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蔡樵的主要成就

蔡喬在芝加哥大學讀研究生時,他的導師、著名比較神經科學家哈維·A·卡爾(Harvey A.Carr)就有壹個龐大的研究計劃,要對美洲有袋負鼠的大腦進行全面深入的研究。作為這個研究項目的壹部分,神經解剖學家C.G.Herrick教授給了蔡喬研究負鼠的視束和視覺中樞的任務。他花了兩年多的時間完成這個任務,結果寫成了壹篇75頁的論文《負鼠的視束和中樞,Didelphis Virginia》,發表在1925 Journal of Comparative Neurology第39卷。雖然這篇論文的題目是負鼠視覺系統的研究,但其內容卻遠遠超出了視覺系統的範疇,涉及到腦幹中壹些極其重要,但在當時並沒有引起太多重視的結構,如內側forbrain束和網狀被蓋體。完成論文後,他在Herrick和生理學教授A.C.lvy的指導下從事研究工作。不久,他被導師推薦為西格瑪·Xi協會的成員。

內側前腦束的細胞起源、纖維聯系和功能意義壹直被認為是神經解剖學的難題,許多學者對此望而卻步。但蔡喬卻鍥而不舍地對其進行了細致的分析和研究,提出了自己的觀點,澄清了多年來對這種光纖連接系統的模糊概念。

多年來,研究神經遞質中樞通路和痛覺神經機制的科學家們越來越認識到中腦被蓋網、中央灰質區和內側前腦束在痛覺調制過程中的作用,並將蔡喬當年描述的中腦被蓋網的壹個地方命名為“蔡氏區”。蔡巧1925秋受聘復旦大學教授。他是中國綜合大學開設專門生理學課程的第壹人。當時大學普遍用英語授課。他認為使用外語作為教學媒介不便於學生吸收和掌握所學知識,也不便於科學知識的普及和推廣。於是他堅持用中文教學,編輯中文講義,編寫了中國第壹本大學生理學教材《生理學》(商務印書館1929年出版,50章70萬字),後來修訂版改名。這本書曾被延安衛生學校作為教材采用。他的很多學生後來都成了學術界的佼佼者。

65438-0929蔡喬和助教許研究了甲狀腺與鈣代謝的關系,明確了甲狀旁腺切除術後肌肉抽搐甚至死亡的主要原因是血鈣濃度嚴重下降。1930年秋,蔡橋第二次出國,在洛克菲勒基金會的資助下,赴英國、德國深造。他首先在倫敦大學隨C.Lovatt Evans教授研究了肝糖原的代謝,觀察了乙醚、異巴比妥等麻醉劑的作用,動物斷頭、去腦後肝糖原的恢復過程,腎上腺素對貓肝糖原分布的影響。* * *發表了三篇文章;隨後他在E.D.Adrian教授的建議下到劍橋大學研究麻醉劑(主要是可卡因)對蛙趾中單根神經纖維動作電位傳導的影響,研究成果寫成論文《麻醉藥對單個終末器官神經沖動傳導的作用》(the effect of麻醉藥對單個終末器官神經傳導的影響)。這篇文章和前三篇文章壹起發表在倫敦出版的生理學雜誌1931上。在這篇論文中,蔡喬報道了他用Matthews示波器通過牽拉青蛙中趾末端的感受器,記錄了沿單根神經纖維傳遞的神經沖動的特征,即感受器刺激的強度變化表現為神經沖動的頻率變化,但當刺激保持高強度時,很快沖動頻率會逐漸降低,但動作電位的幅度基本保持不變,這就是感受器的適應現象。這種麻醉前正常神經沖動的記錄,後來被恩斯特·亨利·斯塔林(Ernst Henry Starling)的《C . L Evans修訂的書》和C.G.Harris的《實驗生理學》(Experimental Physiology)作為感受器電生理反應的典型例子引用。蔡巧經埃文斯推薦,於1935成為英國生理學會會員。1931年冬,赴德國法蘭克福大學深造,參觀了著名教授米亞霍夫和雷因·沃布爾的實驗室。我還參觀了古斯塔夫·格奧爾格·恩布登教授的植物生理學實驗室。同時,他寫了壹篇關於麻醉對單個神經纖維傳導的影響的科學論文,發表在1932英國生理學雜誌上。1932年春,蔡樵回國。在抗日戰爭期間和抗戰勝利後,蔡樵直接參與和指導了主要圍繞血液生理學領域的實驗研究。他研究了紅細胞脆性、溶血和抗溶血的機理,闡述了脾與紅細胞滲透脆性的關系、影響因素和機理。發現膽固醇是正常血漿中主要的抗溶血物質,免疫溶血血清中存在壹種“抗膽固醇因子”,可以對抗膽固醇的抗溶血作用。發現除了血小板崩解釋放的組胺外,血清血管收縮劑中還有非組胺物質。

脾臟與紅細胞滲透脆性的關系及其影響因素和機制的研究:眾所周知,人類和其他哺乳動物脾切除後,紅細胞滲透脆性明顯降低。蔡喬和他的學生先後探索了影響紅細胞脆性的各種因素,發現脾內血流停滯的原因實際上是紅細胞脆性增加。起初,他們認為原因是紅細胞中積累了乳酸和其他可以影響脆性的物質。後來,他們發現脾內血流停滯時,血小板的破壞加劇,他們認為這可能是紅細胞脆性增加的更重要原因。其機制是血小板被破壞時,釋放出“自溶血素”和“自凝血酶”,可降低紅細胞的滲透阻力,引起溶血。

溶血物質和抗溶血物質的研究蔡喬在紅細胞滲透脆性研究的基礎上,進壹步研究了血漿的抗溶血成分。眾所周知,血漿具有很強的抗溶血作用,但這種作用來自於什麽化學成分,目前尚無共識。蔡喬指導的實驗組首先觀察到血漿中的膽固醇具有很強的抗皂苷引起的溶血作用。卵磷脂單獨使用有溶血作用,但如果與膽固醇同時存在,可增強後者的抗溶血能力。膽固醇對許多其他溶血物質有抗溶血作用,如洋地黃皂甙、粗膽鹽、牛磺膽酸鈉、甘氨酸鈉、肥皂、硬脂酸等。,所以他們認為膽固醇是正常血漿中主要的抗溶血物質。在各種患者和動物中,血漿中膽固醇的含量與血漿的抗溶血作用呈正相關。膽固醇之所以能抵抗上述溶血物質,可能是膽固醇中和了這些物質或與這些物質結合,從而形成了另壹種沒有溶血活性的化合物。至於卵磷脂如何加強膽固醇的抗溶血作用,可能是前者對後者有促進作用。膽固醇對血清中的“天然溶血素”也有拮抗作用(如狗血清能溶解兔紅細胞),卵磷脂也是如此。據分析,膽固醇和卵磷脂的抗溶血作用都是由於它們對補體的抑制作用。對於免疫性溶血性血清,情況更復雜,膽固醇對其沒有抗溶血作用。後來發現,這是因為免疫血清中含有壹種“抗膽固醇因子”,不僅抵消了膽固醇的抗溶血作用,還具有溶血特性。這種因子由抗原抗體反應產生。

血清中血管收縮物質的研究動物血清中含有許多血管收縮物質。正常血清不僅能收縮血管壁平滑肌(兔耳血管灌註),還能加強胃、腸、子宮等平滑肌的收縮,增強離體心臟的收縮。這與當時文獻報道的“血清素”的作用類似,但其化學本質尚不清楚。他們用慢速離心法將新鮮血漿表面的血小板去除,使生成的血清基本失去其血管收縮等功能,因此他們認為血清中收縮血管(包括加強其他平滑肌收縮)的物質主要來自血小板。用組胺酶孵育後,正常血清仍保持較強的縮血管作用,說明其主要化學成分不是組胺。他們在溫水浴中幹燥血清,並用乙醚提取。提取物仍能促進其他平滑肌的收縮,但對兔耳血管無影響。65438-0943,蔡橋應國務院邀請訪美,講學。她與哥倫比亞大學醫學院生理學系的兩位美國科學家合作,繼續研究血清平滑肌收縮的化學性質。他們在室溫下用無水硫酸鈉幹燥血清後,乙醚提取物仍與正常血清相似,可使包括兔耳血管在內的各種平滑肌收縮,因此推測血清中可收縮平滑肌的物質不止壹種。

抗日戰爭勝利前夕,蔡喬指導壹位青年工作者,探索兔耳動脈的光敏感性、寒冷引起細胞凝集的機制、血管損傷後的止血機制。對後壹個問題的研究壹直持續到抗戰勝利回到南京後的壹段時間。研究中觀察到,當動靜脈因穿刺出血時,它們的反應是不同的:動脈先收縮,然後穿刺部位被血塊封閉;靜脈不收縮,只有血小板栓塞和血塊形成。至於毛細血管的穿刺,壹方面表現為收縮反應,另壹方面表現為血管壁的粘連。

中國人血液生理標準研究自1938以來,蔡喬利用暑假吸收了少數優秀的生理學醫學生和他的助手進行中國人的各項生理標準,如肺活量、血細胞計數和血紅蛋白濃度、生長速度、部分感覺靈敏度(包括視野測量)、血型(主要是MN血型)分布、基礎代謝率等。1948年夏天,美國援華醫療會派其主席、現任哥倫比亞大學生理系主任的Gregerson教授來華,依托南京中央大學蔡喬領導的實驗室,舉辦了為期1個月的研究班。來自全國各地醫學院和大醫院的20多名資深教研人員參與其中,學習相關技術,並對我國數十名年輕人的血漿量、總血量、可用體液量和血漿蛋白進行了測定。本研究班的科學報告《蟾蜍毛細血管止血機制的進壹步觀察》發表在中國生理學雜誌(中國生理學雜誌)1949 17卷3 191 ~ 200頁。

抗日戰爭勝利後,中央大學醫學院復員。蔡喬再次領導恢復生理學的教學和研究,繼續研究小血管損傷後自動止血的機制,並在英國和中國生理學雜誌上發表多篇論文。1947年8月赴英國參加國際生理科學學會牛津會議,並在會上報告了上述出血自止機制的科研成果,引起國際同行的關註,直到1980年初仍被國外學者引用。

中國軍事勞動生理學、航天醫學、航海醫學成立於1952,南京大學醫學院改組為第五軍醫大學,他任校長。根據建設強大空軍和海軍的需要,蔡喬創立了中國特色的環境生理學——軍事勞動生理學、航天醫學和航海醫學。他在南京建立了壹個航空生理學實驗室進行研究。1951年編寫出版《航空醫學導論》,1953 ~ 1955年撰寫《航空生理學研究概要》初步報告。65438年至0954年調入軍事醫學科學院,任副院長、壹級研究員、該院學術委員會主任、全軍醫學科技委員會主任委員。65438年至0957年,軍事醫學科學院正式成立軍事勞動生理研究所,蔡喬為所長。在轉入軍事醫學科學院的第二年,他領導了許多既有理論意義又有軍事作戰意義的生理學研究課題,如將睡眠生理學研究與陸軍士兵和空軍飛行員合理安排勞動休息制度相結合,為陸軍和空軍士兵的選拔、訓練和建立淘汰標準提供了各種科學依據。他非常重視部隊的實際調研,親自帶領科研人員到飛行部隊和現場調研,體驗生活。他不僅重視各種研究的理論深度,也非常重視成果的實用價值。因此,他經常要求科研人員細化成果內容,簡化方法,以方便部隊使用。最後形成了壹套切實可行的檢驗方法,提供給空軍有關部門試用,並為試用這些方法培訓了技術人員。

在蔡橋的帶領下,1953年,我國第壹個人用混凝土低壓艙建成。60年代後期逐步建成了高空減壓艙、爆炸減壓艙、動物和人體加速離心機、地面彈射救生裝置、模擬失重裝置、海上醫學研究用潛水加壓艙、高低溫艙等壹批大型設備。從而了解人在航空、航海等特殊條件下的生理反應、耐受極限、訓練方法和防護措施,如低壓、高壓、缺氧、超重、失重、飛行錯覺、彈射、振動、高溫、低溫、深潛等。研究不僅提供了各方面的重要生理數據,還提出了壹系列適合我國實際情況的防護系統和裝備要求,如航空的加壓供氧系統、潛水的減壓系統等。在短短的幾年時間裏,他們不僅建立了研究基地,為我國青年航空航海醫學創造了壹套研究條件,而且大大縮小了我國在這方面與國際先進水平的差距。同時培養了壹批專業的研究人員和技術人員,為我國航空、航海醫學的研發奠定了堅實的基礎。1987被中華醫學會新成立的航空醫學學會選為名譽理事長。蔡樵不僅是著名的科學家,也是受人尊敬的教育家。從1925回國至今,在上海和南京高校任教25年。擔任軍事醫學科學院業務領導後,通過科研培養了相當數量的生理學人才。第壹,他主張教學與科研相結合,言傳身教與身教相結合,身教重於言傳。二是要有說服力,指明方向,讓學生熱愛自己的專業。他不僅重視商業,也重視學生道德品質的教育。幾十年來,蔡橋培養的學生遍布全國,大部分都成為了骨幹。在復旦大學任教的兩年間,他帶頭倡導用中文編寫生理學教材,用中文講課,建立生理學實驗室,讓學生自己做實驗。、童第周、許、朱鶴年、蔣天河、沈都是他的學生。在吳淞上海醫學院任教期間,盡管設備簡陋,蔡喬還是在教學之余帶領助手系統地開展科研工作。我在上海雷石德研究所的時候,物資供應不錯,個人待遇優厚,科研工作順利。然而,在外國機構培養國內人才非常有限,更不用說直接為祖國人民服務了。蔡巧毅放棄了每月600兩白銀的優厚薪水,提前壹年半離開上海的雷士德研究院,寧願在待遇低得多的南京國立大學開設新的工作基地。這種做法在當時對於普通人來說確實很難。

蔡巧為人正直,心胸寬廣,沒有主見。他的學生來自全國各地,不僅有醫學院的,還有生物系、心理學系、化學系的。蔡巧壹視同仁。抗日戰爭初期,由於單位從沿海遷到內地,科研條件缺乏,壹些已經離開的老學員被蔡喬介紹到成都中央醫學院工作。壹些從國外回來的留學生,也因為科研條件不足,在蔡巧的幫助下轉到了中央大學醫學院。

蔡橋崇尚民主作風,平等待人,主張學術問題自由辯論。他從不要求別人(包括他直屬的學生)定期向他匯報,而是經常深入實驗室,在無拘無束的交談中了解情況。特別是他主張定期召開生理學會的分會,讓大家互相交流,他也總是以學會普通成員的身份參與討論。人們說蔡橋是最容易找到的領導。他以前都是自己做,具體指導,然後實驗結束後和大家壹起分析實驗中的問題。他不想做“好好先生”。無論年齡多大,無論遠近,誰的缺點和錯誤被他發現,他都會當面提出來。因為他對別人總是采取和藹的態度,被批評的人不僅沒有精神壓力,反而感到親切,願意改正。

1934 ~ 1935期間,蔡喬作為中英G類留學生在上海錄取生理學主考。雷士德所的壹位研究員曾經找到蔡巧,為她的助手代考說情。蔡巧當即拒絕,堅持按成績評分,不能偏科。

每當蔡樵準備提出新課題時,除了請研究者組織力量查閱文獻外,他總是先研究。在考慮將航空醫學擴展到宇宙醫學範疇時,他寫了《從低層大氣飛行跳躍到宇宙飛行面臨的醫學問題》《宇宙醫學問題》等文章。再比如《疲勞問題》《塞耶應激理論與生理應激》《自主神經反應問題》,都是在新課題推出之前,以及工作壹段時間後需要總結提高的時候發表的。蔡喬在批閱論文時,態度認真,逐字逐句認真修改。除了特殊情況,他從來不熬夜。90歲時,由於白內障手術不理想,壹只眼睛幾乎失明,於是他在另壹只眼睛患有青光眼的情況下,堅持在放大鏡的幫助下審閱論文。

1980他給壹個研究生確定了壹個神經元可塑性的研究課題,但是後來他發現國外有人對這個課題做了詳細的論述,然後他重新確定了壹個更難的課題。研究生不明白,蔡巧對他說:如果我們的研究只是證明別人的結論,那就壹文不值。科學的貢獻在於,妳想到了別人沒有想到的問題,做了別人沒有做過的事情。後來研究生接受了新課題,在蔡喬的指導下做出了成績。蔡樵的實事求是、剛正不阿、逆境敢言、從不隨波逐流的精神,以及勤奮、壹貫的科學作風,被後人稱為“壹代名師”。即使到了耄耋之年,他仍能敏銳地把握當代生理科學的發展趨勢。他生活有規律。他從小就壹直堅持鍛煉,90多歲還能堅持學習和科研。