致敬诺贝尔


诺贝尔奖是世界上对与化学、物理、生理或医学、文学、经济和和平相关的文化和/或科学进步的最高荣誉。每年的10月,在这些领域为人类的福祉做出重大贡献的候选人都会被选中在12月10日诺贝尔和平奖的缔造者阿尔弗雷德·诺贝尔(Alfred Nobel)的生日当天接受该奖项。
鉴于眼科历史上关于这一重要课题的具体文献较少,在这里我们特别回顾了在视觉和眼科学相关的学科中获得该奖项的科学家的及主要成就,主要研究课题分为视觉生理学、诊断和治疗方法、致病机理和其它与视觉科学相关的研究领域,这些科学家的许多发现仍然是我们日常眼科实践的一部分。对这些获奖科学家及其所作研究的了解和致敬,对于研究眼科医学史,了解眼科创新的脉络乃至展望未来的创新路径巨有极大价值,同时也激励眼科同仁不断探索和攀登。

Allvar Gullstrand

1911年诺贝尔生理学或医学奖
出生: 1862年6月5日,瑞典
逝世: 1930年7月28日,瑞典斯德哥尔摩
获奖时所属单位: 瑞典乌普萨拉大学
获奖依据: “因为他对屈光度的研究。”
获奖比例: 1/1

主要成就:

我们的视觉是建立在眼睛的晶状体上的,晶状体将来自外部世界的光线解析成眼睛后部的图像。从这里开始,感光视网膜细胞将光线转换成神经脉冲,最终形成视觉图像。计算光线通过眼睛的路径以及如何创建图像是非常复杂的,因为眼睛的透镜由不同的层组成,这些层将光线折射到不同的程度。此外,镜头也会改变形状。Allvar Gullstrand在19世纪90年代利用高等数学成功地做到了这一点。

Ragnar Granit

1967年诺贝尔生理学或医学奖
出生: 1900年10月30日,俄罗斯 赫尔辛基 (现芬兰)
逝世: 1991年3月12日,瑞典斯德哥尔摩
获奖时所属单位: 瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院
获奖依据: “因为他们发现了眼睛中主要的生理和化学视觉过程。”
获奖比例: 1/3

主要成就:

我们的视觉是通过我们周围的光线工作的,这些光线被我们眼睛后部视网膜上的大量感光细胞捕捉到。经过一系列神经开关和化学和电信号的转换产生了视觉印象。使用非常复杂的电极,Ragnar Granit能够研究视网膜细胞的电脉冲。在20世纪30年代到50年代进行的研究中,他证明了视锥细胞有不同的类型(能够产生颜色视觉的细胞),并且这些细胞对三种不同波长的光敏感。

Keffer Hartline

1967年诺贝尔生理学或医学奖
出生: 1903年12月22日,美国宾夕法尼亚州布鲁姆斯堡
逝世: 1983年3月17日,美国马里兰州福尔斯顿
获奖时所属单位: 美国纽约洛克菲勒大学
获奖依据: “因为他们发现了眼睛中主要的生理和化学视觉过程。”
获奖比例: 1/3

主要成就:

我们的视觉之所以起作用, 是因为来自周围世界的光线被眼睛后部视网膜中的许多感光细胞捕捉到。化学和电信号的一系列重新连接和转换最终产生视觉印象。在1950年左右对马蹄蟹的研究中, Keffer Hartline分析了来自神经细胞的主要信号是如何在神经细胞网络中处理的。除此以外, 他还指出, 当细胞受到刺激时, 来自周围细胞的信号就会被抑制。这样就更容易理解对比的概念。

George Wald

1967年诺贝尔生理学或医学奖
出生: 1906年11月18日,美国纽约
逝世: 1997年4月12日,美国马萨诸塞州剑桥市
获奖时所属单位: 美国哈佛大学、剑桥大学
获奖依据: “因为他们发现了眼睛中主要的生理和化学视觉过程。”
获奖比例: 1/3

主要成就:

我们的视觉功能是因为来自周围世界的光被眼睛后部视网膜上的许多感光细胞捕获。George Wald发现维生素A是视网膜紫质 (一种感光物质) 的重要成分,并在20世纪30年代至60年代的一系列研究中解释了光是如何导致视紫质改变形态和转化的。这种转换在一个复杂的神经细胞网络中产生信号,通过这个网络,在信号最终转化为大脑中的视觉印象之前,会发生一系列的重新连接和转换。

David H. Hubel

1981年诺贝尔生理学或医学奖
出生: 1926年2月27日,加拿大温莎
逝世: 2013年9月22日,美国林肯
获奖时所属单位: 美国马萨诸塞州波士顿市哈佛医学院
获奖依据: “因为他们发现了视觉系统中的信息处理。”
获奖比例: 1/4

主要成就:

我们的视觉是通过我们周围的光线工作的,这些光线被位于我们眼睛后部视网膜上的大量感光细胞捕捉到。光线被转换成信号,这些信号被发送到大脑,并在那里转换成视觉印象。David Hubel和Torsten Wiesel在20世纪60年代阐明了这个过程是如何运作的:大脑皮层的信号是由细胞进行序列分析的,这些细胞的具体任务是解释对比、模式和运动。他们还表明,这种能力是在孩子出生后的最初阶段发展起来的。

Torsten N. Wiesel

1981年诺贝尔生理学或医学奖
出生: 1924年6月3日,瑞典乌普萨拉
获奖时所属单位: 美国马萨诸塞州波士顿市哈佛医学院
获奖依据: “因为他们发现了视觉系统中的信息处理。”
获奖比例: 1/4

主要成就:

我们的视觉是通过我们周围的光线工作的,这些光线被位于我们眼睛后部视网膜上的大量感光细胞捕捉到。光线被转换成信号,这些信号被发送到大脑,并在那里转换成视觉印象。Torsten Wiesel和David Hubel在20世纪60年代阐明了这个过程是如何运作的:大脑皮层的信号是由细胞进行序列分析的,这些细胞的具体任务是解释对比、模式和运动。他们还表明,这种能力是在孩子出生后的最初阶段发展起来的。

Peter Medawar

1960年诺贝尔生理学或医学奖
出生: 1915年2月28日,巴西里约热内卢
逝世: 1987年10月2日,英国伦敦
获奖时所属单位: 英国伦敦大学学院
获奖依据: “发现获得性免疫耐受。”
获奖比例: 1/2

主要成就:

我们的免疫系统保护我们免受微生物的攻击,并排斥外来组织。我们的部分免疫有遗传基础,但部分免疫是后天获得的,并不存在于胎儿中。在麦克法兰·伯内特(Macfarlane Burnet)提出区分自身组织和外来组织的能力是在胎儿时期获得的理论之后,彼得·梅达瓦(Peter Medawar)在1951年成功地在小鼠胚胎之间移植了组织,没有出现排斥反应。他可以在老鼠成年后对它们进行新的移植,但如果在胎儿时期没有进行移植,这种方法就不会奏效。研究结果对器官移植具有重要意义。

Albert Einstein

1921年诺贝尔物理学奖
出生: 1879年3月14日,德国乌尔姆
逝世: 1955年4月18日,美国新泽西州普林斯顿
获奖时所属单位: 德国柏林凯撒-威廉姆物理研究所(现马普研究所)
获奖依据: “感谢他对理论物理学的贡献,特别是他对光电效应定律的发现。”
获奖比例: 1/1

主要成就:

如果金属电极暴露在光下,它们之间的电火花更容易发生。然而,要使这种“光电效应”发生,光波必须高于一定的频率。根据物理学理论,光的强度应该是至关重要的。在1905年开始的几项划时代的研究中,阿尔伯特·爱因斯坦解释说,光由量子(quanta)组成,即具有固定能量的“包”,对应于特定的频率。一个这样的光量子,光子,必须有一定的最小频率才能释放电子。

Arthur L. Schawlow

1981年诺贝尔物理学奖
出生: 1921年5月5日,美国纽约州韦尔诺山
逝世: 1999年4月28日,加利福尼亚州帕洛阿尔托
获奖时所属单位: 美国斯坦福大学
获奖依据: “感谢他们对激光光谱学发展的贡献。”
获奖比例: 1/4

主要成就:

根据量子物理学的原理,原子和分子中的电子具有固定的能级。当不同能级之间发生跃迁时,具有一定频率的光被发射或吸收。这使得原子和分子可以借助吸收光的光谱进行分析。利用激光的相干强光,可以产生测量现象。在20世纪60年代,Arthur Schawlow利用这种方法消除了多普勒效应,使他能够非常精确地确定能级。

Roy J. Glauber

2005年诺贝尔物理学奖
出生: 1925年9月1日,美国纽约
逝世: 2018年12月26日,美国马萨诸塞州牛顿市
获奖时所属单位: 美国哈佛大学、剑桥大学
获奖依据: “感谢他对光学相干量子理论的贡献。”
获奖比例: 1/2

主要成就:

根据20世纪初发展起来的量子物理学,光和其他电磁辐射以量子的形式出现,量子是具有固定能量的包,既可以被描述为波,也可以被描述为粒子,光子。然而在1963年Roy Glauber建立量子光学的基础之前,还没有真正深入的基于量子理论的光理论。这就需要激光的发展。它的聚光和相干光比普通光产生了更多的量子物理现象。

William C. Campbell

2015年诺贝尔生理学或医学奖
出生: 1930年6月28日,爱尔兰
获奖时所属单位: 美国新泽西州麦迪逊德鲁大学
获奖依据: “因为他们发现了一种治疗蛔虫寄生虫感染的新疗法。”
获奖比例: 1/4

主要成就:

许多严重的传染病是由昆虫传播的寄生虫引起的。河盲症是由一种能感染角膜并导致失明的微小蠕虫引起的。淋巴丝虫病,或象皮病,也由蠕虫引起,并产生慢性肿胀。Satoshi Omura培养的细菌,能产生抑制其他微生物生长的物质。1978年,他成功培育出一株菌株,从中William Campbell纯化出一种物质,阿维菌素,经化学修饰的形式,伊维菌素,证明对河盲症和象皮病有效。

Satoshi Ōmura

2015年诺贝尔生理学或医学奖
出生:1935年7月12日,日本山梨县
获奖时所属单位:日本东京北里大学
获奖依据: “因为他们发现了一种治疗蛔虫寄生虫感染的新疗法。”
获奖比例: 1/4

主要成就:

许多严重的传染病是由昆虫传播的寄生虫引起的。河盲症是由一种能感染角膜并导致失明的微小蠕虫引起的。淋巴丝虫病,或象皮病,也由蠕虫引起,并产生慢性肿胀。Satoshi Omura培养的细菌,能产生抑制其他微生物生长的物质。1978年,他成功培育出一株菌株,从中William Campbell纯化出一种物质,阿维菌素,经化学修饰的形式,伊维菌素,证明对河盲症和象皮病有效。

Gérard Mourou

2018年诺贝尔物理学奖
出生: 1944年6月22日,法国阿尔贝维尔
获奖时所属单位: 美国密西根大学安娜堡分校、法国巴黎理工大学帕莱索分校
获奖依据: “因为他们的方法产生高强度,超短光脉冲。”
获奖比例: 1/4

主要成就:

锋利的激光束给我们提供了新的机会来加深我们对世界的认识并塑造它。1985年,Donna Strickland和Gérard Mourou成功地在不破坏放大材料的情况下创造出了超短的高强度激光脉冲。首先,他们及时拉伸激光脉冲以降低其峰值功率,然后放大它们,最后压缩它们。然后脉冲的强度急剧增加。“啁啾脉冲放大”有很多用途,包括矫正眼科手术。

Donna Strickland

2018年诺贝尔物理学奖
出生:1959年5月27日,加拿大盖尔夫
获奖时所属院校:加拿大滑铁卢大学
获奖动机:“因为他们的方法产生高强度,超短光脉冲。”
获奖比例:1/4

主要成就:

锋利的激光束给我们提供了新的机会来加深我们对世界的认识并塑造它。1985年,Donna Strickland和Gérard Mourou成功地在不破坏放大材料的情况下创造出了超短的高强度激光脉冲。首先,他们及时拉伸激光脉冲以降低其峰值功率,然后放大它们,最后压缩它们。然后脉冲的强度急剧增加。“啁啾脉冲放大”有很多用途,包括矫正眼科手术。

突破


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