李莹：揭开大脑“清道夫”的另一面

李莹在实验室 李莹供图

　　在自然界，大多数哺乳动物都能处理各种社会信息，产生交配、打斗、育儿、捕食以及逃跑等社会行为。大脑是如何对各类社会信息进行编码的？这是李莹在寻找的答案。

　　见到李莹时，她正拄着双拐。前段时间，她打羽毛球伤了膝盖，刚做完手术。虽然行动不便，但在工作日，她还像往常一样，驱车十几公里，到位于北京市昌平区科学园路的北京脑科学与类脑研究中心上班，那里有她的实验室、博士生，当然，还有很多等着她去挑战的难题。

　　在自然界，大多数哺乳动物都能处理各种社会信息，产生交配、打斗、育儿、捕食以及逃跑等社会行为。大脑是如何对各类社会信息进行编码的？这是李莹在寻找的答案。

　　寻找之旅不平坦，会有困难，亦会有跌倒，但李莹不畏惧。

　　“我讨厌‘困扰’这个词，因为‘扰’就好像被什么东西缠住了，想要摆脱掉。我更喜欢‘挑战’这个词，它很积极，困难都是可以克服的。”采访当日，李莹对科技日报记者说。

　　对大脑“一见钟情”

　　2003年9月，李莹成为南京大学生命科学学院的一名本科生。当时，李莹的同学多数都选了植物学、动物学等方向，她却选了相对小众的生理学。

　　在第一堂神经解剖课上，李莹头一次看到大脑切片，并被它深深吸引。大脑分左、右两个半球，它们表面有很多下凹的沟，沟之间有隆起的回。看着眼前的大脑切片，李莹慨叹道：“漂亮！像迷宫一样迷人。”

　　不仅是结构，大脑的颜色也让18岁的李莹着迷。“在没有染色的情况下，灰质真的是灰色的，白质也是白色的，黑质是暗的……这些命名真有意思。”她说。

　　最令李莹感到神奇的，是大脑的这些部分与人类的意识、情感、行为的密切关系。“当时我就在想，大脑为什么会思考？”她回忆道。

　　好奇心被点燃，李莹一头扎进了神经生物学的海洋。大三暑假，她来到中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所实习。“那里氛围很自由，我第一次感受到做科研是什么。”李莹说。

　　为了完成本科毕业设计，2006年李莹再次来到中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所，跟着该所研究员杜久林学习。

　　在杜久林的记忆里，李莹胆子很大。“多数人偏向于做风险较小的研究，或者看别人做了什么就跟着做，这样容易出成果，但缺少原创性和开拓性。可李莹不是，她胆子很大，不害怕未知。她本科到我实验室进行暑假实习时，我就想把她留下。”杜久林说。

　　轻松掌握高难技术

　　2007年，李莹成为杜久林的“入室弟子”。

　　当时，杜久林团队正在以斑马鱼为模式动物，开展神经功能方面的研究。斑马鱼身长3厘米到4厘米，全身布满多条深蓝色纵纹，成群游动时如奔驰的斑马群。

　　在早期，斑马鱼主要被用于发育生物学研究领域，鲜被用于脑功能研究领域。但在神经学研究中，斑马鱼作为模式动物有两个突出的优势：一是幼鱼透明，可以用注射荧光染料或转基因的方法，通过成像实时观察其神经系统的活动；二是可以在清醒的斑马鱼身上，利用电生理技术，记录斑马鱼神经元的电活动。

　　小鼠的神经元细胞直径约为5微米，电极直径约为1微米。在显微镜下，用电极尖端吸住细胞，然后形成全细胞记录，这是电生理技术的基本功。

　　而斑马鱼神经元细胞体积大概是小鼠神经元细胞体积的1/50，操作起来难度很大。能干净利落地吸住细胞就很厉害了，还要长时间保持稳定状态，更难。目前，在国际上也没有多少人能熟练掌握这项技术，但当时李莹很快就学会了。

　　解决了这个难题，李莹又奔向了下一个。

　　小胶质细胞被誉为脑中“清道夫”，是中枢神经系统中的免疫细胞。除了免疫功能，小胶质细胞还具有生理功能吗？李莹一头扎进这个无人问津的课题。

　　这个课题就像团迷雾，看不清去路，但胆大的李莹勇敢上路。她要做没人做的事，她坚信只要用正确的方法，一定能有突破。

　　无数次尝试后，李莹发现，小胶质细胞不仅具有免疫功能，还有调节神经互动的生理功能。

　　然而，研究成果却迟迟未能发表。一次次审稿被拒后，李莹想过放弃。她跟导师请假，一个人旅游散心。

　　短暂休整后，李莹继续完善数据、反复修改文章。2012年12月，相关研究成果发表在《发育细胞》杂志上，如今有关内容被引超过300次。今年9月，《自然》杂志刊发的一项研究，正是基于李莹8年前的成果。

　　“这件事，让我懂得了什么叫解决问题、什么叫坚持下去。”李莹回忆道。

　　调整研究重心再出发

　　发表文章的喜悦，并未持续多久，因为李莹的兴趣并不在此。“我还是对生物如何产生思维、情感、行为更感兴趣。我想知道，在自由活动的情况下，生物神经是如何活动的？”她说。

　　在一次学术会议上，美国斯坦福大学教授马克·施尼策分享了一项技术——把重约2克的小显微镜戴在小鼠脑袋上，可以直接看见小鼠在自由运动状态下的神经活动！

　　这引起了李莹极大的兴趣，报告结束后，她问了马克·施尼策很多问题。

　　疑问在生长，机会悄然降临。在一次学术会议上，李莹遇到了美国科学院院士、哈佛大学分子与生物系系主任卡特琳·迪拉克教授。

　　李莹毛遂自荐，想要进入卡特琳·迪拉克的实验室团队，研究生物社交行为。在和卡特琳·迪拉克面谈时，李莹提到了她与马克·施尼策的面谈内容。没想到，卡特琳·迪拉克也认识马克·施尼策，这交谈竟成了三人合作的开端。

　　2013年，李莹加入哈佛大学分子与生物学系卡特琳·迪拉克团队。不过，在正式开展研究前，她先去马克·施尼策的实验室学习了头戴式显微镜成像技术，学习如何在小鼠深部脑区做手术。

　　大约2个月后，李莹回到哈佛大学。在位于地下室的动物房，26岁的李莹用大约15平方米的空间，搭建起自己独立的实验平台。

　　小鼠自由运动时，它与社交相关的脑区是怎么工作的？为了搞清楚这个问题，李莹把直径约为0.85毫米的圆柱形透镜，插进小鼠深约5毫米的脑区里，再给小鼠戴上重约2克的显微镜，通过显微镜直接观察小鼠脑区的工作情况。

　　李莹性子急，几天没出新东西，就觉得效率低。透镜插过头、插入位置不对、小鼠死掉……手术失败了很多次。

　　那段时间，李莹是孤独的，陪伴她的是自我鼓励和坚定的信念。“当时，世界上没人做成功过，我们的成功率能达到10%，就已是飞跃。”她说。

　　耗时2年多，在给上百只老鼠做手术后，李莹首次利用头戴式微型显微镜成像技术，在自由运动的小鼠中记录了影响动物本能社会行为的重要脑区——内侧杏仁核的钙信号。此外，她还发现神经肽——催产素在雄性小鼠区分雌雄信息时起关键作用，而对雌性小鼠区分不同社会信息没有显著影响。

　　就当旁人以为，李莹会沿着这条路走下去时，她却选择更换赛道、重新开始。

　　2019年，李莹回国，进入北京脑科学和类脑研究中心，她再次调整了研究重心。“她无所畏惧、喜欢挑战，只有在高难度课题中，才能找到自我价值。”杜久林说。

　　10多年了，在杜久林的实验室里，还放着李莹在羽毛球比赛中夺得的冠军奖杯。“她很厉害哦，打羽毛球能把男生干倒那种。”杜久林对记者说。(实习记者代小佩)