2020-12-07 03:53 | 來源:科技日報 | 作者:代小佩 | [科技] 字號變大| 字號變小
小膠質細胞被譽為腦中“清道夫”，是中樞神經系統中的免疫細胞。
在自然界，大多數哺乳動物都能處理各種社會信息，產生交配、打斗、育兒、捕食以及逃跑等社會行為。大腦是如何對各類社會信息進行編碼的?這是李瑩在尋找的答案。
見到李瑩時，她正拄著雙拐。前段時間，她打羽毛球傷了膝蓋，剛做完手術。雖然行動不便，但在工作日，她還像往常一樣，驅車十幾公里，到位于北京市昌平區科學園路的北京腦科學與類腦研究中心上班，那里有她的實驗室、博士生，當然，還有很多等著她去挑戰的難題。
在自然界，大多數哺乳動物都能處理各種社會信息，產生交配、打斗、育兒、捕食以及逃跑等社會行為。大腦是如何對各類社會信息進行編碼的?這是李瑩在尋找的答案。
尋找之旅不平坦，會有困難，亦會有跌倒，但李瑩不畏懼。
“我討厭‘困擾’這個詞，因為‘擾’就好像被什么東西纏住了，想要擺脫掉。我更喜歡‘挑戰’這個詞，它很積極，困難都是可以克服的。”采訪當日，李瑩對科技日報記者說。
對大腦“一見鐘情”
2003年9月，李瑩成為南京大學生命科學學院的一名本科生。當時，李瑩的同學多數都選了植物學、動物學等方向，她卻選了相對小眾的生理學。
在第一堂神經解剖課上，李瑩頭一次看到大腦切片，并被它深深吸引。大腦分左、右兩個半球，它們表面有很多下凹的溝，溝之間有隆起的回。看著眼前的大腦切片，李瑩慨嘆道：“漂亮!像迷宮一樣迷人。”
不僅是結構，大腦的顏色也讓18歲的李瑩著迷。“在沒有染色的情況下，灰質真的是灰色的，白質也是白色的，黑質是暗的……這些命名真有意思。”她說。
最令李瑩感到神奇的，是大腦的這些部分與人類的意識、情感、行為的密切關系。“當時我就在想，大腦為什么會思考?”她回憶道。
好奇心被點燃，李瑩一頭扎進了神經生物學的海洋。大三暑假，她來到中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所實習。“那里氛圍很自由，我第一次感受到做科研是什么。”李瑩說。
為了完成本科畢業設計，2006年李瑩再次來到中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所，跟著該所研究員杜久林學習。
在杜久林的記憶里，李瑩膽子很大。“多數人偏向于做風險較小的研究，或者看別人做了什么就跟著做，這樣容易出成果，但缺少原創性和開拓性。可李瑩不是，她膽子很大，不害怕未知。她本科到我實驗室進行暑假實習時，我就想把她留下。”杜久林說。
輕松掌握高難技術
2007年，李瑩成為杜久林的“入室弟子”。
當時，杜久林團隊正在以斑馬魚為模式動物，開展神經功能方面的研究。斑馬魚身長3厘米到4厘米，全身布滿多條深藍色縱紋，成群游動時如奔馳的斑馬群。
在早期，斑馬魚主要被用于發育生物學研究領域，鮮被用于腦功能研究領域。但在神經學研究中，斑馬魚作為模式動物有兩個突出的優勢：一是幼魚透明，可以用注射熒光染料或轉基因的方法，通過成像實時觀察其神經系統的活動;二是可以在清醒的斑馬魚身上，利用電生理技術，記錄斑馬魚神經元的電活動。
小鼠的神經元細胞直徑約為5微米，電極直徑約為1微米。在顯微鏡下，用電極尖端吸住細胞，然后形成全細胞記錄，這是電生理技術的基本功。
而斑馬魚神經元細胞體積大概是小鼠神經元細胞體積的1/50，操作起來難度很大。能干凈利落地吸住細胞就很厲害了，還要長時間保持穩定狀態，更難。目前，在國際上也沒有多少人能熟練掌握這項技術，但當時李瑩很快就學會了。
解決了這個難題，李瑩又奔向了下一個。
小膠質細胞被譽為腦中“清道夫”，是中樞神經系統中的免疫細胞。除了免疫功能，小膠質細胞還具有生理功能嗎?李瑩一頭扎進這個無人問津的課題。
這個課題就像團迷霧，看不清去路，但膽大的李瑩勇敢上路。她要做沒人做的事，她堅信只要用正確的方法，一定能有突破。
無數次嘗試后，李瑩發現，小膠質細胞不僅具有免疫功能，還有調節神經互動的生理功能。
然而，研究成果卻遲遲未能發表。一次次審稿被拒后，李瑩想過放棄。她跟導師請假，一個人旅游散心。
短暫休整后，李瑩繼續完善數據、反復修改文章。2012年12月，相關研究成果發表在《發育細胞》雜志上，如今有關內容被引超過300次。今年9月，《自然》雜志刊發的一項研究，正是基于李瑩8年前的成果。
“這件事，讓我懂得了什么叫解決問題、什么叫堅持下去。”李瑩回憶道。
調整研究重心再出發
發表文章的喜悅，并未持續多久，因為李瑩的興趣并不在此。“我還是對生物如何產生思維、情感、行為更感興趣。我想知道，在自由活動的情況下，生物神經是如何活動的?”她說。
在一次學術會議上，美國斯坦福大學教授馬克·施尼策分享了一項技術——把重約2克的小顯微鏡戴在小鼠腦袋上，可以直接看見小鼠在自由運動狀態下的神經活動!
這引起了李瑩極大的興趣，報告結束后，她問了馬克·施尼策很多問題。
疑問在生長，機會悄然降臨。在一次學術會議上，李瑩遇到了美國科學院院士、哈佛大學分子與生物系系主任卡特琳·迪拉克教授。
李瑩毛遂自薦，想要進入卡特琳·迪拉克的實驗室團隊，研究生物社交行為。在和卡特琳·迪拉克面談時，李瑩提到了她與馬克·施尼策的面談內容。沒想到，卡特琳·迪拉克也認識馬克·施尼策，這交談竟成了三人合作的開端。
2013年，李瑩加入哈佛大學分子與生物學系卡特琳·迪拉克團隊。不過，在正式開展研究前，她先去馬克·施尼策的實驗室學習了頭戴式顯微鏡成像技術，學習如何在小鼠深部腦區做手術。
大約2個月后，李瑩回到哈佛大學。在位于地下室的動物房，26歲的李瑩用大約15平方米的空間，搭建起自己獨立的實驗平臺。
小鼠自由運動時，它與社交相關的腦區是怎么工作的?為了搞清楚這個問題，李瑩把直徑約為0.85毫米的圓柱形透鏡，插進小鼠深約5毫米的腦區里，再給小鼠戴上重約2克的顯微鏡，通過顯微鏡直接觀察小鼠腦區的工作情況。
李瑩性子急，幾天沒出新東西，就覺得效率低。透鏡插過頭、插入位置不對、小鼠死掉……手術失敗了很多次。
那段時間，李瑩是孤獨的，陪伴她的是自我鼓勵和堅定的信念。“當時，世界上沒人做成功過，我們的成功率能達到10%，就已是飛躍。”她說。
耗時2年多，在給上百只老鼠做手術后，李瑩首次利用頭戴式微型顯微鏡成像技術，在自由運動的小鼠中記錄了影響動物本能社會行為的重要腦區——內側杏仁核的鈣信號。此外，她還發現神經肽——催產素在雄性小鼠區分雌雄信息時起關鍵作用，而對雌性小鼠區分不同社會信息沒有顯著影響。
就當旁人以為，李瑩會沿著這條路走下去時，她卻選擇更換賽道、重新開始。
2019年，李瑩回國，進入北京腦科學和類腦研究中心，她再次調整了研究重心。“她無所畏懼、喜歡挑戰，只有在高難度課題中，才能找到自我價值。”杜久林說。
10多年了，在杜久林的實驗室里，還放著李瑩在羽毛球比賽中奪得的冠軍獎杯。“她很厲害哦，打羽毛球能把男生干倒那種。”杜久林對記者說。
《電鰻快報》
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