Charles Scott Sherrington

1.1. Kehidupan Awal dan Pendidikan

Sir Charles Scott Sherrington dilahirkan di Islington, London, England, pada 27 November 1857. Walaupun biografi rasmi menyatakan beliau sebagai anak kepada James Norton Sherrington, seorang doktor luar bandar, dan isterinya, Anne Thurtell, rekod menunjukkan bahawa James Norton Sherrington sebenarnya seorang penjual besi dan penjual warna artis yang telah meninggal dunia pada tahun 1848, hampir sembilan tahun sebelum Charles dilahirkan. Charles dan dua adik-beradik lelakinya, George dan William, berkemungkinan besar adalah anak luar nikah kepada Caleb Rose, seorang pakar bedah terkemuka dari Ipswich, dan Anne Thurtell. Keluarga itu tinggal bersama Caleb Rose, yang kemudiannya mengahwini Anne pada tahun 1880 selepas kematian isteri pertamanya.

Pada tahun 1860-an, seluruh keluarga berpindah ke Anglesea Road, Ipswich, kononnya kerana keadaan di London memburukkan kecenderungan Caleb Rose terhadap asma. Caleb Rose sendiri adalah seorang sarjana klasik dan ahli arkeologi yang terkenal. Di rumah keluarga mereka, Edgehill House di Ipswich, terdapat koleksi lukisan, buku, dan spesimen geologi yang banyak. Melalui minat Rose terhadap Norwich School of Painters, Sherrington mengembangkan minat mendalam terhadap seni. Persekitaran intelektual di rumah itu, yang sering dikunjungi oleh para cendekiawan, memupuk rasa ingin tahu akademik Sherrington. Beliau malah telah membaca buku Elements of Physiology oleh Johannes Müller sebelum mendaftar di universiti, sebuah buku yang diberikan kepadanya oleh Caleb Rose.

Sherrington memasuki Ipswich School pada tahun 1871. Di sana, beliau diajar oleh Thomas Ashe, seorang penyair Inggeris terkenal, yang menjadi inspirasi kepada Sherrington, menanamkan rasa cinta terhadap klasik dan keinginan untuk mengembara. Caleb Rose mendorong Sherrington ke arah bidang perubatan. Sherrington mula belajar di Royal College of Surgeons of England (RCS). Beliau juga ingin belajar di Universiti Cambridge, tetapi masalah kewangan keluarga akibat kegagalan bank memaksa beliau untuk mendaftar di St Thomas' Hospital pada September 1876 sebagai "pelajar abadi", agar dua adik-beradik lelakinya dapat belajar undang-undang di sana terlebih dahulu. Pengajian perubatan di St. Thomas' Hospital dijalin dengan pengajian di Gonville and Caius College, Cambridge.

Fisiologi menjadi jurusan pilihan Sherrington di Cambridge, di mana beliau belajar di bawah bimbingan "bapa fisiologi British," Sir Michael Foster, dan John Newport Langley. Beliau merupakan seorang pelajar yang cemerlang, memperoleh Starred first dalam fisiologi di Natural Sciences Tripos (NST) Bahagian I pada Jun 1881, dan juga memperoleh First dalam Bahagian II NST pada Jun 1883. Pada November 1881, salah seorang tutornya, Walter Holbrook Gaskell, memberitahunya bahawa beliau telah memperoleh markah tertinggi untuk tahunnya dalam botani, anatomi manusia, dan fisiologi, serta markah kedua tertinggi dalam zoologi, dan markah keseluruhan tertinggi. Sherrington memperoleh Membership of the Royal College of Surgeons pada 4 Ogos 1884, dan pada tahun 1885, beliau memperoleh Ijazah Kelas Pertama dalam Natural Science Tripos dengan markah cemerlang, serta ijazah M.B., Sarjana Muda Perubatan dan Pembedahan dari Cambridge. Pada tahun 1886, Sherrington menambah gelaran L.R.C.P., Licentiate of the Royal College of Physicians. Selain pengajiannya, Sherrington juga aktif dalam sukan, bermain bola sepak untuk sekolahnya dan Ipswich Town Football Club, serta ragbi untuk St. Thomas's, dan menyertai pasukan mendayung di Oxford.

1.2. Perjalanan dan Penyelidikan Awal

Pada Kongres Perubatan Antarabangsa ke-7 yang diadakan di London pada tahun 1881, Sherrington memulakan kerjanya dalam penyelidikan neurologi. Kongres tersebut menyaksikan perdebatan sengit antara Friedrich Goltz dari Strasbourg, yang berhujah bahawa fungsi setempat di korteks serebrum tidak wujud berdasarkan pemerhatian anjing yang otaknya telah dibuang sebahagian, dan David Ferrier, yang menjadi idola Sherrington, yang mempertahankan lokalisasi fungsi otak dengan bukti dari seekor monyet yang mengalami hemiplegia (kelumpuhan sebelah badan) selepas lesi serebrum. Sebuah jawatankuasa, termasuk Langley, dibentuk untuk menyiasat. Sherrington, sebagai rakan junior Langley, melakukan pemeriksaan histologi terhadap hemisfera kanan otak anjing yang telah diklorofom. Pada tahun 1884, Langley dan Sherrington menerbitkan penemuan mereka dalam sebuah kertas kerja, yang merupakan penerbitan pertama Sherrington.

Pada musim sejuk 1884-1885, Sherrington pergi ke Strasbourg untuk bekerja dengan Goltz, yang sangat mempengaruhi beliau. Sherrington kemudiannya berkata tentang Goltz bahawa beliau "mengajar seseorang bahawa dalam semua perkara, hanya yang terbaik adalah cukup baik." Pada tahun 1885, wabak kolera asiatik merebak di Sepanyol. Seorang doktor Sepanyol mendakwa telah menghasilkan vaksin. Sebuah kumpulan, termasuk C.S. Roy, J. Graham Brown, dan Sherrington, dihantar ke Sepanyol di bawah naungan Universiti Cambridge, Royal Society of London, dan Persatuan Penyelidikan Perubatan untuk menyiasat. Sherrington skeptikal terhadap dakwaan doktor Sepanyol itu, dan laporan yang mereka kemukakan kepada Royal Society setelah kembali telah menolak dakwaan tersebut. Sherrington tidak bertemu Santiago Ramón y Cajal dalam perjalanan ini, kerana Cajal berada di Zaragoza manakala Sherrington dan pasukannya berada di Toledo.

Kemudian pada tahun yang sama, Sherrington pergi ke Berlin untuk bertemu Rudolf Virchow bagi memeriksa spesimen kolera yang beliau perolehi di Sepanyol. Virchow kemudiannya menghantar Sherrington kepada Robert Koch untuk kursus teknik selama enam minggu. Sherrington akhirnya tinggal bersama Koch selama setahun untuk melakukan penyelidikan dalam bakteriologi. Di bawah bimbingan kedua-dua saintis ini, Sherrington memperoleh asas yang kukuh dalam fisiologi, morfologi, histologi, dan patologi. Dalam tempoh ini, beliau juga mungkin telah belajar dengan Waldeyer dan Zuntz. Pada tahun 1886, Sherrington pergi ke Itali untuk sekali lagi menyiasat wabak kolera. Semasa di Itali, beliau meluangkan banyak masa di galeri seni, dan di sinilah minatnya terhadap buku-buku langka menjadi satu obsesi.

1.3. Kerjaya Akademik

Pada tahun 1891, Sherrington dilantik sebagai penyelia di Institut Brown untuk Penyelidikan Fisiologi dan Patologi Lanjutan di Universiti London, sebuah pusat penyelidikan fisiologi dan patologi manusia serta haiwan. Beliau menggantikan Sir Victor Alexander Haden Horsley. Di sana, Sherrington mengkaji pengagihan segmental akar dorsal dan ventral tunjang saraf, memetakan dermatome sensori, dan pada tahun 1892, menemui bahawa gelendong otot memulakan refleks regangan. Institut ini membolehkan Sherrington mengkaji banyak haiwan, dari yang kecil hingga yang besar, termasuk primat besar seperti kera.

Jawatan profesor penuh pertama Sherrington datang dengan pelantikannya sebagai Profesor Fisiologi Holt di Liverpool pada tahun 1895, menggantikan Francis Gotch. Dengan pelantikan ini, Sherrington menamatkan kerja aktifnya dalam patologi. Di Liverpool, beliau meneruskan kerjanya mengenai refleks dan innervasi resiprokal. Beliau mendapati bahawa refleks mesti dianggap sebagai aktiviti bersepadu seluruh organisma, bukan hanya hasil aktiviti apa yang dipanggil arka refleks, sebuah konsep yang diterima umum pada masa itu. Kertas kerjanya mengenai subjek ini disintesiskan ke dalam syarahan Croonian pada tahun 1897. Sherrington menunjukkan bahawa rangsangan otot adalah berkadar songsang dengan perencatan kumpulan otot yang berlawanan. Bercakap mengenai hubungan rangsangan-perencatan, Sherrington berkata "penghentian dari tindakan mungkin sama aktifnya dengan pengambilan tindakan." Beliau meneruskan kerjanya mengenai innervasi resiprokal sepanjang tahun-tahunnya di Liverpool. Menjelang tahun 1913, Sherrington dapat menyatakan bahawa "proses rangsangan dan perencatan boleh dilihat sebagai kutub yang berlawanan [...] satu dapat meneutralkan yang lain." Kerja Sherrington mengenai innervasi resiprokal merupakan sumbangan penting kepada pengetahuan tentang saraf tunjang.

Seawal tahun 1895, Sherrington telah cuba mendapatkan pekerjaan di Universiti Oxford. Menjelang tahun 1913, penantiannya berakhir. Oxford menawarkan Sherrington Kerusi Fisiologi Waynflete di Magdalen College. Para pemilih untuk kerusi itu sebulat suara mengesyorkan Sherrington tanpa mempertimbangkan calon lain. Sherrington menikmati kehormatan mengajar ramai pelajar cemerlang di Oxford, termasuk Wilder Penfield, yang beliau perkenalkan kepada kajian otak. Beberapa pelajarnya adalah sarjana Rhodes, tiga daripadanya - Sir John Eccles, Ragnar Granit, dan Howard Florey - kemudiannya menjadi pemenang Hadiah Nobel. Sherrington juga mempengaruhi pakar bedah otak perintis Amerika, Harvey Williams Cushing. Falsafah Sherrington sebagai seorang guru dapat dilihat dalam jawapannya kepada soalan tentang fungsi sebenar Universiti Oxford di dunia: "Selepas beberapa ratus tahun pengalaman, kami fikir kami telah belajar di Oxford bagaimana mengajar apa yang diketahui. Tetapi kini dengan peningkatan penyelidikan saintifik yang tidak dapat dinafikan, kami tidak boleh terus bergantung kepada fakta semata-mata bahawa kami telah belajar bagaimana mengajar apa yang diketahui. Kami mesti belajar mengajar sikap terbaik terhadap apa yang belum diketahui. Ini juga mungkin mengambil masa berabad-abad untuk diperoleh tetapi kami tidak dapat mengelak cabaran baru ini, dan kami juga tidak mahu."

Semasa di Oxford, Sherrington menyimpan ratusan slaid mikroskop dalam kotak yang dibina khas berlabel "Slaid Demonstrasi Histologi Sir Charles Sherrington". Selain slaid demonstrasi histologi, kotak itu mengandungi slaid yang mungkin berkaitan dengan penemuan asal seperti lokalisasi kortikal di otak; slaid dari sezaman seperti Angelo Ruffini dan Gustav Fritsch; dan slaid dari rakan sekerja di Oxford seperti John Burdon-Sanderson - Profesor Fisiologi Waynflete yang pertama - dan Derek Denny-Brown, yang bekerja dengan Sherrington di Oxford (1924-1928).

Pengajaran Sherrington di Oxford terganggu oleh Perang Dunia Pertama. Apabila perang bermula, kelasnya hanya tinggal sembilan pelajar. Semasa perang, beliau bekerja di sebuah kilang peluru untuk menyokong usaha perang dan untuk mengkaji kepenatan secara umum, tetapi khususnya kepenatan industri. Waktu kerja hariannya adalah dari 7:30 pagi hingga 8:30 malam; dan dari 7:30 pagi hingga 6:00 petang pada hujung minggu. Pada Mac 1916, Sherrington berjuang untuk kemasukan wanita ke sekolah perubatan di Oxford. Beliau tinggal di 9 Chadlington Road di utara Oxford dari 1916 hingga 1934, dan pada 28 April 2022, sebuah plak biru Oxfordshire sebagai penghormatan kepadanya telah dirasmikan di rumah ini.

Charles Sherrington bersara dari Oxford pada tahun 1936. Beliau kemudian berpindah ke kampung halamannya di Ipswich, di mana beliau membina sebuah rumah. Di sana, beliau mengekalkan surat-menyurat yang luas dengan murid-murid dan orang lain dari seluruh dunia. Beliau juga terus mengusahakan minatnya dalam bidang puisi, sejarah, dan falsafah. Dari tahun 1944 sehingga kematiannya, beliau adalah Presiden Muzium Ipswich, di mana beliau sebelum ini berkhidmat dalam jawatankuasa. Fakulti mental Sherrington sangat jelas sehingga waktu kematiannya yang tiba-tiba, yang disebabkan oleh kegagalan jantung pada usia 94 tahun. Walau bagaimanapun, kesihatan badannya merosot pada usia tua. Artritis adalah beban utama, dan ini menyebabkan Sherrington ditempatkan di rumah jagaan pada tahun sebelum kematiannya, iaitu pada tahun 1951.

3.1. Tindakan Integratif Sistem Saraf dan Sinaps

Konsep asas Sherrington mengenai penyelarasan sistem saraf adalah bahawa sistem saraf bertindak sebagai satu unit yang terintegrasi, menyelaraskan pelbagai bahagian badan untuk mencapai tujuan tertentu. Beliau berhujah bahawa refleks adalah ekspresi paling mudah dari tindakan interaktif sistem saraf, membolehkan seluruh badan berfungsi ke arah tujuan yang jelas. Sherrington menegaskan bahawa refleks mesti berorientasi tujuan dan mempunyai tujuan.

Beliau memperkenalkan istilah "sinaps" pada tahun 1897, sebuah perkataan yang dicadangkan oleh ahli klasik A. W. Verrall, untuk menggambarkan sambungan antara dua neuron. Konsep ini adalah penting dalam memahami komunikasi saraf dan menyelesaikan perdebatan antara teori neuron dan teori retikular dalam mamalia, dengan itu membentuk pemahaman kita tentang sistem saraf pusat. Penyelidikan eksperimennya juga menetapkan banyak aspek neurosains kontemporari, termasuk konsep refleks tunjang sebagai sistem yang melibatkan neuron yang bersambung (doktrin neuron), dan cara transmisi isyarat antara neuron boleh dipotensiasi atau didepotensiasi.

3.2. Refleks dan Innervasi Resiprokal

Sherrington melakukan kajian mendalam mengenai refleks saraf tunjang dan merumuskan prinsip "innervasi resiprokal" (reciprocal innervation^{Bahasa Inggeris}). Prinsip ini menjelaskan hubungan antara pengecutan otot dan relaksasi otot antagonis, yang penting untuk kawalan motor dan koordinasi yang lancar. Beliau menunjukkan bahawa rangsangan otot adalah berkadar songsang dengan perencatan kumpulan otot yang berlawanan. Beliau menyatakan, "penghentian dari tindakan mungkin sama aktifnya dengan pengambilan tindakan." Menjelang tahun 1913, Sherrington dapat menyatakan bahawa "proses rangsangan dan perencatan boleh dilihat sebagai kutub yang berlawanan [...] satu dapat meneutralkan yang lain." Kerjanya mengenai innervasi resiprokal merupakan sumbangan penting kepada pengetahuan tentang saraf tunjang.

Beliau juga menetapkan sifat refleks postural dan kebergantungannya pada refleks regangan anti-graviti, serta menjejak rangsangan aferen ke organ akhir proprioceptif, yang sebelum ini beliau tunjukkan bersifat sensori. Istilah "proprioceptif" juga merupakan sumbangan beliau. Beberapa undang-undang fisiologi dan fenomena lain dikaitkan dengan nama Sherrington:

• Refleks Liddell-Sherrington: Pengecutan tonik otot sebagai tindak balas kepada regangan. Apabila otot memanjang melebihi titik tertentu, refleks miotatik menyebabkan ia mengetat dan cuba memendek.
• Refleks Schiff-Sherrington: Menggambarkan tanda serius pada haiwan: lanjutan kaku anggota hadapan selepas kerosakan pada tulang belakang. Ia mungkin disertai oleh pernafasan paradoks - otot interkostal lumpuh dan dada ditarik secara pasif masuk dan keluar oleh diafragma.
• Undang-undang Pertama Sherrington: Setiap akar saraf tunjang posterior membekalkan kawasan kulit tertentu, dengan pertindihan dermatome bersebelahan.
• Undang-undang Kedua Sherrington: Undang-undang innervasi resiprokal. Apabila pengecutan otot dirangsang, terdapat perencatan serentak otot antagonisnya. Ini adalah penting untuk pergerakan yang terkoordinasi.
• Fenomena Vulpian-Heidenhain-Sherrington: Menggambarkan pengecutan perlahan otot rangka yang telah dinyah saraf dengan merangsang gentian kolinergik autonomi yang menginervasi saluran darahnya.

4.1. The Integrative Action of the Nervous System (1906)

Diterbitkan pada tahun 1906, buku ini merupakan kompendium sepuluh syarahan Silliman Sherrington, yang disampaikan di Universiti Yale pada tahun 1904. Buku ini membincangkan teori neuron, istilah "sinaps" (yang telah diperkenalkan oleh Sherrington pada tahun 1897), komunikasi antara neuron, dan mekanisme fungsi arka refleks. Karya ini secara berkesan menyelesaikan perdebatan antara teori neuron dan teori retikular dalam mamalia, dengan itu membentuk pemahaman kita tentang sistem saraf pusat. Beliau berteori bahawa sistem saraf menyelaraskan pelbagai bahagian badan dan bahawa refleks adalah ekspresi paling mudah dari tindakan interaktif sistem saraf, membolehkan seluruh badan berfungsi ke arah tujuan yang pasti. Sherrington menegaskan bahawa refleks mesti berorientasi tujuan dan mempunyai tujuan. Tambahan pula, beliau menetapkan sifat refleks postural dan kebergantungannya pada refleks regangan anti-graviti dan menjejak rangsangan aferen ke organ akhir proprioceptif, yang sebelum ini beliau tunjukkan bersifat sensori. Karya ini didedikasikan kepada Ferrier.

4.2. Man on His Nature (1940)

Buku ini merupakan refleksi mendalam mengenai pemikiran falsafah Sherrington. Sherrington telah lama mengkaji doktor Perancis abad ke-16 Jean Fernel, dan menjadi begitu akrab dengannya sehingga beliau menganggapnya sebagai seorang sahabat. Semasa tahun akademik 1937-1938, Sherrington menyampaikan syarahan Gifford di Universiti Edinburgh. Syarahan-syarahan tersebut memfokuskan kepada Fernel dan zamannya, dan membentuk asas kepada Man on His Nature. Buku ini diterbitkan pada tahun 1940, dengan edisi semakan pada tahun 1951. Ia meneroka pemikiran falsafah tentang minda, kewujudan manusia, dan Tuhan, selaras dengan teologi semula jadi. Dalam edisi asalnya, setiap daripada dua belas bab bermula dengan salah satu daripada dua belas zodiak; Sherrington membincangkan astrologi pada zaman Fernel dalam Bab 2. Dalam idea-ideanya mengenai minda dan kognisi, Sherrington memperkenalkan idea bahawa neuron berfungsi sebagai kumpulan dalam "demokrasi berjuta-juta" untuk menghasilkan hasil daripada kawalan pusat.

4.3. Karya Lain

Antara karya penting Sherrington yang lain termasuk:

• Mammalian Physiology: a Course of Practical Exercises (1919): Buku teks ini diterbitkan pada masa yang paling awal selepas Sherrington tiba di Oxford dan berakhirnya Perang Dunia Pertama.
• The Assaying of Brabantius and other Verse (1925): Koleksi puisi-puisi masa perang yang telah diterbitkan sebelum ini merupakan penerbitan puisi utama pertama Sherrington. Sisi puitis Sherrington diilhamkan oleh Johann Wolfgang von Goethe. Sherrington menyukai Goethe sebagai seorang penyair, tetapi tidak sebagai seorang saintis.
• The Reflex Activity of the Spinal Cord (1932).
• The Brain and Its Mechanism (1933).

8.1. Impak Terhadap Neurosains

Sumbangan Sherrington telah meletakkan asas bagi banyak aspek neurosains kontemporari. Kerjanya, terutamanya melalui penerbitan seminalnya The Integrative Action of the Nervous System, telah membentuk pemahaman kita tentang sistem saraf pusat dan bagaimana sistem saraf, termasuk otak, dapat difahami sebagai satu rangkaian yang saling berkaitan. Konsep-konsep utamanya seperti sinaps, innervasi resiprokal, dan tindakan refleks yang terintegrasi adalah fundamental dan terus menjadi asas dalam kajian neurosains. Beliau juga berjaya menyelesaikan perdebatan penting antara teori neuron dan teori retikular, mengesahkan bahawa neuron adalah unit asas sistem saraf. Melalui pengajarannya di Oxford, beliau melatih dan mempengaruhi ramai pelajar cemerlang, termasuk beberapa pemenang Hadiah Nobel masa depan dan pakar bedah perintis, memastikan ideanya terus memajukan bidang tersebut.

8.2. Undang-undang Sherrington dan Eponim

Beberapa undang-undang fisiologi utama dan fenomena lain dikaitkan dengan nama Sherrington, menggariskan pengaruhnya yang berterusan dalam bidang ini:

• Undang-undang Pertama Sherrington: Setiap akar saraf tunjang posterior membekalkan kawasan kulit tertentu, dengan pertindihan dermatome bersebelahan.
• Undang-undang Kedua Sherrington: Undang-undang innervasi resiprokal. Apabila pengecutan otot dirangsang, terdapat perencatan serentak otot antagonisnya. Ini adalah penting untuk pergerakan yang terkoordinasi.
• Refleks Liddell-Sherrington: Dikaitkan dengan Edward George Tandy Liddell dan Charles Scott Sherrington, refleks ini adalah pengecutan tonik otot sebagai tindak balas kepada regangan. Apabila otot memanjang melebihi titik tertentu, refleks miotatik menyebabkan ia mengetat dan cuba memendek.
• Refleks Schiff-Sherrington: Dikaitkan dengan Moritz Schiff dan Charles Scott Sherrington, menggambarkan tanda serius pada haiwan: lanjutan kaku anggota hadapan selepas kerosakan pada tulang belakang. Ia mungkin disertai oleh pernafasan paradoks - otot interkostal lumpuh dan dada ditarik secara pasif masuk dan keluar oleh diafragma.
• Fenomena Vulpian-Heidenhain-Sherrington: Dikaitkan dengan Rudolf Peter Heinrich Heidenhain, Edmé Félix Alfred Vulpian, dan Charles Scott Sherrington. Menggambarkan pengecutan perlahan otot rangka yang telah dinyah saraf dengan merangsang gentian kolinergik autonomi yang menginervasi saluran darahnya.