2020 年 3 月，奧地利企業(yè)家協(xié)會宣布，授予麻省理工學院神經(jīng)技術 Y. Eva Tan 教授 Edward Boyden 2020 年度 Wilhelm Exner 獎章（Wilhelm Exner Medal），以表彰其在科學技術領域的杰出貢獻。

該獎章以奧地利商人 Wilhelm Exner 的名字命名，自 1921 年以來每年都會頒發(fā)給那些“以出色的方式直接或間接地促進經(jīng)濟發(fā)展”的科學家、發(fā)明家和設計師。值得一提的是，在過去的獲獎者中，包括了 22 位諾貝爾獎得主。

“獲得這一獎項，我倍感榮幸。該獎項不僅認可了我們團隊工作對基礎科學的影響，還肯定了我們的工作對工業(yè)界及新興世界的價值?！?Boyden 教授如是說。

Boyden 教授現(xiàn)為麻省理工學院媒體實驗室、麥戈文腦科學研究所生物工程與腦科學及認知科學方向教授。他通過光遺傳學、擴展顯微鏡（expansion microscopy，通過讓被觀察的物體膨脹，生物學家甚至可以用普通顯微鏡看到分子級別的腦部細節(jié)）等，改變了神經(jīng)科學。

從一束藍光開始到大腦地圖的繪制

2004 年夏天的一個夜晚，對還是斯坦福博士生的 Edward Boyden 來說，是驚喜的一夜：當時，他將一束藍光打到了轉(zhuǎn)基因老鼠的一個神經(jīng)元（大腦中發(fā)送和接收信號的細胞）上，然后，這個神經(jīng)元做出了反應！僅僅通過光線就能讓神經(jīng)元產(chǎn)生沖動，這讓研究人員們對大腦的運作有了前所未有的控制，也正是這項開創(chuàng)性的實驗引領神經(jīng)科學的發(fā)展進入了一個新時代。

與 Edward Boyden 一起合作進行該研究的是 Karl Deisseroth，合作的過程中，Boyden 主要從技術的角度提出自己的觀點，而 Deisseroth 則會從醫(yī)學的角度發(fā)表自己的看法。當然，在利用光刺激神經(jīng)元的研究方面，他們也不是第一個“吃螃蟹”的人。事實上，早在 1999 年諾貝爾獎獲得者 Francis Crick 就曾猜想，“理論上來說，分子生物學家們可以設計出一種對光線敏感的特殊細胞”。

盡管早有想法，但本世紀初發(fā)展起來的一些技術并不是很可靠，就 Boyden 和 Deisseroth 的研究來說，可以被認為是率先成功的典范。不過，這項技術的成功，也曾遭到質(zhì)疑。2005 年初，兩位完成論文初稿后，于 4 月開始先后向《科學》、《自然》投稿，但都被無情拒絕。在不斷的努力下，8 月該論文終于在《自然-神經(jīng)科學》得以發(fā)表。盡管之后陸續(xù)有光控神經(jīng)學的論文面世，但 Boyden和 Deisseroth 的論文作為開篇之作，早已占得先機，成為推動該領域發(fā)展的重要基石。

隨后，2007 年，Deisseroth 的實驗室成功利用一根植入小腦內(nèi)的光導纖維，用一道藍光喚醒了處于嗜睡態(tài)（narcoleptic）的小鼠，證明了這項技術在研究大腦功能方面的可行性。

2010 年，光遺傳學被《自然-方法》評為了“年度方法”（Method of the Year）；同年，《科學》雜志在其十年技術回顧中重點強調(diào)了這項技術的進展；2015 年，《自然-神經(jīng)科學》為紀念光遺傳學十周年特地撰文，直言“光遺傳學打開了我們夢寐以求的實驗之門”。從發(fā)明至今，光遺傳學技術早已成為世界各地腦科學實驗室的重要工具。

在此之后，Boyden 還在不斷進行著相關研究：設計出了能夠抑制神經(jīng)元活性的光敏蛋白，并且進一步改良了光遺傳學激活蛋白，讓科學家們可以在大腦中相互獨立地控制多種細胞類型；通過與全息顯微鏡（holographic microscopy）先驅(qū)們的合作，開發(fā)出了光遺傳學工具，讓小群神經(jīng)元精確產(chǎn)生特定電活動模式，模擬自然神經(jīng)元回路的動作電位發(fā)放等。

對 Boyden 教授來說，其長期目標是“以足夠的精確度理解大腦”，為了實現(xiàn)這一目標，其團隊希望繪制一張詳細的大腦地圖。但這并不容易。人體中有超過 800 億個神經(jīng)元，其中每一個都會產(chǎn)生數(shù)千個連接。要想繪制詳細的大腦地圖，不僅需要觀察大腦的電活動和化學信號，還需要繪制其神經(jīng)回路的布線圖。如果一旦成為現(xiàn)實，就能打開大腦這個“黑匣子”，幫助科學家找到腦部疾病發(fā)生的位置，探索包括焦慮癥、抑郁癥、老年癡呆、精神分裂等疾病在內(nèi)的治療可能。

學霸的“開掛”人生

但你可能想不到，2005 年 Boyden 與 Deisseroth 一起成功發(fā)表論文時，他年僅 26 歲。作為一名學霸，Boyden 的經(jīng)歷對我們來說，就像是擁有著一個“開掛”人生。

1979 年 Boyden 出生于美國德克薩斯州；8 歲時就對科學表現(xiàn)出了濃厚的興趣，希望未來能借助科學方法幫自己探知世界，并在其中有所建樹；作為一名“早熟”的學生，Boyden 14 歲進入美國著名的得克薩斯數(shù)學與科學院學習，后轉(zhuǎn)入麻省理工學院學習物理學和電器工程，19 歲從麻省理工學院畢業(yè)時，獲得了物理學學士學位、電氣工程和計算機科學學士和碩士學位三個學位。隨后又進入斯坦福大學攻讀神經(jīng)科學。

2006 年 9 月，Boyden 離開斯坦福加入麻省理工學院，組建了自己的實驗室，領導團隊開發(fā)用于大腦功能研究的新技術。

因為在光遺傳學以及其他技術開發(fā)方面的突出貢獻，Boyden 教授曾屢獲殊榮：2006 年《麻省理工科技評論》“35 歲以下科技創(chuàng)新 35 人”（MIT TR35）、2013 年 NIH 主任創(chuàng)新人士獎（NIH Director's Pioneer Award）、2013 年大腦科學獎（Brain Prize）、2016 年美國生命科學突破獎（Breakthrough Prize in Life Sciences）、2018 年加拿大蓋爾德納國際獎（Canada Gairdner International Award）、2019 年沃倫·阿爾珀特獎（Warren Alpert Prize）以及文章開始提到的 2020 年 Wilhelm Exner 獎章（Wilhelm Exner Medal）等。除此以外，他分別于 2017 年和 2019 年入選美國人文與科學院院士和美國科學院院士。

2020 年 11 月，這位擁有“開掛”人生的科學家即將登上 EmTech China 2020 的舞臺，屆時，讓我們一起聆聽 Edward Boyden 教授為我們帶來的精彩分享。

作為全球頂級科技商業(yè)雜志《麻省理工科技評論》的著名會議品牌，EmTech 是全球新興科技領域最具影響力的大規(guī)模會議之一。EmTech 全稱是 Emerging Technologies，原意為“新興科技”，從 1999 年至今的超過 20 年間，EmTech 一直延續(xù)著引領全球技術向前的強大創(chuàng)新基因，從實驗室到產(chǎn)業(yè)，在智慧碰撞的對話與演講中梳理那些最可能改變世界的新興科技。

圖 | EmTech China 全球新興科技峰會往屆現(xiàn)場（來源：《麻省理工科技評論》中國） 2020 年 11 月 19 - 20 日，第四屆 EmTech China 全球新興科技峰會將在蘇州中惠鉑爾曼酒店開啟。面對現(xiàn)在這個充滿不確定性的全球局勢，我們希望通過 EmTech China 2020 為關心最前沿科技發(fā)展趨勢的觀眾提供一個近距離接觸全球“最強科技大腦”的絕佳機遇。 本屆峰會上，我們將圍繞“創(chuàng)新引領未來”、“人工智能‘新基建’”、“未來基石”、“互聯(lián)世界”、“生物醫(yī)藥的無限可能”、以及“技術驅(qū)動下的醫(yī)療生態(tài)”6 大主題展開，緊扣科技發(fā)展脈搏，正面應對全球挑戰(zhàn)，通過三十余位嘉賓的分享，繼續(xù)為大家?guī)碜钋把氐慕庾x。 目前，EmTech China 2020 的嘉賓邀請還在緊鑼密鼓地進行中，我們也將會陸續(xù)放出后續(xù)的確認嘉賓。 此外，來自中國及全球有潛力改變世界的科研機構、政府、國際組織、企業(yè)、金融機構高層與科技工作者們也將共同參與到峰會的討論當中。 關于 EmTech China 2020 全球新興科技峰會的更多信息，敬請期待。

責任編輯：xj

原文標題：19歲手握3個MIT學位，26歲開創(chuàng)光遺傳學時代，這位科學家將“親臨”EmTech China 2020現(xiàn)場

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