本文来自微信公众号: 深究科学 ,作者:深究科学
是什么造就一名杰出的科学家?当代重大发现的背后是怎样一群人?摄影师赫尔琳德・科尔布尔(Herlinde Koelbl)将艺术与科学相融,在其著作《科学的魅力》中寻找答案。这本书汇集了21世纪60位先锋科学家的肖像与访谈,留下了珍贵记录。科尔布尔的访谈风格亲切直白,这些极具个人色彩的对话,道出了驱动科学家投身研究的内在力量,也展露了他们不为人知的小特质。
“我想要了解他们如何思考,又是凭借哪些洞见影响着我们的生活与未来。”科尔布尔在本书序言中写道,“为此,我跨越半个地球,对这些顶尖科学家展开‘研究’,把他们迷人的科研成果与人生经历传递出去——简言之,让科学变得鲜活。”
以下是神经科学家卡尔・戴瑟罗斯(Karl Deisseroth)2020年的访谈内容。
本周,戴瑟罗斯与彼得・黑格曼(Peter Hegemann)、乔治・内格尔(George Nagel)共同斩获2026年诺贝尔生理学或医学奖。

问:戴瑟罗斯教授,你是什么时候发现自己的大脑异于常人的?
戴瑟罗斯:每一个大脑都是独一无二的。不过我自身的这份独特,有好几次表现得格外明显。我和文字之间有种紧密的联系,我可以快速阅读文字,还很容易记住。我记得五年级的时候,课堂给了大约45分钟背诵一首诗。我看了一遍,几秒钟就举手说:“我准备好了。”我站起来背诵完整首诗,老师心里犯嘀咕:“不可能,他肯定早就背过这首了。”于是她又拿出另一首诗,而我几乎转眼就把它记下来了。
问:太惊人了。你的诀窍是什么?
戴瑟罗斯:或许和视觉记忆有关。我习惯把文字成组看待。就像很多人可以一眼读懂一个单词或者一个短语,我几乎可以瞬间记住更长的文字块。另外,我对文字的感受十分强烈。感受是记忆的一部分,记忆同样也是感受的一部分。一件事如果无法唤起情绪,我们就没有理由记住它。我想正是这点,让文字更容易被我记牢。
问:我听过一则关于你的逸事:有次参加会议,台上演讲者正在发言,你一边听报告,一边读完了他写的两本书。这是真的吗?
戴瑟罗斯:我们总以为同一时间只能觉察一件事。意识的确具有这种单一性,但这不代表我们不能并行处理多项信息,哪怕同一时刻我们只能主观意识到其中一件。很多医生都擅长并行处理信息,让好几条思考线索同时运转。值班的时候就常有这种时刻,好几起急症同时发生,都需要你投入注意力去处理。
问:戴瑟罗斯博士,你刚踏入科研领域时,希望实现怎样的目标?
戴瑟罗斯:最初,我想要弄明白情绪从何而来。这或许是人类需要思考的最深奥的问题之一:一团物质,如何能够产生内在的主观感知,拥有喜怒哀乐?某种意义上,这个或许永远没有标准答案的问题,至今仍指引着我的研究。
问:是你率先实现了让大脑变得透明,对吗?
戴瑟罗斯:我们开发了水凝胶组织化学技术。这项技术在脑组织的细胞内部构建水凝胶,让凝胶成为脑组织的一部分。它可以在保持大脑完整的前提下深入探查,细致地看清构成整个大脑系统全部的分子与细胞。
问:你还首次实现了对神经细胞的开启与关闭,是吗?
戴瑟罗斯:没错,这就是光遗传学技术。我们可以利用光来激活或者抑制大脑细胞,也就是神经元。很多人把光当作采集信息的工具,比如显微镜、望远镜,依靠光来获取外界信息。但光遗传学恰恰相反,我们用光调控生命活动,把信息输入大脑,驱动生物产生特定反应。
问:它的工作原理是什么?
戴瑟罗斯:我们从藻类、植物或者细菌中提取特殊DNA片段,这些基因能够编码将光转化为电信号的蛋白质。这类蛋白质吸收了光粒子之后,就会让离子穿过细胞膜。我们把这些DNA片段导入动物的大脑,神经元就会合成这类蛋白——可以受光调控离子流动。我们还可以做到只让一部分细胞生成这种蛋白。这样一来,就只有携带该基因的细胞,才会受光线的开启或者关闭控制,这赋予我们强大的操控能力。
问:这项技术有什么实际价值?
戴瑟罗斯:它是一种科研探索工具,用来探查大脑的运作机制。借助它,我们能弄清不同细胞的功能、大脑如何处理矛盾信号、正负情绪对应的脑区。我们已经解析出这些蛋白质超高分辨率的晶体结构,可以定位每一个原子。很多从前无从下手的简单问题,现在都可以开展探究:这个细胞起什么作用?这一类细胞有什么功能?细胞之间如何通信?又如何真正影响生物行为?
问:以上是目前取得的成果,未来的发展方向会是怎样?
戴瑟罗斯:我认为针对复杂行为的研究将会越来越多。如今我们已经可以测试哺乳动物以及其他动物的行为。未来,还会诞生全新的医疗手段。一旦搞清楚生物系统的运作逻辑,所有干预手段都可以变得更加精准。光遗传学帮我们定位病症的根源,基于此,我们就可以设计各类干预方案与疗法。
问:会不会存在被滥用的风险,比如用于精神控制?
戴瑟罗斯:就算有人想要滥用这项技术,也得先把大脑研究得更透彻才行。现阶段这还不是亟待担忧的问题,没有人打算在人类身上做这类尝试,但我们必须对此保持警惕。未来是否可以改造人类,改变人的行为倾向、能力或是价值取向?这在理论上存在可能性,我们已经可以在动物身上做到这点,随意改变动物的欲望和行为。
问:读研究生的时候,除了神经科学与医学,你还选修过小说写作课。是什么促使你对写作产生兴趣?
戴瑟罗斯:我少年时代就开始写作,很早就加入写作社团,大学期间也选修写作课程。那时候我甚至以为自己最终会成为一名作家。哪怕到了研究生及之后,我还去社区大学进修写作课。写作贯穿了我的一生,是我的一大热爱。生活事务繁杂,如果不是发自内心热爱,根本挤不出这么多时间投入写作。
问:为什么故事如此重要?
戴瑟罗斯:人类依靠故事去理解彼此、建立联系。举个例子,我希望把光遗传学的研究讲成一个故事,里面包含所有人都能共情的元素——光、植物、情绪。这个故事可以让大众看见基础科学的价值:纯粹为求知而去理解世界本身,以及由此衍生出的种种意想不到、强大且具有变革力量的成果。
问:你认为科学和艺术之间存在联系吗?
戴瑟罗斯:我觉得二者通过大脑紧密相连。想一想富有艺术感染力的文字可以唤起人心中万千情绪,全部都发生在大脑细胞之中。大脑把艺术、文字转化为感受,这某种程度上既是神经科学的核心,也是艺术的内核。
问:你的记忆力超群,那你的情感一定也格外充沛吧?
戴瑟罗斯:早些年教书的时候,有人会批评我讲课不够富有感染力,觉得我没有在课堂上充分调动情绪。学生希望看到我展现更多情感。但这对我来说很难,我早已训练自己保持情绪稳定。生活里我身兼精神科医生、教师、教授,这些角色传统上并不需要外放情绪,做一张白纸、一块坚石,反而更好。
问:你为什么至今还坚持做精神科医生?
戴瑟罗斯:精神科医生是我身份的一部分,已刻在我的骨子里。我乐于倾听他人的故事,乐于帮助别人,减轻他们的痛苦。这就是我人生不可分割的一部分。
问:你身兼精神科医生、教师、教授,已婚,养育五个孩子,还需要频繁出差;你的妻子也是成就斐然的科学家。你是如何平衡这一切的?
戴瑟罗斯:我的妻子是非常杰出的科学家,医学博士兼哲学博士,同时也是临床从业者。她也主持顶尖实验室,经常奔赴世界各地出差。当然,生活不可能事事顺遂,失败与糟心事总会发生。但当某一方面遭遇挫折,生活其他领域依然可以带给我们满足感。
问:很多科学家(其中男性居多)认为女性无法既攀登科研顶峰,又养育子女。但你的妻子做到了,不是吗?
戴瑟罗斯:这份成就全部归功于我的妻子。她非常了不起,站在所属领域的顶端,极具创造力,科研成果丰硕,同时我们家里还有五个孩子。
问:对于有志组建家庭的青年女性科学家,你有什么建议?
戴瑟罗斯:我或许并不适合直接给女性科研工作者提建议,但有一点可以肯定:兼顾事业与家庭是完全可行的,我妻子的经历就是最好的证明。人要认清自己人生真正需要什么、想要什么,以及期待伴侣给予什么,并且学会互相迁就。每一对伴侣适合的相处模式各不相同,坦诚沟通与合理规划必不可少。
问:你是何时踏上通往成功的道路?
戴瑟罗斯:项目起步阶段,不少人看到我们的构想就直言:“这行不通。”还说我们要解决十多个难题,其中好些几乎无解。面对质疑,我找不到反驳的答案。在攻克重重难关让技术落地之前,那段日子压力巨大。
问:当时处境有多艰难?
戴瑟罗斯:项目最初的五年,我身体出现了应激反应,几乎每天都恶心反胃,被巨大的压力裹挟,状态很差,那是一段无比艰难的时光。
问:是什么支撑你坚持下来?
戴瑟罗斯:是心中的希望与信念:我们做的研究意义重大。当命运给予你机会,去完成一件有价值的事,这是一种莫大的荣幸,万万不能轻视。我知道这项研究可以造福全人类,我有一种使命感,想要探明这件事究竟可以走到哪一步。整整五年重压之下才取得突破,但那段时间,我始终把这份研究当作自己的使命,是命运交付给我的事业。
问:技术终于运转起来的那一刻,有没有灵光乍现的顿悟时刻?
戴瑟罗斯:最清晰的一刻发生在2007年。我实验室的一名博士生做了一组实验,将目标DNA片段导入小鼠大脑控制运动的脑区。我们刚打开光源,小鼠立刻开始活动;关闭光源,小鼠随即停下。场面无比震撼。我们不仅依靠光线和植物DNA精准调控了哺乳动物的行为,这个实验还一举回应了外界针对该项目绝大多数的疑问与顾虑。
问:身为神经科学家,最让你着迷的是什么?
戴瑟罗斯:某种程度上,科学是深度理解世间万物的钥匙——文学、艺术、历史、法学皆是如此,神经科学更是这样。神经科学已经推动了计算机科学的发展,当下深度学习、机器学习的变革,根源就来自神经科学,它已经重塑了我们生活的方方面面。
问:对于有志投身科研的年轻人,你有什么建议?
戴瑟罗斯:多去了解人脑、了解神经科学,会大有裨益。但我更鼓励大家敢于冒险。从事高风险的研究是一种解放。当外界不强求你必须产出特定结果、限定产出时间,反而更加自在。反倒是做循规蹈矩、可预测的课题,压力会更大,因为所有人都期待它必须做出成果。
问:年轻人应当建立怎样的作息?
戴瑟罗斯:一定要懂得休息,不要过度透支,适时调整状态。每天留出时间,进行深度思考。我们难免会遇到紧急事务,但务必每天挤出至少一小时,沉下心钻研问题,这点至关重要。
问:你什么时候思考状态最佳?
戴瑟罗斯:我需要安静的环境,身体保持静止,最好房间没有窗户。不必完全黑暗,但周遭环境最好不要发生变化。这样我可以进入类似冥想的状态,思绪集中,深入钻研问题。
问:说到独处,你年少时是个局外人吗?
戴瑟罗斯:没错,我性格有些内向。很多顶尖科学家年少时在社交上都不算万众瞩目的孩子,我不是个例。另外我比同班同学实际年龄小两岁,个子也矮一截,这让我和群体之间天然存在隔阂,很长一段时间游离在主流圈子之外。
问:后来你有没有融入主流?
戴瑟罗斯:做医生的时候不能游离于主流,你要保证患者获得标准的医疗照护,所以在这部分人生里,我是融入主流的。但在其他方面,大概依旧没有。
问:你觉得这种局外人的特质,可以让人成为更好的科学家吗?
戴瑟罗斯:我认为,带一点局外人的特质,或许是成为优秀科学家的部分要素。科学的本质是新发现,意味着要跳出既有的范式。你要坦然接纳这种状态,对现有的知识体系、既定范式保有一定的质疑精神。
问:你想向世界传递什么信息?
戴瑟罗斯:我们正处在独一无二的时代。关于世界、关于人类自身,大量前所未有的深刻发现即将问世。所有人都应当为探索而振奋,这些发现将永久改变人类的历程,我们都该看见这份探索的激动与美好。
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https://thereader.mitpress.mit.edu/feeling-is-part-of-memory-in-conversation-with-nobel-laureate-karl-deisseroth/
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