探索人类情绪奥秘的女科学家

青年女科学家胡海岚领导的实验室,在研究情绪与社会行为的分子与神经环路机制领域取得了卓越的成绩,产生了广泛的国际影响,其成果既有理论意义,又具有重大的临床和社会意义。
第十二届中国青年女科学家奖获得者胡海岚在颁奖现场,笑容亲切又保持距离,无论记者们怎样探求一个美丽女科学家的寻常日月,都是一种妄图。除了她的研究领域,旁的话题都是闲笔,不止不必赘述,简述也没有必要。后来记者和她通电话,电话那头声音甜美,笑起来也颇感染人,但仍然是,说专业,不在话下,说家常,恕不分享。
胡海岚中学就读于杭州二中,是杭州最好的中学;本科则在北京大学生物系,是北大当年录取分数线最高的专业;博士和博士后分别在美国加州伯克利大学分校和纽约的冷泉港实验室,导师是美国科学院院士和世界知名的科学家。始终在顶尖行走,胡海岚身上有一种不见烟火气的清爽。
美女学霸的父亲是军官,母亲是工程师,从小学习不用父母操心,自然也就没有限制与管束。父母的开明还表现在:“很多女生到一定年龄父母就觉得应该怎样怎样,我父母很好,从没有给我施加这样那样的压力。”
没有强迫与要求,一切顺理成章水到渠成,喜欢什么就学什么。而“大脑和宇宙黑洞一样,是地球上最神奇的现象之一,也是人类智力的挑战极限,因为我们是在用自己的大脑在研究大脑怎么工作。”神奇与挑战,成为胡海岚研究的动力。而且越复杂,越有趣味。
如今,作为浙江大学求是高等研究院和医学院双聘教授、神经科学中心执行主任,胡海岚带领她的团队从科学的、专业的角度解密人大脑中的“情绪密码”,揭开了人拥有七情六欲、喜乐哀愁的秘密,并有望破解抑郁症等情绪疾病的成因之谜。胡海岚以去年上映的一部好莱坞动画片《头脑特工队》为例,讲到记忆和情绪的关系,情绪可以塑造记忆,在情绪不正常的时候,核心记忆可能都会坍塌掉。“小女孩起初只希望有快乐情绪,后来发现悲伤的情绪也很重要,因为悲伤帮助她在父母那里得到关注和理解,所以悲伤也是正常情绪的一种,帮助我们应对生命中的困境。但当它不受控制地蔓延时,对我们的生活就会造成困扰。”
工作之外的胡海岚兴趣广泛,一度非常喜欢摄影,现在正在学习油画——周末有空会去老师的画室临摹印象派的代表作,“很有趣,可以一边做一边改,不像做实验那么严谨,更像小孩子玩泥巴,自由自在,是容错的。”她说自己的油画老师对她讲,你要做科学家里面画画最好的,画家里科学最好的人。说毕,大笑。

探索本身就是神奇的
Q:您为什么会选择情绪作为研究方向?
A:是随着课题的发展逐渐确定的。我博士后做的一个课题是研究情绪对学习记忆的影响,想要探索为什么情绪激动时记忆会增强。我们对小鼠进行实验,让它产生恐惧情绪。对很多生物来说,恐惧是涉及生存本能,有利于逃避危险的情绪机制。让小鼠害怕很简单,我们逐步给它微弱的足底电击,同时听一种声音,在这样配对两次到三次以后,即使不再电击,只是听声音,小鼠也会表现出恐惧的反应,整个身体蜷缩在那里静止不动,装死,这是逃避天敌注意到它的行为方式。我们也在网上买罐装的狐狸气味,直接引起小鼠害怕的反应。在引起这种情绪状态下我们又观察它的学习能力,去研究情绪激动时发生变化的分子是什么,有什么激素介导,又怎样影响大脑内神经细胞之间的信息交流等等。这些都是非常基础的科学研究,基础科研的成果也许将来会在某个疾病上找到对应的用处,但在此之前,探索大脑活动的奥妙本身就是神奇的。而在工作过程中,我发现这个领域里对情绪本身的研究要远远落后于对学习记忆机制的研究。所以在建立自己的实验室之后,我决定把情绪本身的神经机制作为我们的主要方向。
Q:博士后期间,您研究为什么人情绪激动,记忆就会增强,比如重大灾难、第一天上学等等,能否讲讲您自己的人生中记忆深刻的事件?
A:我就记得刚上大学时做实验慢,被人催促的时候会哭。当时北大生物系的同学都很优秀,很多是当地省的状元。我的数学物理比较好,但动手能力相对差,做化学实验,别人一两个小时就做出来了,我却要三四个小时,经常是做到最后的那一个。很伤自尊心,也怀疑过自己是不是适合做这个。好在当时的实验很多,各种化学实验全套做下来,慢慢也就跟上了。有时候实验做不出来了,会需要靠动脑分析原因,这样能够用上我擅长的逻辑分析,慢慢又有了信心。到美国之后,研究条件更好,我做的第一个实验碰巧就成功了,导师很高兴,因为之前有博士后用了很长时间都没有做出来。这个实验中得到的抗体到现在全世界好多实验室都在用。这对本科刚毕业的我是一个极大的鼓励。科学就是这样,失败总是更多,但偶尔有这么一个成功的事件就能让人高兴好久。
Q:这件事为您后来海外的学习生活定了调?
A:是很好的开始。因为人生地不熟,刚开始大部分时间都在做实验,后来慢慢就认识了很多朋友。加州周围自然风景好,我们会爬山、露营,开几个小时的车去滑雪,还有网球、游泳……学校的风气鼓励“work hard,play hard”拼命研究也拼命玩。我现在也这样鼓励学生。
后天训练可以改变性格
Q:您从小到大都是学霸,您觉得是您的什么性格特质起决定作用让您走到今天?
A:可能是好奇心,以及比较善于触类旁通,能从别人的工作中借鉴到好的思路和想法。比如在回国建立实验室之前,我在动物行为学中心注意到有技术员在用一个叫做钻管测试的行为来鉴定转基因小鼠,我就很好奇,询问了她这个行为有什么特征,甚至让她尝试了一些测试,她的结果启发我这会是一个很好的用来测量小鼠之间等级关系地位关系的行为范式。回国后不到三年的时间,我们以这个范式为基础,做出了一个很漂亮的成果。最重要的是,有这样一个相对简单可操作且重复性高的可以量化的行为范式,为我们研究行为的一系列神经机制提供了前提基础。
Q:知道人的情绪是怎样产生的,又是受什么机制控制的,情感和理性在大脑中是怎样相互影响和交锋的——一个懂得情绪机理的科学家,会针对自己的压力状况进行有效调整吗?
A:暂时还没有,情绪控制需要通过专门的训练。因为情绪由交感自主神经系统控制,不像运动神经系统,想走路,大脑发出指令就抬腿了。情绪冲动上来,在很短时间内是不受自主意识控制的。比如人激动的时候心跳会加快,害怕的时候瞳孔会放大,正常的人没有办法用意识去告诉自己保持心跳,或瞳孔不要放大。但是通过一些冥想、心理训练,可以在一定程度上对这些下意识过程有所调节。
Q:有的孩子天生弱势,有的孩子天生强势,都是特定的神经编码决定的,那么后天教育究竟能起多大作用呢?
A:神经编码也同时受遗传因素和后天环境的调控。观察到孩子先天的某种性格趋势之后,如果在某个特别可塑的年龄阶段(我们叫它“关键期”),有针对性地特别培养,可以在一定程度上塑造引导孩子的个性。

新技术革命,攻克抑郁症
Q:您推动了浙江医学院神经科学研究所的一项“PI午餐”制度,每周四中午,教授们会聚集到会议室,讲述自己最近的课题和科研故事。最近您和大家分享的故事是什么?
A:这个制度是为了促进神经科学中心的交流,互相都知道各自在一个什么状态,遇到困难的时候可以利用大家的脑力一起帮助攻关。
我自己讲的是马上要投稿的一篇文章,想听听大家的反馈。对科学家来说,头脑风暴是最能理清研究思路和迸发灵感的方式。科学的进程,有时候似乎很久都在原地踏步,踟蹰不前,有时候却会霎时间就翻越了山丘,豁然开朗。
Q:那您遇到的起初踟蹰不前后来又豁然开朗的事情是什么呢?
A:我们2011年做抑郁症课题的时候,有一年多都比较挫折,感觉在原地踏步。当时一个实验组,一个对照组,实验组注射的是一个有抗抑郁作用的病毒,对照组注射的是不该产生效果的病毒,结果发现,对照组也产生了抗抑郁作用,我们很困惑。经过好长时间的纠结和探索,才发现是外面公司包装的病毒质量不够好,造成神经元不健康、降低脑区的活动。但是这也间接验证了这个脑区的神经活动对抑郁症很关键。后来我们改成自己包装病毒,得到的结果就非常理想。这个症结的找到也是一种智力挑战,这也是为什么实验细节对科研工作特别重要。
Q:您在抑郁症的分子机制等脑科学前沿方向取得了重大的进展,是不是意味着抑郁症是可以治疗的呢?
A:目前用于抗抑郁症的药,都不是基于严谨的科学研究设计出来的,有的药是上个世纪80年代,因为一些偶然和意外发现产生的。比如最开始用来治疗心脏病人的药,在用药过程中发现病人的情绪有所改善,于是就用来抗抑郁。因为是碰巧发现,靶点很广泛,副作用也大。我们希望通过科学探索真正的分子和神经环路上的特异机制,设计更好的副作用更小的药物。2013年我们发现在某个大脑核团当中的一个分子,它的表达水平和情绪抑郁症密切相关。
在目前,和其他外周疾病相比,针对大脑,尤其脑区特异的给药还是一个巨大的挑战。但是神经科学家们(包括我们以及同行的团队)也都在努力。比如我们有一个思路是通过超声手段或无线射频手段等新技术,结合纳米材料把药物运送到脑部,到达某些特定的位置后打开,进行局部的释放,就好像特洛伊的木马……在这些新的技术革命帮助我们实现“指哪儿打哪儿”的理想之前,脑疾病的治疗还有很长的路要走。
Q:您的学生中女生居多,她们普遍表现出一种怎样的特点?
A:我接触到的很多女生都非常聪明能干,思维和动手能力都非常出色,和男生不相上下。在有一些实验细节上,女生会表现得更细心,也更擅长沟通。但让我觉得可惜的是,有一些女生到了一定阶段,会碰到来自家庭的压力让她们选择放弃学业,或者把学业放到很次要的位置。
我之前有个助理本来对科研很有热情,准备要读博士,但因为结婚后家里要求她马上生孩子,不得已选择了放弃。非常可惜。我的学生中也有在博士期间生了孩子,同时做出了很漂亮的工作。她的家人给了她巨大的支持。
希望能借此机会呼吁,社会和家庭能够对女生的职业选择有更多的理解和支持,尊重她们的选择,帮助她们更好地发挥自己的才华。总之,我希望她们:爬最高的山,走最远的路,看最美的风景。不忘初心,方得始终。要知道,做科研,最大的成就感来自于——你是第一个发现了自然未知中某个环节的人。
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