田崎一二及夫人 图片来源：irp.nih.gov在1997年的一次NIH重组中，田崎关闭了自己的实验室，搬到了巴塞实验室所在的一个小地方。他继续一周工作七天，直到90多岁。2008年12月的一天，他在家附近散步时，突然失去平衡，头摔在地上。一周后他去世了，享年98岁。那时，田崎的工作早已从人们的视野里消失了。美国马萨诸塞大学阿默斯特分校（University of Massachusetts Amherst）的生物物理学家艾德里安·帕赛吉安（Adrian Parsegian）从1967年到2009年一直在NIH工作，他说，“我不认为有谁质疑那些现象的存在，因为田崎在实验室是很受尊敬的。”但是人们认为田崎的发现不是神经信号的本质，更多只是电信号的副产物。“真正的科学问题并没有得到解决，”帕赛吉安说，“同一件事的一面进入了教科书，而另一面没有。”━━━━神经信号其实是机械波？上世纪80年代中期，亨伯格正在德国马普生物物理化学研究所攻读博士学位，他就是在那个时候接触到田崎的工作的。他一下子对这个问题着了迷，整天在图书馆翻阅古老的文献。和田崎的理论不同，亨伯格找到了另一种解释实验现象的方法。他认为，机械波、光学性质变化和瞬时热效应源自脂质的神经细胞膜，而不是细胞膜下方的蛋白质与碳水化合物纤维。
托马斯·亨伯格（Thomas Heimburg） 图片来源：Niels Bohr Institutet亨伯格立刻开始了自己的实验——通过压缩人造细胞膜，研究它们对机械冲击波的响应。他的研究得到了一些重要发现：组成细胞膜的油性脂质分子通常情况下可以流动，有着随机的朝向，但很容易发生相变（物质从一种相转变为另一种相的过程）。只要轻轻挤压细胞膜，脂质分子就会立即凝聚成高度有序的液晶状态。亨伯格根据这些实验推断，神经冲动是沿着神经细胞膜传播的机械冲击波。冲击波传播时把液态的细胞膜分子挤压成液晶，在相变过程中释放出一点热量，就像水结成冰一样。然后，当冲击波通过后，细胞膜会再次变回液态，并吸收热量，整个过程耗时数毫秒。短暂的相变过程使得细胞膜稍稍变宽，正如田崎和岩佐用激光照射铂片时观测到的一样。教科书上通常把细胞膜描绘成一层薄薄的绝缘层。但现在，物理学家开始意识到，细胞膜有着令人惊异的各种属性。它属于一类叫做压电体的材料，在压电材料内，机械能和电能可以互相转化。石英手表的物理原理便基于此。这意味着，细胞膜上的电压脉冲同样携带着机械波，而机械波也可能以电压脉冲的形式出现。这一理论的实验证据被亨伯格曾经的学生找到了。2009年，现就职于德国多特蒙德工业大学（Technical University of Dortmund）的生物物理学家马提亚·施耐德（Matthias Schneider）发现，对人造细胞膜施加电压脉冲可以触发机械波。他所用的脉冲强度和神经细胞中的电冲动相似，产生的冲击波的速度约为50米/秒，与神经信号在人体内的传播速度差不多。2012 年，施耐德又证实，机械波和电压脉冲是在膜上传播的同一个波的不同部分。不过施耐德最重要的发现是在2014年。神经冲动的一个关键特征是“全或无”。假如神经细胞接收的是低于特定阈值的刺激，它不会产生任何响应。只有当输入足够强，细胞才会放电。施耐德发现，人造细胞膜表面的电-机械波同样也是“全或无”的。细胞膜是否受到足够的压力进入液晶态，似乎是决定电-机械波能否产生的因素。“只有在这种情况下，”施耐德说，“你才能观察到神经冲动”。━━━━饱受争议亨伯格把自己的理论命名为“孤波理论”（soliton theory，孤波指的是在传播过程中保持形状不变的波），但迄今为止生物学界的态度让他沮丧。他的理论最早发表2005年的《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences，PNAS）上，尽管该杂志在学术界有很高声望，但是对他的批评自那时起就没有停息过。加拿大渥太华医院研究所（Ottawa Hospital Research Institute）已经退休的著名神经生物学家凯瑟琳·莫里斯（Catherine Morris）就是质疑者之一，她告诉我，亨伯格的研究处处透露出一个自认为可以轻松进入其他领域，纠正别人的错误观念的物理学家的傲慢。她的感受可以用一句她最喜欢的话概括：“我听到的就是典型的物理学家论调——‘我们可以把这只奶牛近似成一个点’。”
