李至浩：探索大腦的奧秘

范國軒

人之所以能成為萬物之靈，就是因為其具備卓越的思維能力和想象力，而這兩種能力，都是大腦賦予的。當下時代，腦科學成為了世界的焦點。美國曾將1990年到2000年，命名為“腦的十年”；歐共體成立了“歐洲腦的十年委員會”及腦研究聯盟；日本推出了“腦科學時代”計劃綱要；我國提出了“腦功能及其細胞和分子基礎”的研究項目，并將其列入了國家的“攀登計劃”。“腦研究”正如火如荼的開展著……

南海大道3688號，深圳大學的所在地。在這里，有一位年輕的科學家正在探索腦科學的奧秘，他就是李至浩，心理與社會學院教授。

與“腦科學”相戀

1995年，李至浩步入中國科學技術大學的大門。在這里，他與“腦科學”相遇了，“大四的時候，我有幸聆聽了陳霖院士的一個講座，其內容講的是將磁共振成像技術應用于腦研究，展現腦內部的認知活動。那是我第一次看到人腦的內部活動，感到十分震撼，我對此很感興趣。”從此，腦科學在他的心中就種下了種子，一年后，種子發芽了。“我在科大神經與生物物理學系免試碩博連讀，師從中國科技大學的張達人教授，以及同樣是科大校友的胡小平和何生教授，加入了腦研究行列。”

博士期間，李至浩與安徽醫科大學和上海華東醫院合作，“借用他們的磁共振成像儀器——‘大腦照相機來工作，我主要研究的就是首尾效應的大腦機制。”首尾效應是什么呢？李至浩舉了一個形象的例子，人們在聽了一個電話號碼后，隔幾分鐘就記不太清楚了，但是通常電話號碼的第一位和最后一位是記得住的，這就是首尾效應。李至浩通過科學研究，發現大腦對首尾數有特別的加工，從而找到了人類首尾數字記得牢的原因。

入了門，李至浩越發感受到腦科學的樂趣。他希望能夠站到一個更為開闊的平臺上去看看。2004年，在接過博士畢業證后，他選擇漂洋過海來到美國埃默里大學（Emory University）。在這所素有“南部哈佛”美譽的大學里，李至浩逐漸有了新的想法。

“我在國內讀博士的時候，關注的側重點是大腦本身，而來到美國后，我則開始關注‘照相機技術（磁共振成像技術）。我開始思考怎么樣把大腦成像做好、數據如何分析好？”李至浩告訴記者，轉變開始于2006年。這一年，他參加了ISMRM的學術會議，會議的主題是磁共振成像技術。“我是在那次的會議上，才認識到‘照相機技術實際上有很多的應用，它不僅僅可以看到腦功能區的激活，還能看到神經連接以及分子波普。可以說‘照相機技術是當今腦科學研究最重要的手段，是腦連接組計劃的核心技術。”

2008年，李至浩博士后出站后，留任埃默里大學助理研究員。在這段時間里，他收獲了新的科研果實。

在埃默里大學，李至浩主要開展了“胚胎期可卡因暴露對青少年大腦的影響”研究。“母親在懷孕期間吸食可卡因必定會對胎兒日后腦發育造成影響，我探究的是這些胎兒在成長到十幾歲的時候，他們的大腦有何變化？”李至浩坦言，這項工作并不容易。因為吸毒者一般會同時吸食多種毒品，而不是只吸食可卡因，所以確定被試者母親的吸毒歷史就成了一件必要的工作。“我們會去被試者出生的醫院，查他們的出生記錄，看他們的母親在產檢時候的尿液分析；也會進行家訪，從他們的家人口中來了解相關信息。”

這是一件繁重的工作，會花費大量的時間。但是問題最終還是被解決了，李至浩篩選出了符合條件的被試者，開展了研究并且得到了與眾不同的結論。“當時一般認為胎兒可卡因暴露會影響兩個系統，一個是情緒系統，另一個是認知系統。而我發現胚胎期可卡因暴露的青少年大腦在這兩個系統本身都相對健康，而問題主要出在注意資源在二者之間的分配上。”該研究成果在發表當年是雜志最受關注的十篇論文之一。

青少年大腦探索者

2014年，受到深圳大學心理與社會學院羅躍嘉教授的邀請，李至浩決定回國，他把自己回國后的工作比喻成“橋梁”。“做腦科學，學科交叉很重要，我通過在美國的學習，既對心理學有一定的認識，也對‘照相機技術有一定的研究。所以回國后，我可以嘗試把心理學科的‘照相機使用者和工程學科的‘照相機開發者匯聚到一起，推動學科交叉，促進腦研究。”

回國后，李至浩承擔了兩個科研項目，其一是與羅躍嘉教授合作的基金委重點項目“應急下情緒與記憶的認知神經機制”，項目在2016年年初剛剛啟動，現在還處于數據采集階段。“另一個則是我的孔雀計劃項目‘青少年大腦發育中的三重資源分配模型及其應用，我想做一個正常的青少年大腦發展軌跡模型，日后再將其應用到受到毒品或其他因素干擾的大腦發展研究上面。”

青少年是人生過程中重要的轉型期。在此發育過程中，大腦面臨來自于學習和生活中越來越多的壓力與挑戰，以致于這一時期成為情緒和精神障礙的高發期，而這其中很多是精神障礙。最常見的抑郁、焦慮和物質成癮，一般都認為源自于青少年不完善的認知和情緒調控機制。“然而，我們對這一現象背后神經機制的認識目前還相對比較籠統和片面。所以進一步深入研究大腦中認知、情緒和其它系統的交互作用，揭示這一交互作用在青少年神經發育過程中的變化軌跡，無疑具有重大的基礎理論價值和潛在的臨床意義。”

對于上述青少年人群中高發的情緒和精神障礙，現有的大腦發育模型所給出解釋，是腹側情緒系統和背側認知系統在發育過程中存在不平衡。這些從前的實驗結果被形象地類比總結為汽車里的油門和和剎車的關系：情緒系統發育就好像汽車的油門，而背側認知系統抑制調控情緒，就好像汽車的剎車。兒童汽車的剎車不完善，但是油門也不大.所以事故幾率總體還是較小。成人汽車的油門很足，但是剎車也好，所以事故幾率也相對不高。只有青少年汽車油門大剎車卻還不太靈.所以最容易發生事故。

“這樣的模型能夠解釋發育中的一些現象，但也存在一些問題，主要有三點：一是該模型未區分前額葉的不同功能區模型；二是該模型只有片面數據支持；三是該模型忽略了‘默認和認知網絡之間的平衡。”那么如何完善呢？李至浩告訴記者：“基于前述觀點并結合我們以往在青少年人群的研究，我們認為應擴充已有的二元“油門-剎車”模型，至少從三重資源分配以及腦網絡分析的角度來加深對青少年腦發育的認識。”

如果簡單地把大腦背外側前額葉、杏仁核、以及后扣帶回分別視作背側認知、腹側情緒、以及默認網絡的代表腦區，那么完善后的大腦發育模型至少應該同時包括這3個區域的激活和聯通信息。“以往的研究大多只集中在這三重信息加工的一個或兩個方面，因而容易出現結果難以預測，只能事后解釋的現象。因此，建立和檢驗這樣一個更具體和更全面的模型是本項目的核心內容和目的。”

在繁重的工作之余，李至浩喜歡用釣魚、旅游的方式來調劑自己的狀態，從而更好地進行科學研究。當被問及做科研應具備哪些素質時，李至浩回答說：“首先是要有好奇的心，其次是要有開闊的視野，科研工作者不應將研究思想集中在很小的面上，要學會借用其他領域的力量來推進自己的研究。當然，謙卑的態度、踏實認真的做事風格也非常重要。”