1839年，德國動物學家施萬（TheodorSchwann，又譯為雪旺、施旺）發(fā)表了著名的《關(guān)于動植物結(jié)構(gòu)和生長一致性的顯微研究》，標志著細胞學說的創(chuàng)立。在前人的工作基礎(chǔ)上，施萬論斷：有機體是由細胞構(gòu)成的，細胞是有機體生命活動和構(gòu)造的基本單位。由于有大量翔實的動植物研究報告作為證據(jù)支撐，細胞學說迅速被全世界接受，并被譽為十九世紀最偉大的三大發(fā)現(xiàn)之一。不過，這一理論在應(yīng)用于人類的時候卻遇到了困難。在十九世紀，盡管人們發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)大多數(shù)器官和組織都有明確的細胞結(jié)構(gòu)，但是有一個極為重要的部分卻始終令人摸不著頭腦：那就是神經(jīng)系統(tǒng)。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，人們一開始只是觀察到了大量的纖維結(jié)構(gòu)，早期的顯微鏡雖然也能觀察到某些細胞，但是這些細胞與纖維組織究竟是如何聯(lián)系的仍舊是個謎。當時有學者不禁哀嘆：“關(guān)于腦結(jié)構(gòu)的精細解剖就如同一本上了7層封條的書，并且…這部書是用象形文字撰寫的……”

好在悲觀情緒沒有維持太久。隨著顯微鏡的改進和觀察技術(shù)的提高，到了1860年，人們已經(jīng)認識到之前在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中觀察到的纖維結(jié)構(gòu)是由一些細胞的突起構(gòu)成的。不過，關(guān)于神經(jīng)細胞之間的聯(lián)系人們?nèi)匀槐娬f紛紜：神經(jīng)細胞之間到底是相互獨立的還是相互融合的？腦的工作形式究竟是怎樣的？對于前一個問題的回答代表了學界的兩種意見：如果神經(jīng)細胞之間是相互獨立的，那么細胞之間又是以何種形式傳遞信號的呢？在當時，這種形式（例如突觸）仍屬未知；如果神經(jīng)細胞之間是相互融合的，那么這將意味著整個神經(jīng)系統(tǒng)是一個巨大的網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)細胞胞體將只負責提供支持和營養(yǎng)，腦將作為一個整體來實現(xiàn)它的功能。

上述兩種意見各自擁有自己的支持者。然而在當時，第二種意見，也被稱為網(wǎng)狀理論還是占據(jù)了主流——至少它看上去更加合理，也不需要研究什么“未知的形式”去完善理論。不過，科學還是要強調(diào)實證，不管是哪派猜想，都缺乏過硬的證據(jù)來支持自己的觀點，雙方為此爭論不休，誰也說服不了誰。于是，解決問題的關(guān)鍵就落在如何對神經(jīng)系統(tǒng)進行細致認真的觀察上了：畢竟眼見為實，這也是終結(jié)爭論的最佳方式。

可是事情絕非想象的那般容易。由于神經(jīng)組織很難被染色，因此對神經(jīng)系統(tǒng)的觀察一直處于停滯不前的狀態(tài)之中。這時，我們的第一位主人公登場了：他的名字叫卡米洛·高爾基（Camillo Golgi），意大利人，當時是一位住院醫(yī)師。在業(yè)余時間，高爾基喜歡在一處由廚房改造的空間里做實驗。他將硝酸銀與重鉻酸鉀混合，制備出重鉻酸銀，并將后者用于組織染色。這種銀染法對神經(jīng)的穿透能力更強。高爾基發(fā)現(xiàn)，雖然大多數(shù)神經(jīng)組織的染色效果仍然不好，但少數(shù)神經(jīng)纖維和細胞在重鉻酸銀的作用下顯示得非常清晰（后來人們才知道這是由于某些神經(jīng)缺乏髓鞘）。高爾基將自己的發(fā)現(xiàn)發(fā)表了，不過反響卻平平，原因是高爾基染色法的可靠性和可重復(fù)性都不能令人滿意。高爾基為此相當沮喪，盡管他用這種方法發(fā)現(xiàn)了著名的細胞器“高爾基體”，但他仍然毅然決然地離開了神經(jīng)組織學這一傷心領(lǐng)域，轉(zhuǎn)向?qū)Ο懠驳难芯�，并很快發(fā)現(xiàn)了間日瘧和四日瘧的病原體。這些發(fā)現(xiàn)終于使他名聲顯赫，當然這都是后話了。

高爾基染色法沉寂了大約5年，直到被另一位天才的科學家、西班牙人圣地亞哥·雷蒙·卡哈爾（Santiago Ramon y Cajal）再次撿起。說來有趣，卡哈爾致力于組織學研究也可能并非出于個人熱忱，而是經(jīng)濟原因。由于卡哈爾收入微薄，實驗用的所有器材都需要自掏腰包，而組織學研究相對而言投入較少——只需一臺過得去的顯微鏡就能開張了。卡哈爾認真研究了高爾基染色法，并對其加以改進使之更為可靠。更可貴的是，卡哈爾擁有非常出色的繪畫才能，這使得他的研究結(jié)果富有表現(xiàn)力。

對于神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，卡哈爾堅定地站在反對網(wǎng)狀理論的一邊。事實上，卡哈爾也是后來被公認的“神經(jīng)元理論”的主要代表人物。今天，神經(jīng)元理論已經(jīng)被廣泛接受，但在當時，網(wǎng)狀理論卻更加受歡迎。一百多年前，神經(jīng)元理論的主張主要為：

1、神經(jīng)元是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的生理單位，神經(jīng)元是一個獨立實體；

2、樹突和軸突自神經(jīng)細胞胞體伸展而出；神經(jīng)細胞胞體負責支持與營養(yǎng)；

3、神經(jīng)沖動的傳導方向是自樹突到胞體再到軸突，一般是單向的；

4、神經(jīng)細胞之間存在生理不連續(xù)；神經(jīng)沖動可以單向跨越這些不連續(xù)，并在神經(jīng)元之間進行級聯(lián)傳導。

卡哈爾致力于觀察視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞之間的聯(lián)系。盡管當時視網(wǎng)膜細胞已經(jīng)被充分認識，但這些細胞的排列及其緣由仍然不甚清楚�？ü�爾使得這些神經(jīng)結(jié)構(gòu)變得清晰且易于理解：既然視錐和視桿細胞傳遞的信息相互隔離，那么那種認為神經(jīng)細胞相互融合成為一大網(wǎng)絡(luò)的見解顯然站不住腳。過硬的事實使得神經(jīng)元理論開始贏得尊敬。不過，發(fā)明了神經(jīng)染色法的高爾基卻是個網(wǎng)狀理論的支持者。

1906年，瑞典卡羅琳斯卡醫(yī)學院將諾貝爾醫(yī)學和生理學獎授予在神經(jīng)組織學領(lǐng)域做出重要貢獻的高爾基和卡哈爾。不過，兩人學術(shù)上的分歧并未因此彌合。在頒獎典禮現(xiàn)場，獲獎?wù)咭�發(fā)表演說以闡述自己在該領(lǐng)域所做的工作。高爾基首先發(fā)言，他以腦部受損后功能的恢復(fù)以及腦組織強大一致的信息整合能力為依據(jù)再次申明了自己對網(wǎng)狀理論的支持。

而卡哈爾則說：“的確，如果神經(jīng)中樞是由運動神經(jīng)……和感覺神經(jīng)相互融合并連續(xù)組成的網(wǎng)絡(luò)，那么事情會變得非常方便、經(jīng)濟和易于分析。不幸的是，大自然似乎無視了我們智力上對方便和一致的需求，而往往樂于表現(xiàn)出復(fù)雜性和多樣性。”