“跨界”科學(xué)家 “斜杠”科研路

科學(xué)閃光者

“跨界”科學(xué)家 “斜杠”科研路

——專訪北京腦科學(xué)與類腦研究所所長(zhǎng)羅敏敏

大學(xué)時(shí)期的羅敏敏是個(gè)“不安分”的學(xué)生：原想成為下一個(gè)楊振寧，陰差陽(yáng)錯(cuò)考入北京大學(xué)心理系；不確定未來(lái)發(fā)展方向，在大學(xué)選修了計(jì)算機(jī)、電子工程、生物等多門“并不相關(guān)”的課程；攻讀美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)碩士學(xué)位，最后又拿下了該校的神經(jīng)學(xué)博士學(xué)位；讀書期間輪轉(zhuǎn)了5個(gè)實(shí)驗(yàn)室后才定下研究方向。

科研之路也并非傳統(tǒng)推崇的“瞄準(zhǔn)一個(gè)目標(biāo)”，而是不斷切換賽道：從嗅覺(jué)系統(tǒng)研究到獎(jiǎng)賞和懲罰的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制，再到研發(fā)出針對(duì)因視網(wǎng)膜色素變性導(dǎo)致失明的基因治療技術(shù)。在今年的中關(guān)村論壇期間，如今已是北京腦科學(xué)與類腦研究所(以下簡(jiǎn)稱“北京腦所”)所長(zhǎng)的羅敏敏，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的“北腦二號(hào)”智能腦機(jī)系統(tǒng)正式亮相。團(tuán)隊(duì)新的研究成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高性能侵入式腦機(jī)接口技術(shù)的空白，并在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)獼猴對(duì)二維運(yùn)動(dòng)光標(biāo)的靈巧腦控。

“我可能不是什么都精通，但相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)多少都懂一點(diǎn)?！苯?，羅敏敏在由北京市科協(xié)、北京科技記協(xié)組織的“首都科技人”宣傳活動(dòng)中說(shuō)?；诳鐚W(xué)科的研究背景，他用成果在多個(gè)領(lǐng)域“出圈”，在《科學(xué)》《細(xì)胞》《自然》等國(guó)際期刊發(fā)表多篇論文，成為一名具有行業(yè)影響力的神經(jīng)生物學(xué)家。

也正是懷著對(duì)不同學(xué)科的好奇心，羅敏敏在工作中有著“不一般”的習(xí)慣：他曾把分子生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生座位安排在自己對(duì)面，這樣遇到不懂的問(wèn)題，他扭頭就能問(wèn)學(xué)生；他鼓勵(lì)學(xué)生走進(jìn)辦公室，告訴他現(xiàn)在的研究設(shè)想是錯(cuò)的，而自己有一個(gè)更好的想法。

跨界、挑戰(zhàn)權(quán)威、打破常規(guī)，也正是這位北京腦所所長(zhǎng)的“斜杠”成長(zhǎng)之路。

2014年左右，羅敏敏發(fā)現(xiàn)大腦中存在一個(gè)平行于多巴胺系統(tǒng)的獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)，即5-羥色胺系統(tǒng)。與常見的多巴胺不同，多巴胺主要跟大腦的行為動(dòng)機(jī)相關(guān)，而5-羥色胺系統(tǒng)則與獎(jiǎng)賞的評(píng)估有關(guān)，由此可以更好地解釋人類諸多獎(jiǎng)懲行為。

這一結(jié)論的提出沖擊了神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域30多年的傳統(tǒng)認(rèn)知。

在主流科學(xué)觀念之中，多巴胺的作用在于促進(jìn)獎(jiǎng)勵(lì)，獲得快感，而5-羥色胺則會(huì)抑制獎(jiǎng)賞。羅敏敏的文章一經(jīng)發(fā)出后，立即招致諸多爭(zhēng)議。

彼時(shí)，受制于設(shè)備的落后，羅敏敏團(tuán)隊(duì)還無(wú)法準(zhǔn)確記錄5-羥色胺在獎(jiǎng)賞活動(dòng)中被激活，無(wú)法提供更為直接的證據(jù)。直至后來(lái)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出光纖記錄系統(tǒng)，才進(jìn)一步為證實(shí)中縫背核5-羥色胺類神經(jīng)元在自然狀態(tài)下編碼獎(jiǎng)賞期待與攝取的行為功能提供了新線索，也為抑郁癥等疾病治療提供了理論支撐。

哪怕這項(xiàng)成果已經(jīng)被逐步證實(shí)，羅敏敏仍保持嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度?！叭魏问虑槎夹枰３种?jǐn)慎樂(lè)觀?！彼冀K認(rèn)為，“科學(xué)家研究出的理論或許永遠(yuǎn)是錯(cuò)的，只是有時(shí)候有用”。

今年9月，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，位于腦干的腳間核—未定核環(huán)路，是大腦中對(duì)厭惡反應(yīng)的放大器，這一發(fā)現(xiàn)為情感障礙治療及阿片類藥物復(fù)吸預(yù)防，提供了新的理論基礎(chǔ)和潛在的治療靶點(diǎn)。

不僅在獎(jiǎng)懲機(jī)制研究上有所突破，羅敏敏還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一項(xiàng)針對(duì)因視網(wǎng)膜色素變性導(dǎo)致失明的基因治療技術(shù)，這是“跨界”科學(xué)家羅敏敏第一次將科研成果投入醫(yī)療實(shí)踐之中。他解釋，在視網(wǎng)膜的細(xì)胞之中存在感光細(xì)胞、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞等。當(dāng)感光細(xì)胞接收到光信號(hào)之后，傳遞到神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，再到達(dá)人類的大腦，而部分盲人由于感光細(xì)胞死亡，影響了視覺(jué)效果。羅敏敏團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種基于腺相關(guān)病毒載體的注射液，將編碼光敏蛋白的基因，導(dǎo)入視網(wǎng)膜色素變性晚期患者的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，從而繞過(guò)受損的常規(guī)感光路徑，直接將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為大腦可識(shí)別的視覺(jué)信息。

在北京一家醫(yī)院，羅敏敏第一次看到了接受此技術(shù)治療的患者。這是一位失明多年的河南老人，現(xiàn)在她的視力已恢復(fù)到接近0.1的水平，可以看到家人的長(zhǎng)相。這位患者告訴他，孫子長(zhǎng)到了14歲，自己過(guò)去不知道孫子的長(zhǎng)相，如今實(shí)現(xiàn)了看到孫子模樣的愿望。日常生活中，老人可以自行避障，有了一定的生活自理能力。

這讓羅敏敏印象深刻。“科學(xué)家要把基礎(chǔ)科研做好，再一步步探索科技成果轉(zhuǎn)化，形成一個(gè)研究的閉環(huán)。”

如今，羅敏敏的“斜杠”科研之路仍在繼續(xù)。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)“北腦一號(hào)”及“北腦二號(hào)”兩套智能腦機(jī)系統(tǒng)。一個(gè)直觀的實(shí)驗(yàn)是，只要在猴子顱內(nèi)植入一片牽著柔軟細(xì)絲的薄膜，被綁住雙手的猴子就能僅靠“意念”控制機(jī)械臂進(jìn)行抓取。

“北腦二號(hào)”從概念驗(yàn)證階段，走向關(guān)鍵核心部件的攻關(guān)，研發(fā)出高通量柔性微絲電極、千通道數(shù)高速神經(jīng)電信號(hào)采集設(shè)備等關(guān)鍵技術(shù)。未來(lái)團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是借助腦機(jī)接口技術(shù)成果幫助功能運(yùn)動(dòng)障礙以及語(yǔ)言障礙的患者，實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)動(dòng)和有效表達(dá)。

“下一步，我們要突破的問(wèn)題還有很多?！绷_敏敏坦言，目前團(tuán)隊(duì)成果與國(guó)際腦機(jī)接口的水平仍然存在一定差距。

對(duì)于不?！翱缃纭钡牧_敏敏，困難、質(zhì)疑早已經(jīng)是“家常便飯”。早在研究抗抑郁療法時(shí)，羅敏敏就曾帶領(lǐng)學(xué)生研究了上千個(gè)作用靶點(diǎn)，均宣告失敗。找到新方向、驗(yàn)證失敗、再找到新思路、再驗(yàn)證失敗?！霸谧鲆豁?xiàng)探索性的科學(xué)研究時(shí)，全世界都不知道答案是什么。但你做了足夠多的實(shí)驗(yàn)，失敗了足夠多的次數(shù)，答案有可能就出來(lái)了。”羅敏敏說(shuō)。

羅敏敏認(rèn)為，失敗是科研生涯中的一部分，若某一天，你突然發(fā)現(xiàn)自己是世界上第一個(gè)知道問(wèn)題答案的人，這足以支撐起很長(zhǎng)時(shí)間的快樂(lè)。他用一句話去概括自己的科研狀態(tài)：每一天快快樂(lè)樂(lè)地來(lái)到辦公室，忙到深夜，還是沒(méi)有找到問(wèn)題的答案。然后，日復(fù)一日地想問(wèn)題，并持續(xù)保持對(duì)真理追求的樂(lè)觀態(tài)度。

如今在學(xué)術(shù)會(huì)議上，羅敏敏與青年科學(xué)家交流時(shí)多次提到，科學(xué)家要保持開放的心態(tài)，不要局限于自己的思維，從跨學(xué)科交流之中獲取科研靈感；要保持科學(xué)直覺(jué)和強(qiáng)烈的好奇心，總是要做世界上第一個(gè)知道答案的人；而團(tuán)隊(duì)要鼓勵(lì)失敗，切忌追求短期成果，要在長(zhǎng)周期里鼓勵(lì)青年人從事有價(jià)值的科學(xué)研究。

回顧過(guò)往，羅敏敏感慨，自己趕上了神經(jīng)科學(xué)研究蓬勃發(fā)展的20年，“把車開上了高速公路”。

如今在腦機(jī)接口的科學(xué)賽道上，槍聲才剛剛響起。無(wú)線版本的“北腦一號(hào)”將在明年展開臨床試驗(yàn)。中等個(gè)頭、戴著一副眼鏡的羅敏敏帶著團(tuán)隊(duì)忙碌了起來(lái)。他對(duì)我國(guó)腦科學(xué)發(fā)展持有積極樂(lè)觀態(tài)度，鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)成員“擁有開放的心態(tài)，把準(zhǔn)宏觀方向，不要害怕犯錯(cuò)，不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、修正問(wèn)題，才能越走越遠(yuǎn)”。

中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 楊潔 來(lái)源：中國(guó)青年報(bào)

2024年12月23日 08版