一场连做两晚的梦，让他找到了神经传递的秘密，也助他拿到了诺贝尔奖。可这份科学荣耀没能保护他：纳粹夺走了他的教职、房产和诺奖奖金。在狱中，他曾获得一次向外界传递消息的机会，但他把这个机会用来写实验数据。
本文收录于合集 科学史
1938年3月，奥地利格拉茨。纳粹德国吞并奥地利后，格拉茨大学药理学教授奥托·洛伊（Otto Loewi）被解除职务。不久，他和两个儿子一起遭到逮捕并被“保护性拘留”。这个65岁的老人，此前已经在这座城市生活和工作了几十年，并于1936年因为发现神经冲动的化学传递，与英国生理学家亨利·戴尔（Henry Dale）共同获得诺贝尔生理学或医学奖。然而，诺贝尔奖的荣耀无法保护他免受迫害。为了获释并离开奥地利，他不得不放弃自己的职位，甚至被迫将诺贝尔奖金交给纳粹政权控制。奥托·洛伊（Otto Loewi）1929年于波士顿。| 图源：Wellcome Collection.1873年6月，奥托·洛伊生于德国法兰克福，父亲是犹太葡萄酒商。年轻时的他最着迷的是艺术、建筑和哲学，在读医学期间，他常常溜去旁听人文课程，第一年的考试差点没过。他之所以转向基础研究，源自临床救护上的无力感。据皇家学会的介绍，洛伊目睹当时的医生对肺结核、肺炎几乎束手无策，决心去弄清药物与生命过程的原理。1902年，29岁的洛伊去伦敦欧内斯特·斯塔林的实验室访学，在那里遇见了27岁的英国药理学家亨利·戴尔。两个年轻人一见如故，由此缔结了一段贯穿余生的深厚友情。1909年，洛伊受聘为格拉茨大学药理学教授。格拉茨是奥地利南方一座安静的大学城，他在那里一待近三十年，研究领域逐渐从一般代谢问题转向自主神经系统，尤其是迷走神经和交感神经如何调节心脏及其他器官。青蛙的心脏是生理学实验的经典材料，也是洛伊的实验舞台。蛙是变温动物，心脏从体内取出后仍能在一段时间内自主搏动。把它浸在成分与体液相近的林格氏液中，液体里的钠、钾、钙等离子能够维持心肌活动；若再用细管让液体持续流过心脏，便可以一边供给心脏所需的环境，一边收集流出的液体。这就是离体蛙心灌流。洛伊从1910年代起就熟练使用这套方法，研究离子和药物对心脏的影响。那时的科学家已经知道，刺激不同的神经会让心脏、血管、肌肉等器官产生不同反应，但“神经究竟是怎样让另一个细胞知道该做什么”，仍然是一个悬而未决的问题。1904年，英国生理学家托马斯·埃利奥特（Thomas Elliott）曾提出，交感神经受到刺激时，可能释放一种类似肾上腺素的物质。洛伊也在这一时期形成了自己的想法：神经的作用也许并不完全依靠电信号，而是通过某种可以释放出来的化学物质实现。这个想法很容易理解，真正困难的是证明它。洛伊迟迟找不到足够有说服力的实验方法。按照他的讲述，复活节前夜，他半夜醒来，脑海中突然出现了一个实验方案。他把想法匆匆写在一张纸片上，然后睡去。然而第二天早晨醒来，他发现自己完全看不懂昨夜写下的字。到了第二天凌晨，这个梦境再次出现。这一次，他没有再睡回去，而是直接去了实验室。实验对象是两只青蛙的离体心脏。洛伊把第一只青蛙的心脏连接到迷走神经，通过刺激迷走神经使心跳减慢，然后把浸泡过这颗心脏的液体转移给第二只心脏。结果令人惊讶：第二只心脏虽然从来没有接受迷走神经刺激，却同样慢了下来。这意味着，第一颗心脏受到迷走神经刺激后，一定释放出了某种能够进入液体、并作用于第二颗心脏的东西。洛伊把它称为Vagusstoff即“迷走物质”。在后续实验中他还发现，刺激心脏加速神经会释放另一种使心跳加快的“加速物质”（Acceleransstoff）。1921年，他将这一发现写成论文发表，标题为《论心脏神经效应的体液传递性》洛伊离体双蛙心灌流实验原理示意图。| 图源：参考文献[1]这成为后来神经生理学界长达30年的“汤与火花之争”（War of the Soups and the Sparks）的来由。支持化学传递的人认为，神经末梢可以释放一种化学物质，像一碗看不见的“汤”，这种物质扩散到邻近细胞，再产生生理效应。支持电信号传递的是以约翰·埃克尔斯（John Eccles）为首的“火花派”。直到20世纪50年代微电极技术成熟，化学突触传递在许多部位占主导的证据才被接受，而电信号也被证明真实存在于某些神经连接中。但那种“迷走物质”究竟是什么？洛伊注意到，Vagusstoff的作用可以被阿托品阻断，而且这种作用消失得非常快。后一个现象尤其重要，因为它提示这种物质可能会被组织中的某种酶迅速破坏。洛伊后来发现，Vagusstoff与乙酰胆碱具有非常相似的药理性质，而且同样容易受到心脏中的胆碱酯酶的破坏；毒扁豆碱（physostigmine，又称eserine）能够抑制相关的酯酶，于是原本极快消失的作用被延长，也让神经刺激释放的少量物质更容易被检测出来。与此同时，另一条证据链也在建立。早在1914年，亨利·戴尔已经系统研究了胆碱酯类物质，尤其是乙酰胆碱的药理作用。后来，他进一步证明乙酰胆碱确实天然存在于动物组织中。于是，一个越来越完整的图景逐渐形成：神经受到刺激，释放乙酰胆碱；乙酰胆碱作用于靶细胞上的受体；随后又被迅速清除。洛伊的青蛙心脏实验提供了神经能够通过化学物质传递的关键证据，而戴尔的研究则明确了这种化学语言究竟是什么分子。1936年12月10日，63岁的洛伊与61岁的戴尔并肩站在斯德哥尔摩的颁奖台上，距离他们在伦敦相识，已经过去34年。戴尔在晚宴致辞中说，他近年做的工作，很大程度上基于洛伊十几年前那个发现，能与老朋友分享这份荣誉，自己的骄傲与喜悦大大增加。1936年诺贝尔奖颁奖典礼。左一为洛伊，左二为戴尔。| 图源：Wikimedia Commons这项基础生理学发现也带来了医学领域的改变。神经细胞之间的对话，变成了一种可以被拦截、被模拟、被药物调节的化学语言。之后，胆碱能系统不断进入药物研发，比如麻醉剂、肌肉松弛药物、阿尔茨海默病药物等。随着去甲肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺、γ-氨基丁酸等更多的神经递质被发现，也为抗抑郁药、抗精神病药提供了作用靶点。1938年3月，纳粹德国吞并奥地利。洛伊因为犹太血统遭到迫害，被解除大学职务，与两个儿子一起被“保护性拘禁”。在他被关押的两三个月里，科学界的同行开始设法帮助这位诺奖得主离开欧洲，戴尔也是其中的重要人物。就在这段人生最危险的时期，洛伊仍然没有停止思考科学问题。就在被捕前不久，洛伊正在研究除了迷走神经，身体里还有哪些神经靠乙酰胆碱通讯？他的检验方法是把神经组织取出来，提取其中的乙酰胆碱，再用对乙酰胆碱敏感的离体标本去检测。他盯上的是脊髓的背根。脊神经进入脊髓时分成两路：腹根向外，把运动指令送往肌肉；背根向内，把皮肤、关节的感觉送进脊髓。洛伊发现背根里没有乙酰胆碱，也就是说，传送感觉的神经纤维并不像迷走神经那样靠乙酰胆碱工作。就在这项研究准备发表之际，洛伊却失去了正常工作的自由。在监禁中，一名看守为洛伊提供了一张明信片和一支铅笔。洛伊没有写信求救，也没有向家人告别，而是把自己最新的实验结果写下来寄出。这张明信片被施普林格的一名顾问看到，这位顾问是格拉茨人，也是为英国工作的情报人员，他立刻将其报送给了戴尔和英国生理学会。这个情节是非常令人（我）感慨的一个科学史故事片段：实验室可以被关，职位可以被夺，家园可以被迫离开，但一个一经思考并提出的科学问题及其答案，却很难再被禁锢和毁灭。它颇为不幸，又何其幸运。洛伊终于获释，伴随体重减轻45公斤，代价却极其沉重：他离开了奥地利，名下的不动产全被没收，诺贝尔奖奖金也被强行转入由纳粹控制的银行。一项对科学家来说至高无上的奖励，变成了用来换取自由的赎金……1938年9月28日，洛伊逃往英国，在戴尔家里住了几周。那是两位老朋友自1936年斯德哥尔摩之后的重逢，只是情形已全然不同。接下来的两年，他一直在路上。应比利时弗朗基基金会邀请，他到布鲁塞尔自由大学药理研究所任访问教授，只待了一个学期。1939年夏天他赴英度假，二战爆发后，他回不去比利时，转往牛津大学纳菲尔德医学研究所。当时，在英国的德国出生者要接受外侨审查法庭的甄别。皇家学会的洛伊档案里，保存着戴尔1939年11月写给牛津外侨审查法庭的一封信，说明戴尔仍在为老友洛伊的合法居住而出面求情。1940年，67岁的洛伊接受了美国纽约大学医学院药理学研究教授的职位。在办理美国入境手续时，美国领事馆的官员要求洛伊证明自己确实是一名教授，以确认纽约大学有资格聘用他。洛伊拿出格拉茨大学将他驱逐出校的证明，却被告知这只能证明他被开除，不能证明他曾经在那里任教。洛伊便请官员给当时担任伦敦皇家学会会长的戴尔打电话以作证。但官员表示，不能为了一个陌生人的请求去打扰戴尔爵士。无奈之下，洛伊拿出随身携带的《名人录（Who’s Who）》，翻到自己的名字，请官员自己查阅。对方读完洛伊的生平介绍后，当即表示愿意批准他的申请。拿到盖章文件后，洛伊仍不忘幽默一把，问道：“你知道这篇介绍是谁写的吗？”官员摇头。洛伊告诉他：“我自己写的。”之后便跑出了大楼。1940 年6月1日，洛伊抵达纽约。据他自己讲述，船到纽约港，他在整理入境文件时，瞥了一眼随附的医生证明，上面写着他“年老体衰，无力谋生（Senile. Unable to earn a living）”。他几乎被吓晕，以为自己会被遣返给“希特勒先生”。万幸，移民官没有理会这条信息，而是欢迎他入境。洛伊在美国一直工作到1955年，82岁才退休。美国国家医学图书馆保存着他在纽约大学医学院的实验记录，描述了他继续研究细胞之间的关系以及药理学的科学问题。那时候，每个夏天，洛伊都会离开纽约，前往马萨诸塞州科德角最南端的一个小村庄——伍兹霍尔（Woods Hole）。那里有一座1888年建立的海洋生物学实验室。每年夏天，来自美国各大学以及世界各地的研究者、教师和学生集中到这里，在同一座小村庄里生活、实验、上课、讨论。这个地方成为众多生理学、神经科学、细胞生物学、遗传学顶尖科学家的夏令营地，其中诺贝尔奖得主关联人数已经超过60人。依照遗愿，伍兹霍尔也是洛伊安葬的地方。1961年12月25日圣诞节，洛伊在纽约去世，终年88岁。洛伊一生热爱艺术、音乐和戏剧，家里常有艺术家和音乐家来赴晚宴。生活过三十多年的奥地利格拉茨没有忘记他。2019年，格拉茨在他的旧居前铺下了纳粹受害者纪念石（Stolperstein）。他的诺贝尔奖证书于1983年交给格拉茨大学，如今与他半身像的青铜复制品一同陈列在那里。格拉茨的洛伊黄铜纪念石。 | 图源：wikipedia洛伊曾当选为英国皇家学会外籍会员，那枚珍贵的金质诺贝尔奖章由他的儿子交给了伦敦的皇家学会——它似乎带着他的一部分，回到了困顿岁月里向他敞开大门的国家，也回到了1902年他与戴尔初次相遇的地方。1936年诺贝尔奖颁奖期间，戴尔（左）与洛伊（右）在斯德哥尔摩大饭店前。| 图源：诺奖官网参考资料
[1] Borges R, García AG. One hundred years from Otto Loewi experiment, a dream that revolutionized our view of neurotransmission. Pflugers Arch. 2021 Jun;473(6):977-981. [2] Loewi O. (1960). An autobiographic sketch. Perspectives in Biology and Medicine, 4(1): 3–25.[3] Loewi O. (1936). The chemical transmission of nerve action. Nobel Lecture. [4] Dale H.H. (1962). Otto Loewi, 1873–1961. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 8: 67–89.[5] Valenstein E.S. (2005). The War of the Soups and the Sparks: The Discovery of Neurotransmitters and the Dispute over How Nerves Communicate. Columbia University Press.[6] Nobel Prize Outreach. Otto Loewi – Biographical. [7] Otto Loewi 传记条目. 德国内科学会“Gedenken und Erinnern”. [8] Barber E. (2025). Escape to New York. 英国皇家学会博客. [9] Otto Loewi – Photo gallery. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach 2026. Tue. 6 Oct 2026. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1936/loewi/photo-gallery/相关阅读
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李娟约 11 分钟