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技术达人
凯丽·史密斯
卡尔·戴瑟罗斯每次用一种技术在大脑科学上烙下自己的印记。
2004年，神经科学家卡尔·戴瑟罗斯搬进了他的第1个实验室，位于加利福尼亚州斯坦福大学的地下室。他发现这里的前任租客大有来头，是诺贝尔奖获得者物理学家朱棣文。戴瑟罗斯说：“我搬进来的时候他的名字还挂在门上。”朱棣文的名头也让他得了好处。学化学的张锋过来找朱棣文，戴瑟罗斯说服他留在了实验室。“我想他不知道我是谁，但他有足够的兴趣。”
戴瑟罗斯自己本人在科学界就是个牛人。他有两项拳头技术，可以让研究人员展示大脑内错综复杂的回路是如何创建各种行为模式的。他说，这些方法的研发源于自己想知道精神疾病发病机制的愿望，而满足该愿望的技术无处可寻。他说：“为了在这些领域取得基础研究的进展，我不得不花时间来研发新工具。这一点非常清楚。”
他语气舒缓、举止悠闲，完全掩饰了他实验室研究的技术给神经科学界带来的狂热。首先是光遗传学，将从藻类提取的光敏蛋白植入神经细胞，让研究人员通过光来控制细胞的开启和关闭。世界各国的科学家们开始使用这种光遗传技术进行研究和探索，从神经元亚型的功能到抑郁症或自闭症患者大脑回路的改变全都囊括在内。
现在，在发表了一种名为“透明”的技术后，他的实验室正在迎来又一次巅峰。这种技术通过化学处理将整个大脑变得透明，使研究人员能够仔细观察大脑的三维结构。这可以帮助研究人员将大脑的功能与其相应的结构联系起来。
掌控技术
神经解剖学家钱永佑是戴瑟罗斯在斯坦福大学的博士生导师。钱永佑第一次见到戴瑟罗斯时就对他的决心印象深刻。钱永佑回忆说：“那是一次不寻常的邂逅：戴瑟罗斯来面试，然后他羞涩地告诉我，他来斯坦福大学是因为想和我一起工作。”那是1993年，钱永佑的实验室人满为患，但戴瑟罗斯很坚持且很有说服力。作为攻读博士和医学博士学位联合培养项目的一部分，他开始关注神经元的钙通道。2000年，他继续这方面的研究，并且得到了一个多面手任命：一是在斯坦福大学的神经科学家罗伯特·马兰卡的实验室做博士后；二是在思考了一阵是否从事神经外科之后，在斯坦福大学医学院精神病科当住院医生。
戴瑟罗斯说：“当我在精神病科轮转培训的时候，一切都变了。一个人可以在你面前看起来完好无损，没有明显的损伤，但他们大脑构造的是一个完全不同的世界。同时我看到了这样的痛苦有多深。”
他的推断是，对着培养皿中的神经元研究抑郁症或焦虑症是远远不够的，因为只有整个大脑才会有复杂的功能（当然也有障碍），而这些复杂的功能是人类行为的特征。但是在人身上或者模型生物身上研究整个大脑的技术往往局限于只能在大脑活动时进行观察。
所以戴瑟罗斯开始考虑检查和控制整个完整系统的方法。他说：“我跟很多人进行了很多次讨论。”在做住院医生期间，戴瑟罗斯碰到了博伊登，一个同样有抱负的博士生。两个人开始探讨如何控制单个神经元，并把它作为一个子项目来做。博伊登说：“这是一个非常大胆的合作，而且富有探索精神。”(https://www.daowen.com)
其中一个想法是用光线来控制神经元放电。博伊登和戴瑟罗斯了解一种被称为视蛋白的光敏感通道蛋白。除了其他一些功用外，藻类用这种蛋白来产生能量。有几个研究小组正试图将这些蛋白插入神经元的细胞膜。戴瑟罗斯说项目需要“资金应付支出，并要找一些研究生”。2004年，他拥有了自己的实验室，可以如愿以偿了。
2005年，戴瑟罗斯的研究小组发表了他们的第一篇文章，表明这项技术在培养皿里获得了成功。研究人员现在可以刺激一种特定类型的神经元，看看它们如何影响细胞甚至整个动物的行为。询问这项技术的信件多如雪花飘至。
看得清楚
研究精密大脑结构的标准技术要将大脑切成像组织厚度的切片，在显微镜下进行分析，然后将图像叠加起来，而这样做既非常费力且时常不准确。为了绕过这一过程，戴瑟罗斯一直在寻找一种化学方法来使大脑变成透明状。众所周知，脑细胞的一些成分，特别是脂肪，在显微镜下是不透明的。所以就要想方设法去掉脂肪，同时保留神经结构。这个路径和光遗传学完全不一样。录用具有化学背景的钟姓工程师表明戴瑟罗斯决意冒险试一试。他说：“我记得人们问我在干什么，招这个人有什么计划，实验室的发展方向在哪里，因为这个转变太大了。”
起初，戴瑟罗斯想通过填充合适的材料和去掉周围的组织固定神经元。结果发现这种方法很难从神经元内部建立一个稳定的结构，但在周围建立一个结构要更容易些。
戴瑟罗斯的团队尝试了几种填充材料，包括角蛋白和纤维素状结构，最终确定用水凝胶。研究人员发现，水凝胶支架可以固定神经元的组分，包括蛋白质、神经化学物质，甚至DNA和RNA等。将细胞结构锁定之后，再用一种称为SDS的清洗剂洗去脂质膜，得到一个透明的脑组织结构。
把“透明”技术和光遗传学等技术一起使用，或者进行行为研究后用“透明”技术分析大脑，将是获得有关大脑网络功能方式相关信息的有效方法。
“透明”技术给研究临床疾患带来了一线曙光。在一篇介绍这项“透明”技术的文章中，研究人员对一位7岁自闭症男孩的脑组织进行了分析。他们发现小男孩大脑皮质中的神经元呈楼梯状连接，而不是正常情况下的分枝状结构。在对类似孤独症的动物模型研究中也发现过类似的情况，但“透明”技术能够发现人类大脑样本中的异常之处。
风险和回报
戴瑟罗斯的研究团队现有35人，虽然他们已经分布到其他不同的实验室工作，但戴瑟罗斯的办公室和他实验室的大部分人还是在他2004年搬入的那间地下室工作。这些实验室到处都散落着小部件，就像一个少年科技谜的卧室。虽然地下室里没有自然光，但戴瑟罗斯喜欢。同时，在大楼的底部能将振动降到最低，工作中需要使用一些复杂的显微镜时，这一点非常必要。
戴瑟罗斯决定把更多的时间花在研究上，而不是激励他的病人身上，这让他很纠结。他还经营着一家精神病诊所，每周开诊一次，这必须与他排满的行程和导师职责保持平衡。但是，他坚持不懈，希望他的研究最终将给那些无法医治的病人带来好处。
这种想帮助别人的愿望源于单纯而又无限的好奇心。他说：“我认为所有的科学家身上都有一点好奇心，对自然界的疑惑和好奇心——不仅想了解自然界现状，还想了解自然界会成什么样。”