近年来与脑研究有关信息出现的频率不断增多,先是这两年介绍的美国、欧洲相继推出的脑研究计划,几周前公布的今年诺贝尔生理或医学奖也是奖励因“发现构成大脑定位系统的细胞”方面的工作,这些信息汇聚成一种认知就是,经多年的孕育累积,脑科学研究具有了某种加速发展可能的同时也被赋予了更多的期待,这里既有对未知探索的兴趣牵引,更有现实中海量社会需求的亟待满足。也是带着这样的认知,当我看到2014年入选启明星的名录上有华东师大从事脑功能研究的陈爱华的名字时,就有想采访的冲动。很顺利,我在联系后的次日就如愿访问了陈爱华(上图)。
  1979年出生的陈爱华目前已是华师大教育部脑功能基因组学重点实验室的研究员。我在楼下等电梯时看到她的名字是和钱卓、林龙年等知名学者列在一起的,钱卓前些年因聪明鼠的研究在国际上建立起声誉,而林龙年被杨雄里院士称为是国内能解读今年诺贝尔生理医学奖工作的“最对路人选”,这样未见面我已对这位采访对象生出一些敬畏。见面后我的第一感觉是这是一个干练、精致有主见的女孩。和她交流,你会觉得这是一个思路清晰、脑子特别好使,就是一个该“搞脑子”的人。

从奥数奖得主到神经生理研究

  陈爱华是江苏靖江人,父亲就职于南京铁道医学院,只有寒暑假才回靖江,小时她和妈妈以及大她11岁的哥哥生活在一起。看着亲戚们纷纷考上大学,她和哥哥也就努力沿着这条路走。中学时小陈就开始经常参加奥数比赛,高中时奥数难度增大,很多同学退出,但她一直坚持下来,还拿过奥数奖。由于数理化成绩一直比较好,小陈获保送资格到南京大学。那时的陈爱华看了不少科学家的传记,很崇拜杨振宁、邓稼先,填志愿时就想填报核物理学,但中学老师劝她女孩子还是学生物学更合适,于是填报了南大生物学专业。大学最初两年,小陈觉得自己不适合学生物,觉得记忆背诵的东西太多,而自己比较长于数理逻辑分析,困惑之下甚至想要转到物理系。
  大三时南大生理专业的王建军老师了解了她的想法后,鼓励她说神经电生理研究非常需要数理基础好的人,并在王老师的指导下开始积累神经生物学方面的知识。当时以陈爱华的成绩可以获得保送本校研究生的资格,但陈爱华觉得自己对计算神经学、生物物理学等更感兴趣,“当时也看了John G.Nicholl的《从神经元到大脑》、杨雄里的《视觉的神经机制》等书,对视觉领域的数学建模很向往。”这样,陈爱华选择了自考,如愿考到中科院上海生理研究所,跟着刚从牛津回来的梁培基老师做视网膜研究。为了锻炼学生,梁老师让小陈独立搭建一套多电极记录系统,这种训练打下的根基让她一直很受用,后来小陈还和梁老师一起出过一本《神经元活动的多电极同步记录及神经信息处理》的书。

在一流国际团队感知如何做事做人

  2005年7月毕业后,陈爱华选择了出国做博士后,到圣路易斯华盛顿大学医学院解剖学与神经生物系,师从Dora Angelaki和Greg DeAngelis。虽然小陈有点遗憾没能跟随哈佛的视网膜专家Markus Meister继续从事视网膜信息编码方面的研究,但到了华盛顿大学后,小陈突然觉得眼界更开阔了,研究的课题更加吸引她,而她的两个导师,其中Greg是视觉领域的知名专家,Dora是在前庭研究领域中如日中天的干将,两人正合作对人自身运动过程中视觉与前庭信息整合的神经机制进行研究。陈爱华很庆幸自己加入了这个非常优秀的团队。
  这个实验室是以灵长类为实验动物开展系统神经科学研究,对陈爱华来说是全新的,也是她第一次接触灵长类实验研究,而系统神经科学在当时的中国几乎是空白。小陈告诉我,系统神经科学是神经科学的重要分支,结合实验神经科学和计算神经科学,侧重研究皮层回路如何将外界信息转变成知觉、意识和运动的神经机制。“相对而言,以前做的视网膜研究侧重于的信号是如何转化编码的,而皮层研究的面更宽,更关注与认知相关的高级功能,如知觉意识、情绪、记忆和决策等。”
  访问中,陈爱华告诉我,灵长类系统神经科学相对研究难度大,对实验平台的要求比较高。很多在猴子上做的实验能够直接运用在人身上,但投入也是很高的,对实验者来说要懂很多东西,涉及到灵长类手术、动物训练和实验,数理功底也要好,需要将实验科学与计算科学很好地结合,所以对研究者的综合能力要求很高。
  话题继续围绕着小陈所在的华盛顿大学的这个实验室展开。这个实验室在多感觉整合研究方面已具有很大的国际影响力,也出了一批优秀的学者,但这六年里让陈爱华印象最深的是他们做事的方式。“我去时他们就关照我,做事情每一步都要谨慎,做之前要有一个预测,如果实验或分析结果与预期不符,要及时找到问题所在,不放过每一个细节”。两位导师非常忙,但他们在实验室里呆的时间非常长,他们要求有问题要随时沟通,不允许任何拖延。另外,美国同行的勤奋也让小陈非常钦佩:“我的那位女导师平均每周工作100小时,我感觉她醒着的每一小时都在工作,她是1961年出生的,今年晋升为美国科学院院士,她给我的感觉是对科学充满了浓厚兴趣,社会活动能力很强,永远能量充沛,是个阳光灿烂的希腊人。”

以自己的行动赢得强者的尊重

  访谈中,陈爱华对美国同行致力于让大家重视大脑皮层前庭研究印象极深。前庭是人体的重要器官,除了大家熟悉的重力感和平衡感反射外,前庭在空间认知方面也具有很重要的作用,小陈举例说明:“老鼠对路径的认识一方面依赖于外在的感觉信息如视觉听觉,另一方面依赖于活动者内在的感觉信息判断,而这很大程度上依赖于前庭器官对自身活动状态如身体位置和方向的识别,很多情况下是外在内在一起作用对空间方位进行认知判断。”这部分器官功能的紊乱或失衡会导致很多疾病,另外几乎所有离开地面的活动都会伴有前庭方面的问题(如空晕病、飞行错觉、空间定向障碍等),所以这也是军方对这方面研究高度关注的原因,美国宇航局常常根据实际需求提出一些前庭基础研究课题或项目,让高校和研究单位开展研究,并按计划验收相关的实验数据。尽管前庭研究是一个很重要的研究方向,但在陈爱华看来,前庭研究国内还很薄弱,这与这门学科本身的重要性是极不相称的。也因此,陈爱华应我之约写了一篇介绍前庭及其研究价值的综述(见本期陈爱华署名文章)。
  在华盛顿大学6年期间,陈爱华作为第一作者在国际神经科学最重要的杂志《神经科学》上发了5篇文章。小陈的导师(就是上面介绍的入选美国科学院院士的那位Dora Angelaki)对她的评价有个过程,Dora经常鼓励女孩子从事科研,尤其是灵长类系统神经科学,但她对女孩的要求也很格外严厉。小陈是第一个进入这个实验室的中国女孩,刚开始Dora经常跟她说:“你必须像西方女性一样独立、在思想上完全独立,一旦有自己的想法,要充满热情地参与、执著追求。”但是很快,陈爱华用东方女性的勤奋、超强的忍耐力、努力学习的精神赢得了Dora的敬佩,“他们尊重强者,她对我提的要求我都能做到,认识到我是一个有抱负的人。一开始她对中国女性有点看轻,我以自己的行动赢得了一个强者的尊重。”
  陈爱华的强还体现在事业和家庭两者兼顾,作为女学者除了发表那么多文章,博士后期间她生了两个孩子,在孩子出生前一天还在实验室里带其他人做实验,孩子出生后一周左右就去实验室工作,高效利用自己的每一分钟,没有因生育而耽误任何实验室的事情!Dora也经常感慨“五篇文章加两个小孩,很少有人能做到这一点。”
  陈爱华是2012年回国的,在回应我为何选择华师大时,小陈说,其实她出国前就知道华师大有这个重点实验室,有钱卓教授和林龙年老师等一批学术中坚,她在前些年回国探亲时也到华师大这里来过,“钱卓很想利用国内的优势开展灵长类研究,另外周永迪老师也是做灵长类的,在我之前已有周老师组已经在华师大开展灵长类工作记忆方面的工作,因为我的研究方向与这边比较匹配,这样就来了。”
  到华师大当年,33岁的陈爱华被聘为研究员。在学校和重点实验室的支持下,也有赖于周永迪、林龙年老师等前辈的大力支撑,回国一年后陈爱华已建立起自己的实验室,有了自己的研究小组,目前的研究方向侧重于灵长类前庭信号在空间认知中的作用。“我有一个正在做的实验是与运动病相关的前庭方面的研究。有个理论认为当外界的视觉信息与人的前庭不一致时会诱发眩晕等不适感,我是想了解这种感觉产生的机制,从这个起步逐步深入。”
  启明星是陈爱华回国后得到的首批科研资助项目,通过启明星项目,陈爱华希望能揭示,比如皮层的某个特定部位(前庭皮层)在失活的情况下为何会引起眩晕,“我们推测前庭皮层很可能是运动病的中枢,了解机制后就可进行干预或进行特殊的前庭训练对运动病、眩晕等予以校正。这也再次表明,皮层起着非常重要的作用,我们需要重视相关的研究”。

江世亮采写自20141030