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《關于動植物結構和生長一致性的顯微研究》，標志著細胞學說的創(chuàng)立。在前人的工作基礎上，施萬論斷：有機體是由細胞構成的，細胞是有機體生命活動和構造的基本單位。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)現之一。不過，這一理論在應用于人類的時候卻遇到了困難。在十九世紀，盡管人們發(fā)現人體內大多數器官和組織都有明確的細胞結構，但是有一個極為重要的部分卻始終令人摸不著頭腦：那就是神經系統(tǒng)。在中樞神經系統(tǒng)，人們一開始只是觀察到了大量的纖維結構，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：“關于腦結構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的提高，到了1860年，人們已經認識到之前在中樞神經系統(tǒng)中觀察到的纖維結構是由一些細胞的突起構成的。不過，關于神經細胞之間的聯(lián)系人們仍然眾說紛紜：神經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；如果神經細胞之間是相互融合的，那么這將意味著整個神經系統(tǒng)是一個巨大的網絡，神經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，也被稱為網狀理論還是占據了主流——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，科學還是要強調實證，不管是哪派猜想，都缺乏過硬的證據來支持自己的觀點，雙方為此爭論不休，誰也說服不了誰。于是，解決問題的關鍵就落在如何對神經系統(tǒng)進行細致認真的觀察上了：畢竟眼見為實，這也是終結爭論的最佳方式。

可是事情絕非想象的那般容易。由于神經組織很難被染色，因此對神經系統(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。這種銀染法對神經的穿透能力更強。高爾基發(fā)現，雖然大多數神經組織的染色效果仍然不好，但少數神經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缺乏髓鞘）。高爾基將自己的發(fā)現發(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組織學這一傷心領域，轉向對瘧疾的研究，并很快發(fā)現了間日瘧和四日瘧的病原體。這些發(fā)現終于使他名聲顯赫，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�？ü�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，這使得他的研究結果富有表現力。

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

1、神經元是中樞神經系統(tǒng)的生理單位，神經元是一個獨立實體；

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

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

卡哈爾致力于觀察視網膜神經細胞之間的聯(lián)系。盡管當時視網膜細胞已經被充分認識，但這些細胞的排列及其緣由仍然不甚清楚�？ü�爾使得這些神經結構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，那么那種認為神經細胞相互融合成為一大網絡的見解顯然站不住腳。過硬的事實使得神經元理論開始贏得尊敬。不過，發(fā)明了神經染色法的高爾基卻是個網狀理論的支持者。

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組織學領域做出重要貢獻的高爾基和卡哈爾。不過，兩人學術上的分歧并未因此彌合。在頒獎典禮現場，獲獎者要發(fā)表演說以闡述自己在該領域所做的工作。高爾基首先發(fā)言，他以腦部受損后功能的恢復以及腦組織強大一致的信息整合能力為依據再次申明了自己對網狀理論的支持。

而卡哈爾則說：“的確，如果神經中樞是由運動神經……和感覺神經相互融合并連續(xù)組成的網絡，那么事情會變得非常方便、經濟和易于分析。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，而往往樂于表現出復雜性和多樣性。”