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【爱上科学之美】传播科学魅力

2015年03月16日  来源:神州学人 
  


文/本刊记者 刘晓蕾

于翔,第十一届“中国青年女科学家奖”获得者,中国科学院上海生命科学研究院研究员,1999年获英国剑桥大学博士学位,2005年结束美国斯坦福大学医学院博士后研究回国。从事神经科学研究,特别是在神经发育生物学领域取得卓有成效的成绩。在Nature Neuroscience等国际著名刊物上发表18篇具有重要国际影响的研究论文。


在幼年的于翔眼中,科学是自己身为物理学家的爸爸书桌上一摞摞码得整整齐齐的演算纸,上面密密麻麻的希腊字母和推导公式,如此的遥远与陌生。
在少年的于翔眼中,科学是蛋白质、碳水化合物、基因这些虽然看不见摸不着,却代表了生命起源的神奇物质,让她第一次感受到生命的奥秘。
而对如今的于翔来说,日常生活中形形色色的事物中都存在着科学的影子,科学与现实生活的密切相关,正是它的魅力所在。

大脑,是人体中一个精密而又复杂的器官,可谓人类的灵魂所在。然而,你会拥有一个怎样的大脑,并非一生下来就决定好的。除了基因,环境对大脑的发育也有着至关重要的影响。

每个人出生的时候,就已经基本拥有了几乎未来大脑中的所有神经元,但是它们之间的联接非常简单。在出生后的一段时间里,小婴儿开始成长,慢慢地学会走路、说话。这些过程都需要神经元上神经突的生长和它们之间突触联接的建立,从而形成功能性的神经网络。这个过程受环境的影响,特别是来自外界的感觉刺激。外界环境如何对大脑发育产生影响,又产生了怎样的影响,这正是于翔主要的研究方向。

从我们的日常生活中,我们知道盲人的听觉和触觉比普通人更好,或者起码和普通人一样好。然而于翔和她的科研团队通过对小鼠的实验发现,把新生小鼠养在一个黑暗的环境里,不但它的视觉发育会变得迟缓,触觉发育同样也会更加缓慢。

这说明发育早期的大脑和成熟的大脑是不一样的。按于翔的话来说,新生个体的大脑就像一个没有被分区的硬盘,任何一种来自外界环境的刺激都会对大脑多个区域的发育产生至关重要的影响。也就是说,虽然父母对失明幼儿的抚摸和关爱不能让他重新看到世界,但更多的触觉、听觉、嗅觉等感知觉刺激,却可能把视觉缺失对大脑皮层整体发育的危害降到最低。

如果对自闭症患儿进行适合的自然感知觉刺激,是否也能够牵动他们大脑中神经网络的建立,帮助他们逐渐恢复社交和表达的能力?大脑的奥妙对于翔而言绝不仅仅是一个神奇的生理现象,她更希望通过自己对大脑早期发育可塑性机制的研究,帮助那些患有发育性神经系统疾病的儿童拥有一个健康而快乐的美丽人生。

催产素,一种下丘脑分泌的神经肽,可以促进面孔识别和人与人之间的互信,而很多自闭症患儿在与他人交流方面和面孔识别方面都有明显的障碍。现在国外的很多研究和临床前实验已经在用催产素对自闭症患儿进行治疗,但是对幼儿进行药物治疗需要一个很长期的安全评估。

相比之下,于翔则另辟蹊径地提出“感知觉干预法”。于翔的团队发现,催产素在小鼠大脑内的水平可以被自然感觉刺激提高,并且可以促进大脑感觉皮层的发育。大部分自闭症患儿在幼年的时候就有感觉发育的异常。如果给他们更多的感觉刺激,是否可以提高他们自身的催产素水平,从而帮助他们恢复正常的状态?由此,于翔希望通过设计特定的感觉输入方式与发育有缺陷的小朋友进行互动游戏,以行为矫正这种安全无副作用的方式促进他们的大脑发育。

传统的干预方法主要关注认知和社交方面,这样的训练需要患儿的父母和主要看护者投入大量的时间和精力。而于翔认为,针对低年龄患儿,适当的感觉和运动训练,比如学习拍球或者搭积木,或者对他们进行适当的按摩,可能就会对他们整体的发育和成长起到帮助,是现有训练方法的重要辅助和补充。

“也许很简单的游戏他们需要很多次重复才能学会,但是他们每个点滴的进步都会给父母疲惫的脸上带来灿烂的笑容,这正是科研可以为社会做些什么的地方。”对于翔来说,这正是科学魅力的最好体现。

然而,于翔并不满足于独自享受科学的美妙。当年,她是在自己高中生物老师的引导下,初次领略到了科学的神奇和美好,如今,她自己也成为了一名优秀的研究生导师。于翔喜欢那些对科学感兴趣、有学习欲望而又善于学习的学生。“在我的团队里,进步最快、科研成果最好的学生是那些善于观察、善于和他人沟通、并且善于学习他人优点的学生。每个人,不管多优秀,都有很多不知道的东西,只有虚心、肯学、敢做,才会进步,才会成长。”

对于翔来说,科学是需要全身心投入的。“科研的世界是一直前进,从不停顿的,你随时可以休息,但之后要付出更多的努力才能追上前沿。”因此,知道自己想要做什么,就格外重要。于翔的研究组有一个传统,每年春节放假前她都会要求研究组的每个成员写一张纸,记下自己今年完成了什么,在哪些方面进步了,明年的主要目标是什么,5年以后的期望是什么。“开始做这个功课的时候,很多同学觉得很不适应,因为他们从来没有问过自己想要做什么,而是在完成长辈为自己设计的人生路线,或者在随大流。”于翔认为作科研兴趣最重要,只有想做才有可能做好。此外,在科研探索的过程中,会遇到很多困难,这时候最主要的支撑就是对自己判断的信任。因此,不管是人生道路还是科学研究,从一开始就要学会思考学会做抉择,并且为自己的抉择负责。从小事做起,慢慢地建立对自己抉择的自信。

11岁便随父母出国读书的于翔小小年纪就自己做主,坚持要到英国完成学业。2005年结束了美国斯坦福大学医学院博士后的研究后,她又一次自己做主,回到祖国。常年在外的她回国之后又一次品尝到了当年出国时语言沟通不畅的痛苦。“刚回来的第一年,中文说得很烂,日常生活没问题,但是中文的专业词汇完全从零学起。我记得刚回来参加中科院‘百人计划’答辩,就有评委说,这姑娘研究做得挺好,怎么讲话这么慢,好像很笨的样子。”

10年的光阴转瞬即逝,如今的于翔早已不再是当年那个懵头懵脑的样子。站在第十一届“中国青年女科学家奖”颁奖台上的于翔,正身体力行地向更多的人播撒着科学的无穷魅力。



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编辑:KYU
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