探究光遺傳學(xué)的80后女孩

與老一輩研究人員不同，張嘉漪的科學(xué)訓(xùn)練都是在美國完成的。她從一開始接觸的教材、讀的論文就都是英文的。這一點使她與美國同行合作時毫無語言障礙。“現(xiàn)在回國進(jìn)行研究了，我正在學(xué)中文的專業(yè)名詞。在語言方面好像跟其他人正好相反。”她笑著說。

作為一個80后女生，她有時會像很多年輕人一樣改編名言。比如她把“生命在于運動”改成“生命在于時間”，用來高度概括“時間性在大腦神經(jīng)環(huán)路形成中的關(guān)鍵作用”。

其實，這正是張嘉漪目前所從事的研究，發(fā)表在最新一期的《自然－神經(jīng)科學(xué)》雜志上。身為文章的第一作者，她與耶魯大學(xué)的研究人員運用光遺傳學(xué)技術(shù)，通過小鼠實驗，發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)生物學(xué)的新規(guī)律。

為什么說“生命在于時間”呢？張嘉漪告訴記者，小鼠出生后的頭14天是睜不開眼的。在這一階段，若兩個眼睛受到時間上錯開的光刺激，小鼠眼睛到視覺中樞的連接圖形是正常的；反之，若兩眼同時受到光刺激并發(fā)生自發(fā)神經(jīng)活動，連接圖形就會發(fā)生異常。在此過程中，光刺激是錯開的還是同時的，影響著小鼠是否能擁有健全的視覺系統(tǒng)。

從長遠(yuǎn)上看，這項研究有助于破解自閉癥等疾病的成因。不過現(xiàn)階段，張嘉漪的研究重點還是進(jìn)一步完善小鼠實驗，探索自發(fā)神經(jīng)活動對大腦皮層、小腦和脊椎的影響。與視覺系統(tǒng)一樣，神經(jīng)活動的時間性在這些系統(tǒng)中也扮演著重要的作用。因此她“靈光一閃”，想出“生命在于時間”來概括研究成果。

不過，搞科研光靠“靈光”還不夠，選擇正確的研究手段也很重要。張嘉漪反復(fù)強調(diào)運用光遺傳學(xué)技術(shù)做實驗的重要性。這項技術(shù)用于神經(jīng)生物學(xué)始于2006年，它與飛速發(fā)展的基因技術(shù)相結(jié)合，使得研究人員可以控制指定基因表達(dá)類型下的細(xì)胞活動。

正是這項新技術(shù)給了當(dāng)時還在耶魯大學(xué)攻讀博士后課程的張嘉漪靈感，她看出光遺傳學(xué)技術(shù)不僅有趣，而且有用，能夠?qū)崿F(xiàn)之前無法完成的研究。為此，她與斯坦福大學(xué)此技術(shù)的發(fā)明組合作，致力于研究“時間性在大腦神經(jīng)環(huán)路形成中的作用”。

新技術(shù)固然能帶來更多發(fā)現(xiàn)可能性，但也由于“新”使張嘉漪完全無先例可循。她在動手之前需要做大量前期準(zhǔn)備來驗證實驗可行性。同時，因為生物體的個體差異，為了使結(jié)果不受影響，就需要在各種實驗條件下不斷重復(fù)。盡管這一過程聽起來令人畏懼，她卻“淡定”地總結(jié)：基礎(chǔ)研究考驗的就是人的耐心。

經(jīng)過長時間的探索，如今實驗取得了階段性的成功。令記者想不到的是，她印象最深刻的并不是最后的結(jié)果，也不是過程中的進(jìn)步，而是一些小細(xì)節(jié)。

“實驗中需將新生小鼠放在冰上進(jìn)行麻醉，并向眼中注射帶有光遺傳基因的病毒。這樣幾分鐘過后，小鼠體溫下降，呼吸也停止了。可是它并不會死。只要把它放到室溫下，小鼠就會恢復(fù)。其實人也是如此，剛出生時很脆弱，可是生物機制會保護(hù)我們。可以說生命的脆弱性與頑強性并存。”張嘉漪說。