提起女科學家,大家想象中的她們是什么樣子?表情嚴肅,沉穩(wěn)高冷?最近,就有這么一位中國女科學家,斬獲國際大獎,連《人民日報》都發(fā)文稱贊她是“實力、顏值雙爆表”。這位女科學家就是胡海嵐。
2019 年7 月15 日15 時,國際腦研究組織凱默理基金會評獎委員會公布了第12 屆“凱默理獎”的獲獎者。凱默理獎就相當于是腦研究領域的諾貝爾獎,來自中國浙江大學醫(yī)學院神經(jīng)科學研究中心的胡海嵐教授成為該獎自1998 年設立以來,首位獲獎的亞洲人!胡海嵐教授能夠斬獲該獎,是因為她在揭示抑郁癥的成因方面,取得了突破性的研究成果。
胡海嵐,1974 年生,從小學到高中,就一直是年級里的學霸。1992 年,她獲得了全國中學生物理奧林匹克競賽的一等獎,被提前保送進了北大生物系。北大畢業(yè)后,考取美國加州大學伯克利分校,在科里·古德曼博士的指導下,于2002 年獲得了生物學博士學位。她在2003年至2008 年,她在弗吉尼亞大學的一個生物實驗室和冷泉港實驗室做博士后研究,并在世界頂級學術期刊《自然》和《科學》發(fā)表了多篇很有分量的論文。2008 年,她回到國內,進中科院神經(jīng)科學研究所,并擔任神經(jīng)環(huán)路與行為可塑性研究組組長,博士生導師。2015 年獲“中國青年女科學家獎”,之后,加入了浙大神經(jīng)科學研究中心做研究員。
胡海嵐所從事的神經(jīng)生物學是研究大腦的科學,在她看來,大腦是自然界中最神秘、最復雜的結構之一。21 世紀是生物學的世紀,更是腦科學的世紀。這個領域不僅有太多的挑戰(zhàn),更有太多的未知。
成功的經(jīng)歷會帶來更多成功嗎?可能很多人有這樣的疑問。在很多情況下,不管是自然界的動物還是人類,在戰(zhàn)勝一些較弱的對手后,再與更強的競爭者較量,勝算將比直接面對強敵要大得多,這就是神經(jīng)科學家所說的“勝利者效應”。那是什么決定著“勝利者效應”的出現(xiàn)?其背后的腦機制又是怎樣的?
2017 年,胡海嵐通過研究,第一次揭開了這個謎團的一角——她用實驗的方法,證明了:成功,是成功之母!實驗中,她把兩只小黑鼠放在一個管子里,在領地意識的支配下,兩只小黑鼠會不停地推擠對方,一爭高下。經(jīng)過一番較量,被她稱為“豆豆”的小黑鼠敗下陣來。但胡海嵐和她的課題組通過觀察發(fā)現(xiàn):當兩只小鼠在進行推擠時,大腦前額葉皮層細胞的活動會有明顯的增加。而且,前額葉皮層細胞活躍度高的小鼠,會贏得勝利。
胡海嵐有了一個大膽的猜測,為證實自己的想法,她利用藥理遺傳學和光遺傳學技術,對“豆豆”的前額葉皮層細胞進行了一番“強化”。然后又把“豆豆”放回到管子里,戲劇性的一幕發(fā)生了:原來實力較弱的“豆豆”,竟變得兇猛異常,三下五除二,就把原來實力較強的那只小鼠推出了管子。胡海嵐繼續(xù)對“豆豆”的前額葉皮層細胞進行“強化”,并找來多只實力更強的小鼠與“豆豆”競爭。結果,“豆豆”依然能不斷地戰(zhàn)勝比自己強大的對手,且在經(jīng)歷了6 次勝利之后,曾經(jīng)孱弱的“豆豆”,就算取消外部的刺激,也會勇敢地挑戰(zhàn)地位更高的老鼠,并成為了常勝將軍。胡海嵐的團隊由此發(fā)現(xiàn)了“勝利者效應”背后的科學機制,通過動物實驗,第一次闡釋了“強者更強”的神經(jīng)科學原理。首次證明了“強者更強”與大腦密切相關!
激動之余,胡海嵐又有了新的想法,這種“勝利者效應”是否具有多向性?為驗證猜測,她又設計了一個熱源爭奪戰(zhàn)的實驗:在一個冰冷的方形盒子中,放進四只小鼠,讓它們對位于盒子角落的溫暖地帶展開競爭。結果,被刺激過大腦的“豆豆”,又獲得了勝利。這個實驗結果證實了胡海嵐的猜測,“勝利者效應”是具有遷移效果的!如果換到人身上,比如說某人原本學習就很厲害,那么這種勝利的感覺,也會遷移到生活的其他方面,讓他學畫畫、或是做設計什么的,也會表現(xiàn)得很強。
這是一個偉大的發(fā)現(xiàn),正如胡海嵐在接受采訪時所說,“通過在相對簡單的比賽中,獲得成功的經(jīng)歷,將有助于重塑相關的腦環(huán)路(通俗地說,就是能增強自信心),從而提高在更困難比賽中獲勝的可能?!边@次試驗后,胡海嵐就想,既然通過刺激大腦皮層,可以影響動物的生活行為,那么是否能應用這種方法治療大腦疾病呢?在研究過程中,她把逐漸把目標鎖定在了抑郁癥上。
抑郁癥,是威脅人類健康的殺手之一,全球發(fā)病率達百分之十一,抑郁癥致殘率為百分之十八,已經(jīng)超過了癌癥和心臟病。曾經(jīng)遭受抑郁癥折磨的英國前首相丘吉爾曾把抑郁癥比作:一條一有機會就咬住他不放的黑狗。而一直研究生物神經(jīng)學的胡海嵐,希望能馴服抑郁這條“黑狗”,為世界人民身心健康,貢獻一份自己的力量。據(jù)世衛(wèi)組織統(tǒng)計,全球抑郁癥患者多達3.5 億人,每年因抑郁癥自殺人數(shù)高達100 萬。而中國是抑郁癥大國,2017 年數(shù)據(jù)顯示,患者人數(shù)已達9000 萬,就醫(yī)率卻不足百分之十。
胡海嵐團隊決定在“勝利者效應”的實驗基礎上,著手解決這個難題。目前抑郁癥患者只能憑藥物抵抗抑郁癥。但是目前這些抗抑郁藥物效用低,服藥幾周后才有效果,且僅對百分之二三十的患者有效。這次,胡海嵐團隊的實驗對象是幾只得了抑郁癥的小鼠。那如何判斷小鼠抑郁呢?1.正常小鼠都喜歡甜品,但它們在喝了糖水和吃甜品后,都不會表現(xiàn)出開心和興奮;2.把它們放到水里,它們連掙扎都不掙扎,很快就會放棄求生,“咕咚”一下沉下去。
如果能找到這些“負情緒”是如何控制人的,就能揪出了“抑郁”的真兇!胡海嵐團隊發(fā)現(xiàn):抑郁小鼠的外側韁核神經(jīng)元自發(fā)簇狀放電活動都明顯要高于正常的小鼠。而利用光遺傳技術,讓正常小鼠的外側韁核簇狀放電頻率加快到一定程度,就能讓正常小鼠變抑郁。
這一發(fā)現(xiàn)的意義在于將人類關于抑郁癥發(fā)病機理的認知向前推進了一大步,這就等于是為新型抗抑郁藥物的研發(fā)找到了方向。那么,在接下來的研究中,只要能發(fā)明出一種可以阻止外側韁核神經(jīng)元簇狀放電的藥物,抑郁癥就可以被治愈了。胡海嵐說:“雖然藥物研發(fā)的道路很漫長,但是我們已經(jīng)看見了曙光,并且邁出了第一步?!边@對于全球上億抑郁癥患者來說,絕對是個福音。