2020 年 3 月，奧地利企業(yè)家協(xié)會宣布，授予麻省理工學(xué)院神經(jīng)技術(shù) Y. Eva Tan 教授 Edward Boyden 2020 年度 Wilhelm Exner 獎?wù)拢╓ilhelm Exner Medal），以表彰其在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)。

該獎?wù)乱詩W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(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展”的科學(xué)家、發(fā)明家和設(shè)計師。值得一提的是，在過去的獲獎?wù)咧?，包括?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(rèn)可了我們團(tuán)隊工作對基礎(chǔ)科學(xué)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(xué)院媒體實驗室、麥戈文腦科學(xué)研究所生物工程與腦科學(xué)及認(rèn)知科學(xué)方向教授。他通過光遺傳學(xué)、擴(kuò)展顯微鏡（expansion microscopy，通過讓被觀察的物體膨脹，生物學(xué)家甚至可以用普通顯微鏡看到分子級別的腦部細(xì)節(jié)）等，改變了神經(jīng)科學(xué)。

從一束藍(lán)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(dāng)時，他將一束藍(lán)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(xì)胞）上，然后，這個神經(jīng)元做出了反應(yīng)！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(lǐng)神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了一個新時代。

與 Edward Boyden 一起合作進(jìn)行該研究的是 Karl Deisseroth，合作的過程中，Boyden 主要從技術(shù)的角度提出自己的觀點，而 Deisseroth 則會從醫(yī)學(xué)的角度發(fā)表自己的看法。當(dāng)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(xué)家們可以設(shè)計出一種對光線敏感的特殊細(xì)胞”。

盡管早有想法，但本世紀(jì)初發(fā)展起來的一些技術(shù)并不是很可靠，就 Boyden 和 Deisseroth 的研究來說，可以被認(rèn)為是率先成功的典范。不過，這項技術(shù)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(xué)》、《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(xué)》得以發(fā)表。盡管之后陸續(xù)有光控神經(jīng)學(xué)的論文面世，但 Boyden和 Deisseroth 的論文作為開篇之作，早已占得先機(jī)，成為推動該領(lǐng)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(dǎo)纖維，用一道藍(lán)光喚醒了處于嗜睡態(tài)（narcoleptic）的小鼠，證明了這項技術(shù)在研究大腦功能方面的可行性。

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

在此之后，Boyden 還在不斷進(jìn)行著相關(guān)研究：設(shè)計出了能夠抑制神經(jīng)元活性的光敏蛋白，并且進(jìn)一步改良了光遺傳學(xué)激活蛋白，讓科學(xué)家們可以在大腦中相互獨立地控制多種細(xì)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(xué)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(biāo)是“以足夠的精確度理解大腦”，為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，其團(tuán)隊希望繪制一張詳細(xì)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(xì)的大腦地圖，不僅需要觀察大腦的電活動和化學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)表現(xiàn)出了濃厚的興趣，希望未來能借助科學(xué)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(xué)生，Boyden 14 歲進(jìn)入美國著名的得克薩斯數(shù)學(xué)與科學(xué)院學(xué)習(xí)，后轉(zhuǎn)入麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)物理學(xué)和電器工程，19 歲從麻省理工學(xué)院畢業(yè)時，獲得了物理學(xué)學(xué)士學(xué)位、電氣工程和計算機(jī)科學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位三個學(xué)位。隨后又進(jìn)入斯坦福大學(xué)攻讀神經(jīng)科學(xué)。

2006 年 9 月，Boyden 離開斯坦福加入麻省理工學(xué)院，組建了自己的實驗室，領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊開發(fā)用于大腦功能研究的新技術(shù)。

因為在光遺傳學(xué)以及其他技術(shù)開發(fā)方面的突出貢獻(xiàn)，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(xué)獎（Brain Prize）、2016 年美國生命科學(xué)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?wù)拢╓ilhelm 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(xué)院院士和美國科學(xué)院院士。

2020 年 11 月，這位擁有“開掛”人生的科學(xué)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(lǐng)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(lǐng)全球技術(shù)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(guān)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(jī)遇。 本屆峰會上，我們將圍繞“創(chuàng)新引領(lǐng)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(shù)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(yīng)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(jìn)行中，我們也將會陸續(xù)放出后續(xù)的確認(rèn)嘉賓。 此外，來自中國及全球有潛力改變世界的科研機(jī)構(gòu)、政府、國際組織、企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)高層與科技工作者們也將共同參與到峰會的討論當(dāng)中。 關(guān)于 EmTech China 2020 全球新興科技峰會的更多信息，敬請期待。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：19歲手握3個MIT學(xué)位，26歲開創(chuàng)光遺傳學(xué)時代，這位科學(xué)家將“親臨”EmTech China 2020現(xiàn)場

文章出處：【微信公眾號：DeepTech深科技】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。