范國軒
人之所以能成為萬物之靈,就是因?yàn)槠渚邆渥吭降乃季S能力和想象力,而這兩種能力,都是大腦賦予的。當(dāng)下時代,腦科學(xué)成為了世界的焦點(diǎn)。美國曾將1990年到2000年,命名為“腦的十年”;歐共體成立了“歐洲腦的十年委員會”及腦研究聯(lián)盟;日本推出了“腦科學(xué)時代”計劃綱要;我國提出了“腦功能及其細(xì)胞和分子基礎(chǔ)”的研究項(xiàng)目,并將其列入了國家的“攀登計劃”。“腦研究”正如火如荼的開展著……
南海大道3688號,深圳大學(xué)的所在地。在這里,有一位年輕的科學(xué)家正在探索腦科學(xué)的奧秘,他就是李至浩,心理與社會學(xué)院教授。
與“腦科學(xué)”相戀
1995年,李至浩步入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的大門。在這里,他與“腦科學(xué)”相遇了,“大四的時候,我有幸聆聽了陳霖院士的一個講座,其內(nèi)容講的是將磁共振成像技術(shù)應(yīng)用于腦研究,展現(xiàn)腦內(nèi)部的認(rèn)知活動。那是我第一次看到人腦的內(nèi)部活動,感到十分震撼,我對此很感興趣。”從此,腦科學(xué)在他的心中就種下了種子,一年后,種子發(fā)芽了?!拔以诳拼笊窠?jīng)與生物物理學(xué)系免試碩博連讀,師從中國科技大學(xué)的張達(dá)人教授,以及同樣是科大校友的胡小平和何生教授,加入了腦研究行列。”
博士期間,李至浩與安徽醫(yī)科大學(xué)和上海華東醫(yī)院合作,“借用他們的磁共振成像儀器——‘大腦照相機(jī)來工作,我主要研究的就是首尾效應(yīng)的大腦機(jī)制?!笔孜残?yīng)是什么呢?李至浩舉了一個形象的例子,人們在聽了一個電話號碼后,隔幾分鐘就記不太清楚了,但是通常電話號碼的第一位和最后一位是記得住的,這就是首尾效應(yīng)。李至浩通過科學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)大腦對首尾數(shù)有特別的加工,從而找到了人類首尾數(shù)字記得牢的原因。
入了門,李至浩越發(fā)感受到腦科學(xué)的樂趣。他希望能夠站到一個更為開闊的平臺上去看看。2004年,在接過博士畢業(yè)證后,他選擇漂洋過海來到美國埃默里大學(xué)(Emory University)。在這所素有“南部哈佛”美譽(yù)的大學(xué)里,李至浩逐漸有了新的想法。
“我在國內(nèi)讀博士的時候,關(guān)注的側(cè)重點(diǎn)是大腦本身,而來到美國后,我則開始關(guān)注‘照相機(jī)技術(shù)(磁共振成像技術(shù))。我開始思考怎么樣把大腦成像做好、數(shù)據(jù)如何分析好?”李至浩告訴記者,轉(zhuǎn)變開始于2006年。這一年,他參加了ISMRM的學(xué)術(shù)會議,會議的主題是磁共振成像技術(shù)?!拔沂窃谀谴蔚臅h上,才認(rèn)識到‘照相機(jī)技術(shù)實(shí)際上有很多的應(yīng)用,它不僅僅可以看到腦功能區(qū)的激活,還能看到神經(jīng)連接以及分子波普??梢哉f‘照相機(jī)技術(shù)是當(dāng)今腦科學(xué)研究最重要的手段,是腦連接組計劃的核心技術(shù)。”
2008年,李至浩博士后出站后,留任埃默里大學(xué)助理研究員。在這段時間里,他收獲了新的科研果實(shí)。
在埃默里大學(xué),李至浩主要開展了“胚胎期可卡因暴露對青少年大腦的影響”研究?!澳赣H在懷孕期間吸食可卡因必定會對胎兒日后腦發(fā)育造成影響,我探究的是這些胎兒在成長到十幾歲的時候,他們的大腦有何變化?”李至浩坦言,這項(xiàng)工作并不容易。因?yàn)槲菊咭话銜瑫r吸食多種毒品,而不是只吸食可卡因,所以確定被試者母親的吸毒歷史就成了一件必要的工作?!拔覀儠ケ辉囌叱錾尼t(yī)院,查他們的出生記錄,看他們的母親在產(chǎn)檢時候的尿液分析;也會進(jìn)行家訪,從他們的家人口中來了解相關(guān)信息。”
這是一件繁重的工作,會花費(fèi)大量的時間。但是問題最終還是被解決了,李至浩篩選出了符合條件的被試者,開展了研究并且得到了與眾不同的結(jié)論?!爱?dāng)時一般認(rèn)為胎兒可卡因暴露會影響兩個系統(tǒng),一個是情緒系統(tǒng),另一個是認(rèn)知系統(tǒng)。而我發(fā)現(xiàn)胚胎期可卡因暴露的青少年大腦在這兩個系統(tǒng)本身都相對健康,而問題主要出在注意資源在二者之間的分配上?!痹撗芯砍晒诎l(fā)表當(dāng)年是雜志最受關(guān)注的十篇論文之一。
青少年大腦探索者
2014年,受到深圳大學(xué)心理與社會學(xué)院羅躍嘉教授的邀請,李至浩決定回國,他把自己回國后的工作比喻成“橋梁”?!白瞿X科學(xué),學(xué)科交叉很重要,我通過在美國的學(xué)習(xí),既對心理學(xué)有一定的認(rèn)識,也對‘照相機(jī)技術(shù)有一定的研究。所以回國后,我可以嘗試把心理學(xué)科的‘照相機(jī)使用者和工程學(xué)科的‘照相機(jī)開發(fā)者匯聚到一起,推動學(xué)科交叉,促進(jìn)腦研究?!?/p>
回國后,李至浩承擔(dān)了兩個科研項(xiàng)目,其一是與羅躍嘉教授合作的基金委重點(diǎn)項(xiàng)目“應(yīng)急下情緒與記憶的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制”,項(xiàng)目在2016年年初剛剛啟動,現(xiàn)在還處于數(shù)據(jù)采集階段?!傲硪粋€則是我的孔雀計劃項(xiàng)目‘青少年大腦發(fā)育中的三重資源分配模型及其應(yīng)用,我想做一個正常的青少年大腦發(fā)展軌跡模型,日后再將其應(yīng)用到受到毒品或其他因素干擾的大腦發(fā)展研究上面?!?/p>
青少年是人生過程中重要的轉(zhuǎn)型期。在此發(fā)育過程中,大腦面臨來自于學(xué)習(xí)和生活中越來越多的壓力與挑戰(zhàn),以致于這一時期成為情緒和精神障礙的高發(fā)期,而這其中很多是精神障礙。最常見的抑郁、焦慮和物質(zhì)成癮,一般都認(rèn)為源自于青少年不完善的認(rèn)知和情緒調(diào)控機(jī)制?!叭欢覀儗@一現(xiàn)象背后神經(jīng)機(jī)制的認(rèn)識目前還相對比較籠統(tǒng)和片面。所以進(jìn)一步深入研究大腦中認(rèn)知、情緒和其它系統(tǒng)的交互作用,揭示這一交互作用在青少年神經(jīng)發(fā)育過程中的變化軌跡,無疑具有重大的基礎(chǔ)理論價值和潛在的臨床意義?!?/p>
對于上述青少年人群中高發(fā)的情緒和精神障礙,現(xiàn)有的大腦發(fā)育模型所給出解釋,是腹側(cè)情緒系統(tǒng)和背側(cè)認(rèn)知系統(tǒng)在發(fā)育過程中存在不平衡。這些從前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果被形象地類比總結(jié)為汽車?yán)锏挠烷T和和剎車的關(guān)系:情緒系統(tǒng)發(fā)育就好像汽車的油門,而背側(cè)認(rèn)知系統(tǒng)抑制調(diào)控情緒,就好像汽車的剎車。兒童汽車的剎車不完善,但是油門也不大.所以事故幾率總體還是較小。成人汽車的油門很足,但是剎車也好,所以事故幾率也相對不高。只有青少年汽車油門大剎車卻還不太靈.所以最容易發(fā)生事故。
“這樣的模型能夠解釋發(fā)育中的一些現(xiàn)象,但也存在一些問題,主要有三點(diǎn):一是該模型未區(qū)分前額葉的不同功能區(qū)模型;二是該模型只有片面數(shù)據(jù)支持;三是該模型忽略了‘默認(rèn)和認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)之間的平衡?!蹦敲慈绾瓮晟颇兀坷钪梁聘嬖V記者:“基于前述觀點(diǎn)并結(jié)合我們以往在青少年人群的研究,我們認(rèn)為應(yīng)擴(kuò)充已有的二元“油門-剎車”模型,至少從三重資源分配以及腦網(wǎng)絡(luò)分析的角度來加深對青少年腦發(fā)育的認(rèn)識。”
如果簡單地把大腦背外側(cè)前額葉、杏仁核、以及后扣帶回分別視作背側(cè)認(rèn)知、腹側(cè)情緒、以及默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的代表腦區(qū),那么完善后的大腦發(fā)育模型至少應(yīng)該同時包括這3個區(qū)域的激活和聯(lián)通信息?!耙酝难芯看蠖嘀患性谶@三重信息加工的一個或兩個方面,因而容易出現(xiàn)結(jié)果難以預(yù)測,只能事后解釋的現(xiàn)象。因此,建立和檢驗(yàn)這樣一個更具體和更全面的模型是本項(xiàng)目的核心內(nèi)容和目的?!?/p>
在繁重的工作之余,李至浩喜歡用釣魚、旅游的方式來調(diào)劑自己的狀態(tài),從而更好地進(jìn)行科學(xué)研究。當(dāng)被問及做科研應(yīng)具備哪些素質(zhì)時,李至浩回答說:“首先是要有好奇的心,其次是要有開闊的視野,科研工作者不應(yīng)將研究思想集中在很小的面上,要學(xué)會借用其他領(lǐng)域的力量來推進(jìn)自己的研究。當(dāng)然,謙卑的態(tài)度、踏實(shí)認(rèn)真的做事風(fēng)格也非常重要?!?
科學(xué)中國人2017年3期