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　　鲁白

　　他以为，阴阳学说只是东方哲学的一部分。中国传统文化比拟强调剂体接洽，察看客观世界时往往从总体角度来看，重视各个系统之间的接洽，是一种横向的思路；而西方的文化思想往往偏向于集中研究某一假说，研究一种特定事件产生的原因和可能机制，是一种纵向的思路。 鲁白充斥信心肠预言，经过了几十年细节性的具体机制研究，现代科研Zui近的偏向是把事情放到体系的角度来对待。东方法的整体接洽型思路和西方法的机制研究相联合，在科研范畴将具有光亮的发展远景。 朱学良研究员为美国细胞生物学会50周年专题撰写文章

　　朱学良

　　编者按:为庆贺美国细胞生物学会(ASCB)成立50周年，其会刊《细胞分子生物学》（Molecular Biology of the Cell）在11月出版的第21卷22期特殊设立50周年专题，邀请Bruce Alberts等学者以随笔的方法展看细胞生物学的未来50年。中科院上海生科院生化与细胞所研究员朱学良作为该杂志中国大陆的副主编，也受邀撰写了一篇短文。

　　朱学良的文章题为《在细胞生物学中看见阴和阳》（Seeing the Yin and Yang in Cell Biology）。文中扼要讨论了东方重视整体和西方重视剖析的哲学观与人们对细胞这一复杂生命根本单元的认识的关系，并就活细胞显微术这一从整体上研究细胞生命运动的技术的发展及趋势进行了先容和展看。

　　细胞是组成生物的根本单元。它们在外形、内部结构、应对环境信号、功能等方面都具有极强的弹性。基于这些可塑性和多样性，它们可以单独形成单细胞生物，或组合起来形成多细胞生物，并以此来支撑地球上所有生命的繁衍生息。因此，自从细胞在300多年前随同显微镜的发现而被发现以来，它们的运转机制就一直是个重大的科学问题。

　　有趣的是，古代中国人在2000多年前似乎就能够通过阴和阳这样的简略概念来说明性命。阴和阳指两种性质相反但却既相互依附又能相互转化的力气，就如有名的太极图所展现的那样。人们认为是阴和阳的相互作用保持了性命的动态平衡。这种观念，用现今的说法就是庞杂系统中的正、负反馈或调节网络，也成为了中医的基本。

　　由于几乎所有动态的性命变更都可用阴阳理论来说明，因此古人们并不热情于深刻摸索其中的具体机制。直到近代，得益于把庞杂体系不断拆分成越来越细微的组分的西方剖析方式，有关细胞的组织构造和行使功效的机理等方面的知识才得到敏捷的积聚。尽管如此，如何把来自于单个部件的信息组装成活细胞的完全图像，还是件颇有挑衅性的工作。

　　活细胞荧光显微术看起来则可以很好地统筹东方和西方哲学观。应用这项技术能够直接察看活细胞的内部运动，因此比起在试管中或利用固定液处置后的逝世细胞所进行的研究而言有其奇特的上风。

　　在获取活细胞影像的装备和方式方面，人类已经取得了长足提高。已有一批荧光蛋白质、荧光色素和荧光探针可以作为标志物来应用，而转盘式激光共聚焦显微镜或其他激光共聚焦显微镜则能供给很不错的时空分辩率。近来在超高辨别率显微镜方面的进展甚至使得缩时荧光显微术可在纳米程度进行，因此这类技巧无疑能大大增进人们对细胞的认识。

　　未来这些技术可能还会持续发展，以发生出更多的检测办法，并到达更高的时空辨别率。斟酌到细胞内有数目宏大、种类繁多的生物分子在工作，而且很多分子的拷贝数低，一个艰苦的挑衅将是如何大力晋升荧光检测的敏锐度和检测通道的数目。

　　那些能够被同一种单色光激发出不同波长荧光的荧光色素，比如说量子点，只须要一套滤色片就能被观测到，因此可以极大地增添检测速率和可同时监测的靶分子的种类。有人还提出，把不同的量子点组合起来就可以如条形码一样标志大批的生物分子。

　　但是像量子点这样的荧光色素须要在体外条件下才干标志蛋白质等生物分子并须在应用时重新引入细胞，而且难以区分荧光信号是来自于完全的还是降解的外源蛋白质，甚至是单独的荧光分子，因此在高通量利用中实际上艰苦重重。

　　另一方面，尽管应用由基因编码的荧光蛋白质会在很大水平上战胜上述毛病，但目前荧光蛋白质的种类还未几，而且不同的荧光蛋白质无法用同一种单色光来激发。

　　活细胞显微术要是能通过具有埃辨别率（1纳米即是10埃）的“显埃镜”直接区分不同的生物分子并在分子水平进行真正的“无损害性”丈量，那该多好。尽管我们还需等候才干知道这样的美梦能否成真，但愿望这种系统能在今后的50年中面世。这样我们就能详尽地摸索储藏于细胞生物学中的各种动态的阴阳变更了。

　　刘国松：抗衡“衰老”的海归科学家

　　刘国松，清华大学医学院学习和记忆研究中心主任，美国得州大学奥斯汀分校兼职教授。2005年7月进选清华大学“百人打算”、长江学者特聘教授，受聘于清华大学医学院担负教授、博导。2006年获国家自然科学基金委重大项目支撑和国度“973”项目支撑。其试验室目前重要研究方向为：神经系统可塑性和神经体系网络形成及优化的研究；学习与记忆的基础原理研究及加强记忆和抗脑朽迈的新药开发。

　　在约访电话中，快人快语的刘国松直言不讳：“我不太爱好接收采访。”记者阐明是为清华大学百年校庆而来，他才答应了我们的采访邀请。

　　“下午四点半。进清华大学西北门，向南直行100米右手边的棕红色医学大楼。”刘国松以科学家的准确，告知记者会晤的时光和地点。在一个普通工作日的下午，记者前往清华大学医学院访问了这位低调的国际有名神经生物学家。

　　游子归来

　　商定的会晤房间，是其担负主任的学习和记忆研究中心实验室。采访前，记者曾从“水木清华”论坛上看到这样的描写：“清华大学医学院学习和记忆研究中心，是由国际有名神经生物学专家刘国松教授将他在美国麻省理工学院（MIT）的学习和记忆实验室平移到清华树立的。”

　　这篇招收博士生前来刘国松试验室深造研究的帖子，宣布时光为2005年9月。在此之前两个月，刘国松进选清华大学“百人打算”，受聘为长江学者特聘教授担负医学院教授、博导。

　　他停止了自己在美国长达近20年的科研生涯，在其事业顶峰期怀揣着新的幻想回到中国。

　　在走进清华这所国内顶尖大学就职之前，他在海外的科研生活让人艳羡。1985年至1993年，历经美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）神经生理专业博士，UCLA生理科学系神经生理专业博士后、研究助理教授；1993年至1996年，斯坦福大学分子生物和细胞生理系神经生理专业博士后；1996年至2005年，先后任MIT大脑和认知科学系、生物系助理教授，Picower学习和记忆中心研究员，大脑和认知科学系、生物系副教授。而在2005年，又受聘为得克萨斯大学奥斯汀分校学习与记忆研究中心的兼职正教授。

　　休闲衬衫配牛仔裤，刘国松以经典的“美国式科研人”形象呈现在记者眼前。没有过剩的冷暄，他直奔主题打开了话匣子，聊起归国五年的领会和感受。

　　对未知的酷爱

　　忙碌，是刘国松对国内科学界气氛的第一评价。刘国松在这五年学会了给自己的工作“做减法”，他选择婉拒了不少学术以外的行政职务，他说这样才保证了有充分的时光潜心于他酷爱的科研。

　　“不愿与媒体打交道，也是我‘减法’原则中的一条，”刘国松半开玩笑地说，随后，他向记者论述着自己尽量阔别媒体的因由，“科学家的工作是应用其科研成果给人类谋福利，媒体的宣扬恰当即可。”

　　曾有媒体邀请主攻抗衰老研究的刘国松讲授“科学养生”，他开玩笑说自己的研究还真有点像“做养生”，但究竟在事实上是深邃的科学研究，大部分公众都很刺耳懂，因此谢绝了上电视亮相。

　　在刘国松看来，做科学一定只是由于对科学充斥酷爱。选择科学途径，必定是因为感到科学本身非常有意思，是打心底里爱好科研。他跟自己的学生讲，假如把科学研究当做营生的工作，那必定很艰巨，它并不是一份好工作。假如不是真爱好科学本身，那还是早些分开这个范畴为好。

　　“能够懂得未知的事情我们就很愉快。科学是为有摸索精力的人筹备的。”刘国松以为做一名真正的科学家实在很单纯，就是要热爱自己感兴致的科学本身。

　　实验室是刘国松不曾分开的前线，他说要发明问题，就必定要身处Zui原始的地位。采访中，他给记者讲了一个小故事：有一个七十多岁的诺贝尔奖得主，晚上穿着睡衣往给试验室的果蝇换食品。

　　刘国松想用这个故事告知记者，一流的科学家必定是亲身站在实验室里动手的人。

　　从细胞到大脑

　　钻在实验室里阔别媒体的刘国松，却让全世界媒体都聚焦在了他的科研结果上。

　　2010年1月，实在验室团队所发文章“镁离子可加强大脑学习与记忆功能”发表在世界神经科学范畴一流学术期刊Neuron（《神经元》）上。由于该研究“首次揭示了镁离子作为一种细胞内含量Zui高的二价金属离子对保持大脑学习与记忆功效的主要调节作用，并提醒弥补镁离子可能成为预防和治疗脑衰老疾病的主要道路”而受到国际社会普遍关注。英国、美国、德国、法国等世界各大报刊及国内媒体争相报道，先后被近2万个国际网站转载。

　　由于受到神经科学界的高度关注，2011年1月，生物学界顶级期刊Cell（《细胞》）将该文章列为2010年度Zui受注视论文（Highlights of 2010）。

　　刘国松说那篇论文的研究工作大概花了6年时间，而研究的众多基础则与20多年来的积聚和探索密不可分。

　　缭绕神经科学20年的研究过程中，他Zui初并没有想到今天会主攻“学习和记忆”以及抗衰老问题。在美国的多年研究中，他集中关注“神经突触的密度问题”，逐渐在细胞层次上发现了用药物调节突触可塑性的道路，并完成了大部分理论工作。

　　“研究突触时，没有任何的功利想法，没有想过它有什么用。而且当时也没有感到有什么了不起。”刘国松回想道，“而研讨完突触密度之后，我忽然发明要害脑区的突触密度是把持认知功效的主要基本。”

　　其奇妙在于，大脑朽迈以及智商的核心实质正是“突触问题”，老年痴呆的重要表示是突触密度的降落。就这样，一个神经生物学家凭借“独门秘笈”闯进了研讨学习、记忆与认知的领地。

　　刘国松将这一改变形容为“顿悟”，于是，窗户打开了，外面是更加出色的世界。他自然将自己的研究触角从分子伸向了大脑。研究也逐渐横跨数学、物理、化学、工程、心理、分子生物等众多领域。

　　刘国松固然是一名隧道的生物学家，但他却自学了盘算机语言、电子电路等方面的工程技巧，并致力于将这些工程技巧方式和思路利用于生物学研究。

　　在MIT工作期间，他独自完成了对神经网络中突触盘算特征的研究工作，提出神经系统的信号处置方式与计算机Zui大的不同在于：神经系统对信息的处置具有“三进制特征”，不仅有0和1信号，同时还有-1信号，文章发表在《自然—神经科学》上后，不仅引起了神经学界的关注，还引起了盘算机学界的普遍注意，《科学》杂志还专门撰文先容该研究成果。他还曾领导MIT的研究生，将计算机科学技术运用到神经科学的研究中，应用印刷线路板的工程学办法研究了大脑中海马神经元突触强度的自稳态现象。该研究成果在2007年被《科学》杂志高度评价。

　　“如何让一个人在一生中都保持较高的认知功能程度，解决老年痴呆等脑衰老问题？”刘国松说这才是他终极关怀的主流问题，其他只是这条“大河”的“支流”。抗衰老的研究之所以引起全球的注意，是由于人类面临着日益严格的老龄化社会问题。

　　小目标，大宇宙

　　抗朽迈研究取得的重大进展，在刘国松看来只是他的全体关于认知方面研究工作的第一个利用。目前，他正携团队尽力推进其研发的抗脑衰老新药在美国、德国等国进行人体临床实验，以证实该新药抗衡脑衰老的临床后果。“将来可能还会延长至抑郁症治疗和延伸寿命方面的研讨。”刘国松说。

　　刘国松的研究涉及非常普遍的学科领域，期间是否遭受过瓶颈期？采访中他绝不迟疑地告知记者，只有过一些摇摆，但从没有长时间的艰苦期。究其原因，他说那是因为自己的目的从来都是“从小到大”。

　　“当时在MIT我研究的是分子，往前一点是在研究记忆，已经感到是很大的事情了。但Zui近才发现，记忆只是全部认知的一小部分。也就是在这半年，我才认识到将接近解决认知的Zui基础问题。”刘国松先容着自己的目的如何一步步由小变大，他向记者说明道，“我没有在你这个年事就想到要解决复杂的认知问题。我给自己立的目标从来都很小，但是始终稳扎稳打，研究目标也随着研究的进展不断水涨船高。”

　　回忆起来，刘国松以为目前所有工作的基本，是17年前奠定的。那时，在斯坦福大学做博士后的他进行了他研究生活中关于突触密度调节的第一次实验，而17年后的今天，他树立起了突触密度调节的庞杂理论框架。他眼中的科学研究，随机性远远大于打算性，因此必需要随时调剂自己，终极通向更为远大的目的。

　　种一棵“传统”之树

　　在海外20余年的科研生活，为何在职业“壮年期”选择回国？这也许是刘国松多次与人谈起的话题。

　　在MIT时，刘国松已经发明了一种抗衰老的化合物，研究进进到须要做大批动物实验的阶段。经过斟酌，他认为这些实验在中国做和在美国做并不会有太大差异，在国内也许还可以做得更好。能够持续作世界前沿的科学研究，是刘国松回国的Zui基础请求。

　　“我们这一代回国的科学家，真正想做到的，是愿望种一棵树。而这棵树，则是精良的科研传统。”刘国松道出了他选择回国时，Zui为急切的等待。他盼望在这棵树上，让清华大学的年青学子在本土结出果实，取得真正能够与世界一流大学竞争的结果。这是他眼中的海归科学家Zui需要完成的使命。

　　发源于西方的现代科学，在二百多年的发展中形成了成熟的科研机制和构造。海回科学家刘国松说他担当的义务之一，就是在学校的一个院系里面树立起公道而有效的科研构造，形成得以生根发芽的科研传统。

　　除此之外，刘国松愿望做到的第二件事，是对整体的中国科研体制有所贡献。与海外科技发达国度相比，我们的科研系统还在探索之中，刘国松盼望回国后能对理顺系统有所辅助。

　　“MIT在历史上出了很多优良成果，这阐明它确定有其先进的处所。老科学家故往，新颖血液进来，交替中一直秉持着自己的传统。这就是我们要虚心学习的处所。”刘国松认为那些带着“幻想主义”归来的科学家们，都会有这样的等待，他们所寻求的是如何让我们自己的科研系统更有序，更有效。就这么简略。

　　对于自己的科研，刘国松说他还是立足在自己的实验室，集中精神做出抗衰老的药，“我不寻求表面的名利，做出这个药，将是历史性的显微镜。由于，自己的科研结果能够造福人类，是科学家莫大的声誉”。

　　在清华大学百年校庆之际，刘国松盼望能向着其当初回国时的“幻想”持续迈进。他信任，在自己的科研不断取得新进展的同时，我们国度的科研程度也会发展得更快，也可以做得更好。


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