任何稍微大一点儿的生物都需要沟通才能协调运作，沟通的最重要方式之一就是神经元。但神经元如何传递信号？这在科学界已经近乎常识，写进了中学教科书，提出人还获得了1963年诺贝尔生理学或医学奖——这个模型被称为霍奇金-赫胥黎模型，常常被比喻成一套“多米诺骨牌”：当你在这边制造一个动作电位（推倒第一块骨牌）的时候，会引发相邻的骨牌也摔倒，这样一连串传播到另一头。摔倒的骨牌需要花时间摆好，改变了的电位也需要花时间弄回去，这期间神经元就会处于所谓的“不应期”。
在霍奇金-赫胥黎模型中，神经传导过程好比多米诺骨牌。图片来源：mhurst.com
这样子传递信号需要时间，在一个复杂的神经网络里，就有可能出现“撞车”。如果一长列多米诺骨牌两端一起推倒，那么两个信号在中间会撞上，然后就谁也传不下去了——骨牌都倒了嘛。一直以来，研究者都认为如果神经信号撞车了，结果也是两个信号一起消失。
所以你能猜到发生了什么：丹麦哥本哈根大学的研究者做了实验，发现两个本该撞车的信号擦肩而过了。这就像是本来应该已经倒下的骨牌不知道怎么又倒了一次。
两种不同信号传递模式的示意图。在左边的“穿透”模式里，两个信号相撞之后互不干扰、正常通过；右边的“湮灭”模式里，相撞导致消失。传统观点一直认为真实情况是右边，不过现在……图片来源：Thomas Heimburg
托马斯·海姆博格（Thomas Heimburg）和他的同事们发现，所谓的“相撞湮灭”上一次实验证据还是在1949年，之后再也没有得到重复。他们选取了蚯蚓和龙虾的腹神经索的神经元，用电极在两端同时刺激它们，然后记录信号相撞之后的电位差。结果发现，不管是蚯蚓的有髓鞘神经纤维，还是龙虾的无髓鞘神经纤维，信号在相撞后不管是速度还是形状都没有变化。
“骨牌”式的传导是不可能产生这种效果的。但是另一种我们十分熟悉的信号传播方式，却完全可以做到相撞不干扰——机械波和电磁波。
他们的研究于9月10日发表在《物理学评论X》上。作者认为，神经元里的脉冲信号传播很可能不是骨牌模型，而是某种电磁-机械脉冲。事实上还有很多证据表明，在脉冲传递过程中，神经元的粗细发生了改变，而且也没有像经典模型预言的那样因为骨牌摔倒（电位改变）而散发出热量。因此，文章认为，神经信号的传递大概更像电脉冲或者声波脉冲，是一个物理现象，或者至少有很大的物理成分，而非过去以为的那样是个离子浓度变化导致的电位差。
所以，我们和电脑的差别又变小了一点点？现有的霍奇金-赫胥黎模型已经相当成熟，在许多其他领域得到了验证，所以可能不至于被完全推翻。但如果这项研究的结果最终得到了其他研究组的验证，那么神经生物学的课本肯定又要重写一大块了。至于高中课本啥时候能跟进……那就天知道啦。（编辑：Ent、Calo）
参考文献：
- Alfredo Gonzalez-Perez, Rima Budvytyte, Lars D. Mosgaard, Søren Nissen, and Thomas Heimburg. Penetration of Action Potentials During Collision in the Median and Lateral Giant Axons of Invertebrates. Phys. Rev. X 4, 031047 (2014)