19岁手握3个MIT学位26岁开创学遗传学时代这位科学家将“亲临”EmTech China 2020现场

该奖章以奥地利商人 Wilhelm Exner 的名字命名,自 1921 年以来每年都会颁发给那些“以出色的方式直接或间接地促进经济发展”的科学家、发明家和设计师。 值得一提的是,在过去的获奖者中,包括了 22 位诺贝尔奖得主。

“获得这一奖项,我倍感荣幸。 该奖项不仅认可了我们团队工作对基础科学的影响,还肯定了我们的工作对工业界及新兴世界的价值。 ” Boyden 教授如是说。

Boyden 教授现为麻省理工学院媒体实验室、麦戈文脑科学研究所生物工程与脑科学及认知科学方向教授。 他通过光遗传学、扩展显微镜(expansion microscopy,通过让被观察的物体膨胀,生物学家甚至可以用普通显微镜看到分子级别的脑部细节)等,改变了神经科学。

2004 年夏天的一个夜晚,对还是斯坦福博士生的 Edward Boyden 来说,是惊喜的一夜: 当时,他将一束蓝光打到了转基因老鼠的一个神经元(大脑中发送和接收信号的细胞)上,然后,这个神经元做出了反应! 仅仅通过光线就能让神经元产生冲动,这让研究人员们对大脑的运作有了前所未有的控制, 也正是这项开创性的实验引领神经科学的发展进入了一个新时代。

与 Edward Boyden 一起合作进行该研究的是 Karl Deisseroth,合作的过程中,Boyden 主要从技术的角度提出自己的观点,而 Deisseroth 则会从医学的角度发表自己的看法。 当然,在利用光刺激神经元的研究方面,他们也不是第一个“吃螃蟹”的人。 事实上,早在 1999 年诺贝尔奖获得者 Francis Crick 就曾猜想,“理论上来说,分子生物学家们可以设计出一种对光线敏感的特殊细胞”。

尽管早有想法,但本世纪初发展起来的一些技术并不是很可靠,就 Boyden 和 Deisseroth 的研究来说,可以被认为是率先成功的典范。 不过,这项技术的成功,也曾遭到质疑。 2005 年初,两位完成论文初稿后,于 4 月开始先后向《科学》、《自然》投稿,但都被无情拒绝。 在不断地努力下,8 月该论文终于在《自然-神经科学》得以发表。 尽管之后陆续有光控神经学的论文面世,但 Boyden 和 Deisseroth 的论文作为开篇之作,早已占得先机,成为推动该领域发展的重要基石。

随后,2007 年,Deisseroth 的实验室成功利用一根植入小脑内的光导纤维,用一道蓝光唤醒了处于嗜睡态(narcoleptic)的小鼠,证明了这项技术在研究大脑功能方面的可行性。

2010 年,光遗传学被《自然- 方法》评为了“年度方法”(Method of the Year); 同年,《科学》杂志在其十年技术回顾中重点强调了这项技术的进展; 2015 年,《自然-神经科学》为纪念光遗传学十周年特地撰文,直言“光遗传学打开了我们梦寐以求的实验之门”。 从发明至今,光遗传学技术早已成为世界各地脑科学实验室的重要工具。

在此之后,Boyden 还在不断进行着相关研究: 设计出了能够抑制神经元活性的光敏蛋白,并且进一步改良了光遗传学激活蛋白,让科学家们可以在大脑中相互独立地控制多种细胞类型; 通过与全息显微镜(holographic microscopy)先驱们的合作,开发出了光遗传学工具,让小群神经元精确产生特定电活动模式,模拟自然神经元回路的动作电位发放等。

对 Boyden 教授来说,其长期目标是“以足够的精确度理解大脑”,为了实现这一目标,其团队希望绘制一张详细的大脑地图。 但这并不容易。 人体中有超过 800 亿个神经元,其中每一个都会产生数千个连接。 要想绘制详细的大脑地图,不仅需要观察大脑的电活动和化学信号,还需要绘制其神经回路的布线图。 如果一旦成为现实,就能打开大脑这个“黑匣子”,帮助科学家找到脑部疾病发生的位置,探索包括焦虑症、抑郁症、老年痴呆、精神分裂等疾病在内的治疗可能。

但你可能想不到,2005 年 Boyden 与 Deisseroth 一起成功发表论文时,他年仅 26 岁。 作为一名学霸,Boyden 的经历对我们来说,就像是拥有着一个“开挂”人生。

1979 年 Boyden 出生于美国德克萨斯州; 8 岁时就对科学表现出了浓厚的兴趣,希望未来能借助科学方法帮自己探知世界,并在其中有所建树; 作为一名“早熟”的学生,Boyden 14 岁进入 美国著名的得克萨斯数学与科学院学习, 后转入麻省理工学院学习物理学和电气工程,19 岁从麻省理工学院毕业时,获得了物理学学士学位、电气工程和计算机科学学士和硕士学位三个学位。 随后又进入斯坦福大学攻读神经科学。

2006 年 9 月,Boyden 离开斯坦福加入麻省理工学院,组建了自己的实验室,领导团队开发用于大脑功能研究的新技术。

2020 年 11 月,这位拥有“开挂”人生的科学家即将登上 EmTech China 2020 的舞台,届时,让我们一起聆听 Edward Boyden 教授为我们带来的精彩分享。

作为全球顶级科技商业杂志《麻省理工科技评论》的著名会议品牌,EmTech 是全球新兴科技领域最具影响力的大规模会议之一。 EmTech 全称是 Emerging Technologies,原意为“新兴科技”,从 1999 年至今的超过 20 年间,EmTech 一直延续着引领全球技术向前的强大创新基因,从实验室到产业,在智慧碰撞的对话与演讲中梳理那些最可能改变世界的新兴科技。

图 EmTech China 全球新兴科技峰会往届现场(来源: 《麻省理工科技评论》中国)

2020 年 11 月 19 – 20 日,第四届 EmTech China 全球新兴科技峰会将在苏州中惠铂尔曼酒店开启。 面对现在这个充满不确定性的全球局势,我们希望通过 EmTech China 2020 为关心最前沿科技发展趋势的观众提供一个近距离接触全球“最强科技大脑”的绝佳机遇。

本届峰会上,我们将围绕“创新引领未来”、“技术驱动下的医疗生态”、“生物医药的无限可能”、“互联世界”、“人工智能‘新基建’”以及“未来基石” 6 大主题展开,紧扣科技发展脉搏,正面应对全球挑战,通过三十余位嘉宾的分享,继续为大家带来最前沿的解读。

目前,EmTech China 2020 的嘉宾邀请还在紧锣密鼓地进行中,我们也将会陆续放出后续的确认嘉宾。

此外,来自中国及全球有潜力改变世界的科研机构、政府、国际组织、企业、金融机构高层与科技工作者们也将共同参与到峰会的讨论当中。

关于 EmTech China 2020 全球新兴科技峰会的更多信息,敬请期待。

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