上看,它似乎更加合理,而且也不需要去研究那些未知的形式来完善理论。然而,卡哈尔却坚定地站在了反对网状理论的一边。
卡哈尔致力于组织学研究,这其中或许有着经济方面的考量。由于收入微薄,实验用的所有器材都得他自己掏腰包,而组织学研究相对来说投入较少,只要有一台过得去的显微镜,就可以开展研究了。1873 年,意大利科学家高尔基首创重铬酸银染色法,这让卡哈尔看到了研究神经细胞的新希望。后来,卡哈尔认真研究了高尔基染色法,并对其加以改进,使其变得更为可靠。更重要的是,卡哈尔拥有非常出色的绘画才能,这使得他能够将研究结果生动形象地展现出来。
卡哈尔将目光聚焦在观察视网膜神经细胞之间的联系上。尽管当时视网膜细胞已经被人们有了一定的认识,但这些细胞的排列及其缘由仍然是个谜。卡哈尔就像一位执着的解谜人,一头扎进了这个神秘的领域。他通过改进后的染色法,仔细地观察着视网膜神经细胞。他发现,视锥和视杆细胞传递的信息是相互隔离的。这一发现,就像是一道光照进了黑暗的房间,让卡哈尔意识到,那种认为神经细胞相互融合成为一大网络的见解似乎站不住脚。
卡哈尔的脑海中开始逐渐形成一种新的理论雏形 —— 神经元学说。他认为神经元是中枢神经系统的生理单位,是一个独立实体。树突和轴突从神经细胞胞体伸展而出,神经细胞胞体负责支持与营养。而且,神经冲动的传导方向是自树突到胞体再到轴突,一般是单向的。同时,神经细胞之间存在生理不连续,神经冲动可以单向跨越这些不连续,并在神经元之间进行级联传导。但在当时,这个学说还只是一颗刚刚种下的种子,想要让它茁壮成长,得到科学界的认可,还有很长的路要走。

卡哈尔神经元,图片来自网络
与高尔基的观点交锋1906 年,对于神经科学领域来说,是个具有特殊意义的年份。这一年,瑞典卡罗琳斯卡医学院决定将诺贝尔医学和生理学奖授予在神经组织学领域做出重要贡献的高尔基和卡哈尔。这本该是一个值得庆祝的时刻,然而,两人学术上的分歧却并未因此而弥合。
高尔基,作为神经染色法的发明者,是网状理论的坚定支持者。他的观点在当时的科学界有着广泛的影响力。当得知自己和卡哈尔一同获得诺贝尔奖时,高尔基的内心其实有些复杂。一方面,他为自己的研究成果得到认可而感到高兴;另一方面,他又对卡哈尔的神经元学说嗤之以鼻,他觉得卡哈尔的理论简直是荒谬至极,完全违背了他所坚信的网状理论。
在颁奖典礼现场,气氛庄重而热烈。获奖者需要发表演说,阐述自己在该领域所做的工作。高尔基首先走上讲台,他的表情严肃而自信。他以脑部受损后功能的恢复以及脑组织强大一致的信息整合能力为依据,再次申明了自己对网状理论的支持。他的声音洪亮,在会场中回荡:“诸位,从脑部受损后的恢复情况,我们可以清晰地看到,神经系统就像一个紧密相连的网络。当一部分受损时,其他部分能够迅速协同工作,来弥补受损部分的功能。这难道还不能说明神经系统是一个相互融合的整体吗?那种认为神经细胞相互独立的观点,实在是难以解释这些现象。” 台下的听众们纷纷点头,不少人对高尔基的观点表示认同。
轮到卡哈尔发言了,他深吸一口气,稳步走上讲台。他的眼神坚定,透露出对自己理论的自信。卡哈尔清了清嗓子,说道:“尊敬的各位同仁,的确,如果神经中枢是由运动神经…… 和感觉神经相互融合并连续组成的网络,那么事情会变得非常方便、经济和易于分析。” 说到这里,他稍微停顿了一下,目光扫视了一圈台下的听众,然后继续说道:“不幸的是,大自然似乎无视了我们智力上对方便和一致的需求,而往往乐于表现出复杂性和多样性。就像我们观察到的视网膜神经细胞,视锥和视杆细胞传递的信息相互隔离,这明显表明神经细胞之间并非是相互融合的。我们不能仅仅因为某种理论看起来合理,就忽视了实际观察到的现象。” 卡哈尔的发言有理有据,台下的听众们陷入了沉思,一些人开始对卡哈尔的神经元学说产生了兴趣,而另一些人则依然坚定地站在高尔基的网状理论一边。
这场颁奖典礼上的观点交锋,就像是一场没有硝烟的战争,标志着神经元学说和网状理论的激烈碰撞正式走向了大众的视野。卡哈尔和高尔基,两位伟大的科学家,尽管站在了学术观点的对立面,但他们对科学真理的执着追求,却同样令人敬佩。而神经元学说,在这场交锋之后,虽然没有立刻被所有人接受,但它已经开始在科学界引起了广泛的关注和讨论,为后来神经科学的发展奠定了重要的基础。

高尔基(左),卡哈尔(右),图片来源:National Institutes of Health