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我國學者質疑美國生物學教科書 肯定中國高中《生物》編寫謹慎
發布時間：
2019-10-20
原標題：我國學者孫作東發表系列論文詳解生物學現存問題
來源：醫師報 作者：衣曉峰 王愛麗
黑龍江省亞歐腦科學研究院孫作東研究員在腦科學基礎理論研究領域又獲新突破，近日在美國醫學科學期刊Journal of US-China Medical Science(UCMS)同期刊發3篇論文——《鉀離子通道“折紙風車”模型》《用鉀離子通道“折紙風車”模型闡釋細胞動作電位發生機制》《鳩子論的修訂與補充》，首次對細胞動作電位與靜息電位產生機制和鈉-鉀泵作用的基本理論提出質疑，同時應用鉀離子通道“折紙風車”模型原理，合理地闡釋了動作電位發生的全過程。孫作東在研究中還建議，Aβ假說堪稱人們認識阿爾茨海默病的誤區之一，需從戰略高度與學術層面予以澄清和認定。經檢索查新結果證實，上述觀點和結論尚屬國際首報。
這其中，《鉀離子通道“折紙風車”模型》一文，正文不足千字，恰如當年沃森和克里克發表的著名“DNA螺旋結構模型”論文一樣簡潔。借助此模型原理，孫作東合理闡釋了動作電位發生全過程：動作電位上升相——去極化過程，相當于細胞在“放電”，由特殊離子通道旋入的鈉離子所主導，即旋入的鈉離子、溢出的鉀離子、多出的正電荷的比例為3：2：1；動作電位下降相——復極化過程，相當于細胞在“充電”，由特殊離子通道旋入的鉀離子所主導，即旋入的鉀離子、擠出的鈉離子、多出的負電荷的比例為2：3：1。
這種解釋，與膜學說、離子學說的核心觀點，以及國際學者對動作電位、靜息電位發生機制的理解“背道而馳”，否定了選擇性過濾器原子模型和船槳模型，關系到是否有助于從源頭上回答人類健康和疾病的基本生物學問題，涉到了阿爾茨海默癥、帕金森病乃至癌癥等世界性醫學難題的科研方向和治療方法。孫作東據此對美國生物學教科書提出質疑，認為美國將這些尚存異議的理論當成“公認理論”傳授給了大學生和中學生，可能構成一種誤區，阻礙公眾的科學認知。
孫作東介紹，之前關于靜息態細胞膜“內負外正”形成的原因是“鉀離子外流相應的負電荷仍留在細胞內所致”的觀點，已被世界各國當成公認的基礎理論寫入高等與中等教育的生物學教科書中，如美國貝爾等主編的《神經科學：探索腦》一書中的第1篇第3、4章，美國奧爾頓·比格斯等著《生物：生命的動力》一書中的第36章第1節，都涉及到了動作電位、靜息電位產生機制和鈉-鉀泵的作用；《神經科學：探索腦》被作為優秀的生命科學高等教材在美國及世界范圍內使用，而《生物：生命的動力》則是美國高中主流理科生物學教科書。這些尚存異議的“生物學基礎知識”，對大中學生的影響是深遠的，這樣的認知有可能讓全球生命科學界“星際迷航”。
孫作東評價指出，對比起來，中國的高中《生物》教材編寫的比美國謹慎和客觀得多，如人民教育出版社出版的高中《生物》必修3第2章第1節，雖涉及到了動作電位與靜息電位，但沒有對其產生機制做出解釋，編寫者的這種求是的學風值得肯定。他同時也指出，由教育科學出版社出版的2020版《曲一線科學備考》系列之《5年高考3年模擬：人教版.高中生物.3:必修》第2章第1節第1課時“知識清單練”“基礎過關練”“能力提升練”中的相關練習題，不宜出現在高考試卷中。
要將好的科學方法介紹給高中生，應該成為一種共識。人民教育出版社出版《生物》必修3第24頁的科學方法，“提出新的假說往往需要大膽的質疑和豐富的想象。有時，不同的假說都能在一定程度上解釋某一科學事實，哪一個假說能夠成為公認的理論，取決于進一步的觀察和實驗”，孫作東對此表示贊同。他說，當一個假說不能合理解釋某一科學事實時，就應該存疑，就不應該當成“公認的理論”寫入教科書。另外，孫作東也指出了《生物》必修3《科學·技術·社會》提到的“2018年中國腦計劃正式啟動”，克隆猴“中中”、“華華”等不確定不適宜代表“中華”先進水平的內容，也包括必修1、2、3的開篇“科學家訪談”，建議再版時進行修訂。
對自己已經公開發表過的《鳩子論》進行修訂與補充，孫作東研究員談了個人觀點，“此次修訂也是基于前兩篇論文發現的問題，Aβ假說使腦科學家們偏離了攻克阿爾茨海默病的研究方向，涉及到范式轉移，應從戰略高度與學術層面厘清和修正，試圖對其修修補補、免強維持，不科學也無現實意義”。
以上論文正面提到14位國際知名學者的工作，其中包括五位諾貝爾獎獲得者——艾倫·勞埃德·霍奇金(Alan Lloyd Hodgkin)、安德魯·赫胥黎（Andrew Fielding Huxley）、羅德里克·麥金農（Roderick MacKinnon）、伯納德·卡茨（Bernard Katz）、延斯·克里斯蒂安·斯科（Jens Christian Skou），其他九人也多為美國的科學院院士。
另據了解，孫作東研究員的腦細胞激活論、鳩子論等相關論文中文版也已在中國科技論文在線、中國科學院科技論文預發布平臺、中國腦科學網等平臺上公開發布。
新聞鏈接1：孫作東簡介
孫作東，1966年生，研究員，博士后合作導師，“鳩子論”、“腦細胞激活論”的創立者，腦科學π計劃執筆人，世界首臺帕金森治療儀、阿爾茨海默治療儀、腦功能康復治療儀、抑郁癥治療儀發明人；享受國務院政府特殊津貼，“新世紀百千萬人才工程”國家級人選，“中國青年五四獎章”獲得者；黑龍江省“生物醫學電子學”領軍人才梯隊帶頭人，黑龍江省腦病康復治療設備工程技術研究中心負責人；奧博醫療創始人，黑龍江省亞歐腦科學研究院院長。自1994年至今，一直從事腦科學基礎理論研究與重大腦病康復治療設備的研發工作，他的腦科學系列研究成果，從重大腦病的發病原因、發病機制到治療方法、治療機理，經歷了實踐--理論--再實踐--再理論的過程，現已自成體系。
新聞鏈接2：鉀離子通道“折紙風車”模型
鉀離子通道“折紙風車”模型，是應用物理生物學原理揭示鉀離子通道的運行機制，由孫作東研究員創建，原理：鉀離子等陽離子與通道螺旋內帶正電荷的氨基酸殘基形成的排斥力推動“風齒”后退、“風車”旋轉，而鉀離子通道孔徑大小隨著“風車”轉速的快慢而變化，決定著通道孔相對于鉀離子的“開放”與“關閉”，特點是四條通道螺旋形成一個獨立功能單位，同步單方向旋轉，或順時針或逆時針，但一個通道“風車”只能按一個方向旋轉，轉運鉀離子方式是被動單向只進不出，對ATP沒有依賴性。應用此模型能夠合理解釋細胞靜息電位、動作電位發生全過程：動作電位上升相，由特殊離子通道旋入的鈉離子所主導；動作電位下降相，由特殊離子通道旋入的鉀離子所主導。
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