梅根·霍爾：我們如何感覺到微風和捏之間的區別？為了找到答案，《大眾科學》定製媒體與卡弗裡獎合作，採訪了阿爾德姆·帕塔普蒂安教授。他因回答這個基本問題而於2020年分享了卡弗裡神經科學獎。
阿爾德姆說，直到最近，沒有人真正理解我們的觸覺是如何工作的。
阿爾德姆·帕塔普蒂安：幾十年前，我們弄清楚了我們如何看，然後如何聞和嘗。我們如何感知觸覺一直是一個巨大的謎團。
霍爾：為什麼觸覺如此難以理解？阿爾德姆說，沒有人知道身體如何將物理感覺（比如手臂上的擠壓）轉化為細胞可以理解的資訊。
帕塔普蒂安：我總是把它比作一個你不知道里面發生了什麼的黑暗房間。你需要找到門把手，以便你可以開啟門，開啟一些燈，找出裡面的東西。
霍爾：經過一系列艱苦的實驗，阿爾德姆和他的同事們找到了那個門把手——一種他們命名為Piezos的特殊蛋白質。
帕塔普蒂安：這些是非常迷人的分子，它們做一件事，那就是讓離子從細胞外進入細胞內，反之亦然。
霍爾：人體有很多這樣的離子通道，它們開啟和關閉以向我們的細胞傳遞資訊。但幾乎所有這些通道的移動都是為了響應某種化學變化。
Piezos的不同之處在於它們對物理壓力作出反應。之前沒有人見過這樣的東西。
帕塔普蒂安：一旦你有了這些蛋白質和離子通道，科學家們就可以研究它們了。你可以去除它們，看看沒有它們會發生什麼。我們可以啟用它們，看看會發生什麼。你可以看到它們在身體中的表達位置以及它們的作用。
霍爾：所以，這就是阿爾德姆和他的同事們繼續做的事情。他們很快發現，其中一種Piezos，Piezo2，不僅能感知壓力，還能幫助我們保持平衡。
帕塔普蒂安：這就是為什麼我可以閉上眼睛觸控我的鼻子。這就是為什麼你能夠協調動作。這就是為什麼你能走路。沒有Piezo2，這些都無法實現。
霍爾：阿爾德姆的團隊還了解到，Piezos在控制骨密度、預防瘧疾，甚至告訴我們何時該上廁所方面都發揮著作用。
帕塔普蒂安：門把手的比喻對我們來說變得非常有趣，因為它把我們帶入到我們甚至不知道它們存在的房間。
霍爾：他現在感興趣的一個新問題？Piezos是否會告訴我們什麼時候應該停止進食。
帕塔普蒂安：例如，如果你吃了一頓大餐，我們都會這樣，我們稍後會後悔。胃會感到非常飽脹，對吧？這似乎是來自胃的非常機械的訊號。
如果Piezos是對此的感測器（這是我們正在提出的一個假設），那麼我們可以深入研究並提出問題：機械拉伸對你吃多少、什麼時候吃有多少貢獻？所以，這是一個很好的例子，當我們尋找觸覺感測器時，我們從沒想過這會把我們帶到這些方向。
霍爾：所有這些方向也具有實際意義。醫生可以使用有關Piezos的知識來治療各種疾病，包括肥胖症、骨質疏鬆症和慢性疼痛——特別是，一種使輕微觸控也感到疼痛的疾病。
帕塔普蒂安：最簡單的例子是曬傷。當你曬傷時，僅僅是觸控你的肩膀就會變得疼痛。曬傷不是我們需要臨床治療的東西。但是患有神經性疼痛的人無法穿襯衫，因為它太痛苦了。
霍爾：阿爾德姆說，Piezos也可能掌握解決其他型別疼痛的關鍵。他說，大多數藥物，如阿片類藥物，會攻擊神經系統中對疼痛的感知。
帕塔普蒂安：阿片類藥物進入大腦，並做很多事情。所有成癮和所有其他副作用都是因為它作用於大腦。
霍爾：但是，如果可以使用某種Piezos阻斷劑來解決疼痛的源頭呢？
帕塔普蒂安：在源頭阻斷疼痛的想法具有不產生副作用的巨大優勢。
霍爾：阿爾德姆說，科學家們也可以使用稱為CRISPR的基因編輯技術來治療Piezos構建方式中的基因突變。
帕塔普蒂安：我當然不想誇大其詞，因為現在還處於早期階段，科學界在探索這些技術的速度上非常謹慎。但與此同時，對於你知道突變是什麼的遺傳性疾病來說，確實存在著去糾正它們的令人興奮的希望。
霍爾：這些修復方法距離可用還有很多年。但阿爾德姆說，這些可能性令人興奮。
帕塔普蒂安：這僅僅是一個開始。還有很多東西有待發現，所以我認為未來也非常令人興奮。
霍爾：他期待著開啟新的大門，併為我們身體的工作原理的奧秘帶來光明。
阿爾德姆·帕塔普蒂安是斯克裡普斯研究所的教授，也是霍華德·休斯醫學研究所的研究員。2020年，他與加州大學舊金山分校的大衛·朱利葉斯分享了卡弗裡神經科學獎，後者發現了一系列使我們能夠感知溫度的受體。
卡弗裡獎旨在表彰科學家在天體物理學、奈米科學和神經科學領域的開創性進展。卡弗裡獎是挪威科學與文學院、挪威教育和研究部以及美國卡弗裡基金會之間的合作專案。
這項工作由《大眾科學》定製媒體制作，並由卡弗裡獎贊助。