32 歲 Cell 一作閆榮珍，十年深耕神經(jīng)科學(xué)，她意外發(fā)現(xiàn)：反復(fù)獲勝竟能改變大腦結(jié)構(gòu)

2024 年 10 月，閆榮珍帶著全家在外旅行，手機(jī)推送跳出來(lái) —— 她以一作身份完成的那篇Cell文章上線了。她看了一眼消息，又重新投入和家人的旅行中。

「開(kāi)心肯定是開(kāi)心的，但投稿的時(shí)候?qū)@篇文章已經(jīng)有預(yù)期了，所以也沒(méi)有特別慶祝。」她說(shuō)道，努力多年結(jié)出的果實(shí)，就這樣在平靜和幸福中抵達(dá)了。

這一年，她 32 歲。

從加入紐約大學(xué)林大宇實(shí)驗(yàn)室到這篇Cell發(fā)表，剛好三年。三年里，她搭起了實(shí)驗(yàn)室此前沒(méi)人用過(guò)的技術(shù)平臺(tái)，解開(kāi)了一個(gè)關(guān)鍵機(jī)制問(wèn)題，也在孕晚期繼續(xù)推進(jìn)論文返修，并迎來(lái)了人生中另一場(chǎng)重要轉(zhuǎn)變 —— 成為母親。

往前推 10 年，她直博北大、又赴美做博后，到如今發(fā)表多篇頂刊，那些曾經(jīng)的實(shí)驗(yàn)失敗、疫情停擺、跨方向訓(xùn)練的陣痛，都已經(jīng)被她一寸寸走過(guò)。回望來(lái)路，輕舟已過(guò)萬(wàn)重山。

圖源：dayulinlab

這次學(xué)霸菌有幸和閆榮珍聊了聊她生命里的這十年，和她從神經(jīng)科學(xué)里學(xué)到的一切：經(jīng)歷如何改變大腦，又如何改變一個(gè)人。

一只打贏的小鼠帶來(lái)的啟示

如果選擇現(xiàn)階段的代表作，閆榮珍會(huì)選擇 2024 年的那篇Cell。它像一條分水嶺，一端連著她過(guò)去十年的興趣與積累，另一端則通向她即將獨(dú)立展開(kāi)的研究版圖。

這項(xiàng)研究關(guān)注的是行為學(xué)中的一個(gè)經(jīng)典現(xiàn)象：勝者效應(yīng)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是動(dòng)物在反復(fù)獲勝后，會(huì)更容易發(fā)起攻擊，也更容易再次獲勝。

圖源：Cell

在實(shí)驗(yàn)中，閆榮珍觀察到，一只小鼠在反復(fù)戰(zhàn)勝同一品系的小鼠后，它不僅會(huì)對(duì)原來(lái)的失敗對(duì)手更具攻擊性，即使面對(duì)體型更大、看起來(lái)更難戰(zhàn)勝的對(duì)手，它也會(huì)更主動(dòng)發(fā)起挑戰(zhàn)，甚至可能擊敗明顯更強(qiáng)的對(duì)手。與此同時(shí)，這些「勝者」在陌生場(chǎng)域中更敢探索，睪酮水平和體現(xiàn)優(yōu)勢(shì)地位的尿液蛋白也明顯上升。

也就是說(shuō)，勝利帶來(lái)的改變，并不只是「對(duì)手一出現(xiàn)就更兇」，而是泛化成一種更穩(wěn)定的行為狀態(tài)。它們看起來(lái)更大膽，也更「自信」。閆榮珍猜想，反復(fù)獲勝的經(jīng)歷，已經(jīng)重塑了這些小鼠的大腦。

要驗(yàn)證這個(gè)猜想，她最初有個(gè)樸素的預(yù)期 —— 如果小鼠的攻擊性隨獲勝經(jīng)歷持續(xù)升高，那么相關(guān)神經(jīng)回路里的突觸活動(dòng)也應(yīng)該呈現(xiàn)同步的增強(qiáng)。

但事情沒(méi)這么簡(jiǎn)單。

課題早期，實(shí)驗(yàn)室成員在腦切片記錄中觀察到一個(gè)有些反直覺(jué)的現(xiàn)象：腦切片上記錄與攻擊行為相關(guān)的 VMHvl 神經(jīng)元，發(fā)現(xiàn)其興奮性突觸后電流頻率在最初獲勝的幾天確實(shí)明顯升高，可到了第 10 天，又回落到了普通小鼠的水平，矛盾的是，那時(shí)獲勝小鼠的攻擊行為恰恰處在最穩(wěn)定、最顯著的階段。

「這個(gè)時(shí)候就解釋不通了?！?/strong>她回憶，那是課題中非常頭痛的階段。

「這是一個(gè)異常的結(jié)果，你不能假裝它不存在，只能繼續(xù)去追問(wèn)，這意味著什么？」

經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證和一系列新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，她最終提出了一個(gè)多階段級(jí)聯(lián)反應(yīng)的模型：VMHvl 接收的興奮性輸入主要有兩個(gè)來(lái)源，一是來(lái)自后杏仁核的長(zhǎng)程投射，二是 VMHvl 內(nèi)部細(xì)胞之間的局部連接。

在反復(fù)獲勝的早期，勝利首先增強(qiáng)后杏仁核到 VMHvl 的遠(yuǎn)距離興奮性輸入；隨后，VMHvl 內(nèi)部細(xì)胞產(chǎn)生大量局部新生連接。這些連接在第 1 到第 5 天達(dá)到峰值，到第 10 天明顯消退。但在這兩個(gè)階段的突觸重塑之后，VMHvl 神經(jīng)元自身的興奮性已經(jīng)被提高了。

換句話說(shuō)，最初的勝利像一次火光，點(diǎn)燃了回路；在反復(fù)點(diǎn)燃后，神經(jīng)元本身被改變了，「高攻擊狀態(tài)」被保留下來(lái)。

圖源：Cell

「行為是由大腦決定的，但是行為帶來(lái)的反饋，也會(huì)反過(guò)來(lái)重塑大腦」閆榮珍說(shuō)道，這也是這項(xiàng)工作的核心意義。它揭示了重復(fù)經(jīng)歷如何從短暫的突觸變化，逐漸變成穩(wěn)定的細(xì)胞狀態(tài)，最后固定為一種行為傾向。

痛苦帶來(lái)改變

完成這篇Cell的過(guò)程中，閆榮珍突然意識(shí)到 ——過(guò)去十年她繞來(lái)繞去，其實(shí)都在問(wèn)同一個(gè)問(wèn)題：行為和經(jīng)歷，是怎么重塑大腦的？

2014 年，她直博到北大周強(qiáng)老師的課題組，博士階段，她研究前額葉如何編碼恐懼與安全環(huán)境。她發(fā)現(xiàn)，小鼠前額葉里有一群神經(jīng)元會(huì)在它進(jìn)出「家籠」時(shí)改變放電模式：熟悉的環(huán)境激發(fā)了一種安全信號(hào)。

隨后，她的研究進(jìn)一步聚焦于條件性恐懼和安全學(xué)習(xí)中的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制，尤其是當(dāng)動(dòng)物學(xué)會(huì)某一線索預(yù)示「危險(xiǎn)不會(huì)發(fā)生」時(shí)，大腦如何主動(dòng)抑制已經(jīng)形成的恐懼反應(yīng)。

在 2019 年發(fā)表于PNAS的工作中，她發(fā)現(xiàn)，來(lái)自腹側(cè)被蓋區(qū)（VTA）的多巴胺信號(hào)，可以作用于前額葉皮層中的 parvalbumin 陽(yáng)性抑制性神經(jīng)元，驅(qū)動(dòng)條件性抑制過(guò)程，從而幫助動(dòng)物在安全線索出現(xiàn)時(shí)壓制恐懼表達(dá)。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓她開(kāi)始更清楚地意識(shí)到：恐懼并不是簡(jiǎn)單地被「遺忘」，安全也不是被動(dòng)地恢復(fù)平靜。所謂「安全感」，同樣是一種被經(jīng)驗(yàn)塑造出來(lái)的神經(jīng)狀態(tài)。新的經(jīng)歷進(jìn)入大腦，改寫了原有的反應(yīng)模式。

閆榮珍與博導(dǎo)周強(qiáng)

2019 年她到匹茲堡黃焱華課題組做博后，參與一個(gè)圍繞「成癮/可卡因?qū)で笮袨榕c睡眠」的課題，這段經(jīng)歷雖然短暫，又被疫情打斷，但為她補(bǔ)上了后來(lái)做Cell文章最關(guān)鍵的一塊能力：用電生理深入分析突觸和細(xì)胞的機(jī)制。

來(lái)到林大宇實(shí)驗(yàn)室后，她的研究對(duì)象轉(zhuǎn)向攻擊、失敗、勝利、回避等社會(huì)行為。也正是在這個(gè)階段，林大宇實(shí)驗(yàn)室的研究范式也逐漸從「哪個(gè)腦區(qū)控制某種行為」，轉(zhuǎn)向「當(dāng)行為被經(jīng)歷改變時(shí)，這條回路本身如何改變」。

除了自己主導(dǎo)的「勝者效應(yīng)」研究，閆榮珍還參與了多個(gè)相關(guān)方向：一次失敗如何讓小鼠長(zhǎng)期回避攻擊者，包括上個(gè)月剛剛上線的Nature—— 母鼠為什么會(huì)在哺乳期變得更具攻擊性以保護(hù)幼崽。

這些課題看起來(lái)對(duì)應(yīng)著不同的行為：可以是勝利后的攻擊，可以是壓力后的退縮，也可以是創(chuàng)傷后的警覺(jué)，但它們最終都指向同一個(gè)問(wèn)題 ——

經(jīng)歷會(huì)重塑大腦，而被改變的大腦，又會(huì)影響個(gè)體之后如何經(jīng)歷新的世界。

在林大宇實(shí)驗(yàn)室時(shí)的閆榮珍

這一點(diǎn)閆榮珍自己也深有體會(huì)，在完成這篇Cell工作時(shí)，有一次，她把攢了兩三個(gè)月的老鼠蛋白樣品放到搖床上，卻因?yàn)闆](méi)有注意到那臺(tái)設(shè)備會(huì)升溫，導(dǎo)致所有樣品全部報(bào)廢。

「那種痛苦的感受，我現(xiàn)在都還記得。」她說(shuō)，「但正是因?yàn)槟菚r(shí)候的情緒太痛了，才會(huì)想辦法去避免它發(fā)生?！?/p>

現(xiàn)在，她做實(shí)驗(yàn)至少留兩到三個(gè)備份，這個(gè)沒(méi)有寫進(jìn)論文里的失敗經(jīng)歷，重塑了她的科研習(xí)慣。

往前走，別回頭

如果把時(shí)間尺度拉得更長(zhǎng)，閆榮珍自己的人生，似乎也在印證「重塑」這件事。

博士階段，導(dǎo)師周強(qiáng)給了她充分自由探索的空間。不過(guò)自由的另一面，是她很早就必須學(xué)會(huì)自己「handle」課題 —— 自己推進(jìn)實(shí)驗(yàn)，自己承擔(dān)選擇帶來(lái)的不確定性。

但這種訓(xùn)練反而塑造了她獨(dú)立的科研方式：從一個(gè)現(xiàn)象追問(wèn)，在不斷追問(wèn)中發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，并主動(dòng)把課題延展到自己真正感興趣的方向。

閆榮珍博士畢業(yè)時(shí)

后來(lái)到匹茲堡做博后，疫情讓一切停擺。她說(shuō)，那是她職業(yè)生涯里很難熬的一段。

痛苦再次推向改變。她白天做實(shí)驗(yàn)，晚上投簡(jiǎn)歷，最終來(lái)到紐約大學(xué)林大宇課題組，因?yàn)槊嬖嚂r(shí)林大宇提到，自己的研究興趣開(kāi)始轉(zhuǎn)向「神經(jīng)元在反復(fù)經(jīng)歷后如何變化」—— 這恰好也是閆榮珍最想追問(wèn)的問(wèn)題。

而在 NYU 之后，一次更重要的重塑，來(lái)自成為母親。閆榮珍說(shuō)，在有孩子以前，她是一個(gè)特別喜歡計(jì)劃一切的人，而孩子的到來(lái)，反而讓她對(duì)計(jì)劃外的事有了很大的包容度，也開(kāi)始相信「計(jì)劃外的美好」。

另一個(gè)更明顯的變化，是她變得更加柔和，很多事都不再糾結(jié)和計(jì)較了。

生活照

這種柔和，也進(jìn)入了她之后想研究的問(wèn)題里 ——

她開(kāi)始關(guān)心，那些在打架中，反復(fù)經(jīng)歷失敗的「輸家」面臨什么樣的改變？是否會(huì)造成泛化的社會(huì)回避？甚至導(dǎo)致焦慮、抑郁等疾?。咳绻诖鞌≈屑尤肷鐣?huì)支持，它們會(huì)不會(huì)更容易恢復(fù)？

這個(gè)問(wèn)題延續(xù)了她一直以來(lái)的主線。只是這一次，她關(guān)注那些更溫柔的敘事，正是一次次境遇的改變，塑造了她，也塑造了她獨(dú)特的學(xué)術(shù)品位。

恐懼驅(qū)動(dòng)，還是愛(ài)驅(qū)動(dòng)

進(jìn)入神經(jīng)科學(xué)，對(duì)閆榮珍來(lái)說(shuō)一開(kāi)始也有些誤打誤撞。但在博士階段，她第一次親眼看見(jiàn)在特定的行為刺激下，神經(jīng)元就會(huì)發(fā)出電信號(hào)，黑暗中的大腦被點(diǎn)亮，那一刻屏幕前的她也被點(diǎn)亮 ——「以前總覺(jué)得大腦很神奇，沒(méi)想到它的活動(dòng)就這么直觀地呈現(xiàn)在面前?！?/strong>

十多年后，這個(gè)畫面仍然深深印在她的腦海，也就是那個(gè)瞬間，讓她做神經(jīng)科學(xué)的心堅(jiān)定下來(lái)，也陪她度過(guò)了后來(lái)無(wú)數(shù)個(gè)實(shí)驗(yàn)失敗的失意日子。

她認(rèn)為，科研是一個(gè)周期很長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)很高、外部回報(bào)未必豐厚的職業(yè)。一個(gè)人從二十多歲開(kāi)始，要把至少十年的時(shí)間投入到實(shí)驗(yàn)室，而這十年其實(shí)也是一個(gè)人最美好的青春年華。

因此，真正支撐一個(gè)人走下去的，不能只是「我要讀博」「我要發(fā)文章」這樣抽象的目標(biāo)。需要找到一個(gè)自己真的覺(jué)得有意思的問(wèn)題。哪怕它不能立刻出結(jié)果，至少能讓你在一次次受挫中，仍然愿意回到它面前。

「你起碼要知道，在解決那些問(wèn)題時(shí)，驅(qū)動(dòng)你的是壓力和恐懼，還是好奇心和愛(ài)」她說(shuō)，「如果是前者，那這種模式是很難持久的?！?/p>

「當(dāng)然，一個(gè)能滋養(yǎng)你的環(huán)境，以及評(píng)估自己是否有承受科研不確定性的韌性，同樣重要。」她補(bǔ)充道。

閆榮珍說(shuō)自己是活在現(xiàn)在和未來(lái)的人，不喜歡總是回望過(guò)去。這種快速 move on 的能力讓她沒(méi)有被過(guò)去困在原地，不過(guò)那些經(jīng)歷過(guò)的勝利、失敗、痛苦和愛(ài)，早已悄悄長(zhǎng)成新的神經(jīng)元 ——

帶著她，繼續(xù)進(jìn)入下一段人生。

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