Чарльз Шеррингтон: Нобель сыйлықтарының лауреаты және нейрофизиологтың өмірі мен шығармашылығы

Кіріспе

Ағылшын футболшысы, нейрофизиолог және Нобель сыйлығының иегері (1857–1952)

FRS (1893) (27 қараша 1857 – 4 наурыз 1952) – британдық нейрофизиолог. Оның тәжірибелік зерттеулері қазіргі заманғы нейроғылымның көптеген аспектілерін, соның ішінде омыртқа рефлексін байланысты нейрондарды қамтитын жүйе ретінде ("нейрондық доктрина") және нейрондар арасындағы сигнал беруді күшейту немесе әлсірету жолдарын анықтады. Шеррингтон екі нейрон арасындағы байланысты анықтау үшін "синапс" терминін енгізді. Оның "Жүйке жүйесінің интеграциялық әрекеті" (1906) атты кітабы осы еңбегінің жиынтығы болып табылады, осы еңбегі үшін 1932 жылы физиология және медицина саласындағы Нобель сыйлығымен марапатталды (Эдгар Адрианмен бірге). Физиологиялық жұмыстарынан өзге, Шеррингтон гистология, бактериология және патология салаларында да зерттеулер жүргізді. 1920 жылдардың басында Корольдік қоғамның президенті болды.

Алғашқы жылдар және білім

Ресми өмірбаяндарда Чарльз Скотт Шеррингтон 1857 жылдың 27 қарашасында Лондонның Ислингтон қаласында дүниеге келгені айтылады. Ол Джеймс Нортон Шеррингтонның, ауылдық дәрігердің және оның әйелі Энн Туртеллдің ұлы болды. Алайда, Джеймс Нортон Шеррингтон дәрігер емес, Ұлы Ярмут қаласында темір сатушы және суретшілерге бояу сатушы болған, және Чарльз туғанға шамамен 9 жыл бұрын, 1848 жылы Ярмут қаласында қайтыс болды. 1861 жылғы халық санағында Чарльз Скотт (4 жаста, Үндістанда туған) деп тіркелген, ал Энн Шеррингтон (жесір) үй иесі болып көрсетілген, ал Кейлеб Роуз (қонақ, үйленген, хирург) де сол үйде тұрған. Чарльз осы отбасымен бірге өскен, 1871 жылы Кейлеб үй иесі ретінде тіркелген, бірақ Анна мен Кейлеб 1880 жылы оның әйелі қайтыс болғаннан кейін ғана үйленді. Чарльз бен оның балалық шағындағы отбасы арасындағы қарым-қатынас белгісіз. 1860 жылдары бүкіл отбасы Лондонның астмаға шалдыққан Кейлеб Роуздың денсаулығына зиян келтіргендіктен, Ипсвич қаласындағы Англис Роуд көшесіне көшіп келді. Шеррингтонның тегі бірнеше жарияланған дереккөздерде талқыланды: Крис Мосс пен Сьюзан Хантер 2018 жылдың қаңтар айында «Медициналық биография журналында» Чарльз Шеррингтонның болуы мүмкін тегі туралы мақала ұсынды, яғни ол белгісіз ата-аналарынан Үндістанда туған ба, әлде Кейлеб Роуз бен Энн Шеррингтонның заңсыз баласы ма? Эрлинг Норрби, PhD, «Нобель сыйлықтары және ерекше жаңалықтар» (2016) еңбегінде былай деп атап өтті: «Оның отбасының шығу тегі оның ресми өмірбаянында дұрыс көрсетілмеген. Ана болу – факт, ал әке болу – пікір мәселесі екенін ескерсек, оның әкесі Джеймс Нортон Шеррингтон емес екенін атап өтуге болады, оның отбасылық аты одан алынған. Чарльз оның болжамды әкесі қайтыс болғаннан кейін 9 жылдан кейін дүниеге келді. Керісінше, Чарльз бен оның екі бауыры Ипсвич қаласындағы беделді хирург Кейлеб Роуздың заңсыз ұлдары болды». Сьюзан Гардинер «Ипсвич қаласы: тарих» кітабында былай деп жазады: «Джордж пен Уильям Шеррингтон, сондай-ақ олардың үлкен ағасы Чарльз, әрине, Энн Брукс, тумасы Тюртэлл және Ипсвич қаласынан шыққан жетекші хирург Кейлеб Роуздың заңсыз ұлдары болды. Олардың үшеуі де туған кезде олардың әкесінің аты Сент Джеймс шіркеуінің (Клеркенвелл) шомылдыру тізілімінде көрсетілмеген, сондай-ақ олардың тууының тіркелуі туралы ресми жазба жоқ. Олар ауылдық дәрігер Джеймс Нортон Шеррингтонның ұлдары екені айтылды. Алайда, 1860 жылы Энн мен үш Шеррингтон ұлы Кейлеб Роузбен бірге Ипсвич қаласындағы Англис Роуд көшесіне көшіп келді, ал 1880 жылы Кейлебтің бірінші әйелі қайтыс болғаннан кейін олар үйленді». Джудит Свази «Рефлекстер және моторлық интеграция: Шеррингтонның интеграциялық әрекет тұжырымы» (1969) кітабында Чарльз Скотт Шеррингтонның ұлы Карр Шеррингтонның сөздерін келтіреді: «Джеймс Н. Шеррингтон әрқашан мырза деп аталатын, және оның заң бойынша немесе медицина бойынша дәрігер болғанын білмеймін. Ол негізінен өнерге қызығушылық танытқан және Дж. Б. Кроун мен басқа суретшілердің досы болған». Кейлеб Роуз классикалық ғалым және археолог ретінде де ерекше болды. Ипсвич қаласындағы Эджхилл үйінде көптеген суреттер, кітаптар және геологиялық үлгілерді табуға болады. Роуздың Норвич суретшілер мектебіне деген қызығушылығы арқасында Шеррингтон өнерге деген сүйіспеншілігін арттырды. Бұл үйге интеллектуалдар жиі келіп тұратын. Шеррингтонның ғалымдық талпынысын осы орта дамытты. Шеррингтон мектепке түсер алдында Иоганнес Мюллердің «Физиология элементтері» атты еңбегін оқыған. Оған бұл кітапты Кейлеб Роуз сыйлаған. Шеррингтон 1871 жылы Ипсвич мектебіне оқуға түсті. Шеррингтон өзінің грамматикалық мектебінде және Ипсвич Таун футбол клубында футбол ойнады, ал Санкт-Томас колледжінде регби ойнады, Оксфордта ескек командасында болды. 1875 жылдың маусым айында Шеррингтон Англия Корольдік хирургтар колледжінде (RCS) жалпы білім беру бойынша алдын ала емтихан тапсырды. Бұл алдын ала емтихан Қауымдастыққа мүше болу үшін қажет болды, сонымен қатар оны мүшелікке арналған ұқсас емтиханнан босатты. 1878 жылдың сәуір айында ол RCS мүшелігіне арналған негізгі емтиханды, ал он екі айдан кейін серіктестікке арналған негізгі емтиханды тапсырды. 1879 жылдың қазанында Шеррингтон Кембриджге колледждік емес студент ретінде оқуға түсті. Келесі жылы ол Гонвилл және Каиус колледжіне оқуға түсті. Шеррингтон – үздік студент. 1881 жылдың маусым айында ол жаратылыстану ғылымдары (NST) Tripos I бөлімін алды және физиологиядан жұлдызды бірінші орын алды; барлығы тоғыз үміткер болды (сегіз ер адам, бір әйел), олардың бесеуі бірінші сыныптық құрметке ие болды (бірінші); 1883 жылдың маусым айында NST II бөлімінде ол Уильям Бейтсонмен бірге бірінші орын алды. Шеррингтонның ұстаздарының бірі Уолтер Холбрук Гаскелл 1881 жылдың қараша айында оған ботаника, адам анатомиясы және физиология бойынша ең жоғары баға алғанын, зоология бойынша екінші және жалпы алғанда ең жоғары баға алғанын айтты. Ол жерде Шеррингтон омыртқаның арқалық және ішкі тамырларының сегменттік таралуын зерттеді, сезімтал дерматомдарды картографиялады және 1892 жылы бұлшық етке соққы берген кезде созылу рефлексін тудыратынын анықтады. Институт Шеррингтонға көптеген жануарларды, үлкендер мен кішілерін зерттеуге мүмкіндік берді. Браун институтында маймыл сияқты ірі приматтармен жұмыс істеуге жеткілікті орын болды.

Official biographies claim Charles Scott Sherrington was born in Islington, London, England, on 27 November 1857, and that he was the son of James Norton Sherrington, a country doctor, and his wife, Anne Thurtell. However James Norton Sherrington was an ironmonger and artist's colourman in Great Yarmouth, not a doctor, and died in Yarmouth in 1848, nearly 9 years before Charles was born. In the 1861 census, Charles is recorded as Charles Scott (boarder, 4, born India) with Anne Sherrington (widow) as the head and Caleb Rose (visitor, married, surgeon). He was brought up in this household with Caleb recorded as head in 1871, although Anne and Caleb did not marry until after the death of his wife in 1880. The relationship between Charles and his childhood family is unknown. During the 1860s the whole family moved to Anglesea Road, Ipswich, reputedly because London exacerbated Caleb Rose's tendency to asthma. Sherrington's origins have been discussed in several published sources: Chris Moss and Susan Hunter, in the Journal of Medical Biography of January 2018, presented an article discussing the potential origins of Charles Sherrington, i. e. whether he was born in India of unknown parents, or was the illegitimate child of Caleb Rose and Anne Sherrington. Erling Norrby, PhD, in Nobel Prizes and Notable Discoveries (2016) observed: "His family origin apparently is not properly given in his official biography. Considering that motherhood is a matter of fact and fatherhood a matter of opinion, it can be noted that his father was not James Norton Sherrington, from whom his family name was derived. Charles was born 9 years after the death of his presumed father. Instead Charles and his two brothers were the illegitimate sons of Caleb Rose, a highly regarded Ipswich surgeon." In Ipswich Town: A History, Susan Gardiner writes: "George and William Sherrington, along with their older brother, Charles, were almost certainly the illegitimate sons of Anne Brookes, née Thurtell and Caleb Rose, a leading surgeon from Ipswich, with whom she was living in College Road, Islington at the time that all three boys were born. No father was named in the baptism register of St James' Church, Clerkenwell, and there is no official record of the registration of any of their births. It was claimed they were the sons of a country doctor, James Norton Sherrington. However, it was with Caleb Rose that Anne and the three Sherrington boys moved to Anglesea Road, Ipswich in 1860 and the couple were married in 1880 after Caleb's first wife had died." Judith Swazey, in Reflexes and Motor Integration: Sherrington's Concept of Integrative Action (1969), quotes Charles Scott Sherrington's son, Carr Sherrington: "James N. Sherrington was always called Mr. and I have no knowledge that he was a Dr. either in law or in medicine [He] was mainly interested in art and was a personal friend of J. B. Crone and other painters." Caleb Rose was noteworthy as both a classical scholar and an archaeologist. At the family's Edgehill House in Ipswich one could find a fine selection of paintings, books, and geological specimens. Through Rose's interest in the Norwich School of Painters, Sherrington gained a love of art. Intellectuals frequented the house regularly. It was this environment that fostered Sherrington's academic sense of wonder. Even before matriculation, the young Sherrington had read Johannes Müller's Elements of Physiology. The book was given to him by Caleb Rose. Sherrington entered Ipswich School in 1871. Sherrington played football for his grammar school, and for Ipswich Town Football Club; he played rugby for St. Thomas's, was on the rowing team at Oxford. During June 1875, Sherrington passed his preliminary examination in general education at the Royal College of Surgeons of England (RCS). This preliminary exam was required for Fellowship, and also exempted him from a similar exam for the Membership. In April 1878, he passed his Primary Examination for the Membership of the RCS, and twelve months later the Primary for Fellowship. In October 1879, Sherrington entered Cambridge as a non collegiate student. The following year he entered Gonville and Caius College. Sherrington was a first rate student. In June 1881, he took Part I in the Natural Sciences Tripos (NST) and was awarded a Starred first in physiology; there were nine candidates in all (eight men, one woman), of whom five gained First class honours (Firsts); in June 1883, in Part II of the NST, he also gained a First, alongside William Bateson. Walter Holbrook Gaskell, one of Sherrington's tutors, informed him in November 1881 that he had earned the highest marks for his year in botany, human anatomy, and physiology; second in zoology; and highest overall. There, Sherrington worked on segmental distribution of the spinal dorsal and ventral roots, he mapped the sensory dermatomes, and in 1892 discovered that muscle spindles initiated the stretch reflex. The institute allowed Sherrington to study many animals, both small and large. The Brown Institute had enough space to work with large primates such as apes.

Зейнеткерлік

Чарльз Шеррингтон 1936 жылы Оксфорд университетінен зейнеткерлікке шықты. Шеррингтонның ой-санасы 94 жасында күйзелістен кенеттен қайтыс болғанға дейін айқын сақталды. Дегенмен, қарт жасында оның дене денсаулығы нашарлаған. Артрит үлкен қиындық тудырды. Кітапта нейрон теориясы, "синапс" (оның өзі 1897 жылы енгізген термин, бұл сөзді классицист А. В. Веррал ұсынған), нейрондар арасындағы қарым-қатынас және рефлекстік доғаның жұмыс істеу механизмі талқыланды. Алғашқы басылымда он екі тараудың әрқайсысы он екі зодиак белгісінің бірімен басталады; Шеррингтон 2-тарауда Фернел заманындағы астрологияны қарастырады. Ақыл мен таным туралы ойларында Шеррингтон нейрондардың орталық басқарудың орнына нәтижелерді шығару үшін "миллиондаған дауысқа ие демократия" ретінде жұмыс істейтінін айтты.

Эпонимдер

Лидделл-Шеррингтон рефлексі Эдвард Джордж Танди Лидделл және Чарльз Скотт Шеррингтонмен байланысты, Лидделл-Шеррингтон рефлексі – бұлшық еттің созылуына жауап ретіндегі тоникалық жиырылуы. Бұлшықет белгілі бір шектен артық созылғанда, миотатикалық рефлекс оны қысқартуға және ұзартуға тырысады. Бұл жаттығулар кезінде созу кезіндегі тартылыс сезімі ретінде байқалуы мүмкін. Шифф-Шеррингтон рефлексі Мориц Шифф және Чарльз Скотт Шеррингтонмен байланысты, ол жануарлардағы ауыр белгіні көрсетеді: омыртқаға зақым келгеннен кейін алдыңғы аяқтардың қатаң созылуы. Бұл парадоксалды тыныс алумен қатар жүруі мүмкін: қабырғааралық бұлшықеттер сал болуы мүмкін, ал кеуде қуысы диафрагманың әрекетімен пассивті түрде ішке және сыртқа тартылады. Шеррингтонның бірінші заңы: Арқалық жұлын тамырларының әрқайсысы белгілі бір тері учаскесін қамтиды, олардың дерматомалары жақын орналасқан жерлерінде біртіндеп үйлеседі. Шеррингтонның екінші заңы: өзара тежеу заңы. Бұлшықет жиырылғанда, оның қарсы бұлшықеті бірден тежеледі. Бұл үйлесімді қозғалыс үшін маңызды. Вульпиан-Хайденхайн-Шеррингтон құбылысы Рудольф Петер Генрих Хайденхайн, Эдме Феликс Альфред Вульпиан және Чарльз Скотт Шеррингтонмен байланысты. Бұл құбылыс денервацияланған қаңқа бұлшықеттерінің қан тамырларын иннервациялайтын автономды холинергиялық талшықтарды стимуляциялау арқылы баяу жиырылуын сипаттайды.