【2023年度“科普中国青年之星创作大赛”】把对科学的兴趣传下去——记一名神经生物学家的成长

2023年度“科普中国青年之星创作大赛”获奖作品
作者：孙小莉

“我确实很热爱科研工作，也愿意做科普。”致力于神经生物学研究的郑州大学生命科学学院研究员杨郑鸿说。

从接触生物学专业到攻克神经生物学领域的难题，一份对生物学的热爱之情陪伴了杨郑鸿20年，也串联起他那科学家、科普工作者、教师等多种身份。

兴趣是最好的老师

杨郑鸿在中学阶段便对生物学产生了浓厚的兴趣，他不满足于课本的内容，总是希望自己能够走进更加新奇的世界进行探索。“在兴趣驱动下，我在大学时期选择了生物学。从选择专业到现在工作，我从事生物学专业几乎是整20年了。其间，我觉得最大的动力来源是兴趣。”

步入研究生阶段，攻读生物学需要选择细分方向，杨郑鸿毫不犹豫地选择了神经生物学方向。“之所以选择神经生物学的方向，还得提到研究生时期的一堂课。”这堂课仿佛将杨郑鸿带入一处新世界。

在那堂课上，杨郑鸿了解到，人类失明通常是由于视网膜或初级视神经的损伤所致，然而，一些医生却发现，有些盲人患者的神经结构是完好的。到底是什么导致他们失明，困扰了医生很久。一次偶然的机会，医生发现病人在猜测呈现在“眼前”的复杂图案时（三角形、圆形或正方形中的一种），竟然有50%或者更大的概率回答正确。经过反复测试，发现这并不是偶然事件。“老师给我们解释，其实病人能看见，但是他不知道自己能看见。一些视觉刺激图形进入病人的视网膜并传递至大脑，而他们的大脑不像常人一样去分析这些信号，所以这些病人的眼前一片漆黑。”杨郑鸿回忆，一学期科学课上完，也激起了他对脑科学的兴趣。

如今，杨郑鸿经常借这个例子，来激发学生对科学的兴趣，希望学生们能够在杂乱无章的“毛线球”里找到“毛线头”，即找到自己的好奇心。

研究如何让果蝇“学会躺平”

“科研工作者要一辈子攻克研究一个专业方向。我们遵从内心，做一些自己想做的事情，这个事情你才能坚持住。”杨郑鸿说。他以果蝇为研究对象，在脑的学习与记忆方向进行深入探索。

作为非常典型的动物模型，果蝇常被用作基因学、遗传学、行为学等研究，也帮助科学家获得多个诺贝尔奖。“别看它体量很小、脑子更小、神经也很少，但是它基础的脑功能都很齐全，能够进行基础的学习和记忆。”

(图片由杨郑鸿老师提供）

杨郑鸿介绍，通常情况下，人类对空间位置的学习更多的是靠视觉来完成，但是果蝇的空间位置记忆并不一定依赖于视觉。如果将果蝇置于一处黑暗的环境，它们也能够很快地记住空间特征，并且学习和记住空间的某些特定位置是危险的，其他位置是安全的。如果将果蝇困在会发热的空间内，它们在感受到热度时会不安，并会选择转向逃离。但是，一旦它们发现自己所处空间的温度超出忍受范围且无法避免时，先天的逃跑行为会逐渐被抑制：果蝇的爬行速度会慢很多，休息也变得更频繁、持续时间也更久——它们放弃了努力，仿佛抑郁了。

这种类抑郁症的动物模型叫作习得性无助行为。“人类的抑郁症状，多半也不是天生的，可能有一定的遗传背景，在后天的环境中遇到某些诱发因素后表现出来。”杨郑鸿介绍，“使用习得性无助动物模型对人类抑郁症的诱发因素以及发病原因进行研究，是我们理解和攻克抑郁症的有效手段”。

“建立了这种模型之后，我们就可以去分析它背后的哪些神经元、哪些脑区、哪些神经网络在负责习得性无助，也可以去检验每种药物对治疗和预防起的作用。”杨郑鸿介绍，这种模型的建立是他在德国学习阶段以及在国内工作阶段一直从事的研究，杨郑鸿首次建立了果蝇习得性无助模型，并对参与该行为的神经元和神经递质进行了深入研究。

把对科学的兴趣传下去

2015年6月至2023年6月，在中国科学院工作的8年，杨郑鸿的身份不断变化着。“刚入职时，我的工作状态还是像个博士或者博士后的阶段，只想把某个课题完成突破。但是后来，我渐渐发现，要承担的责任不仅于此。”杨郑鸿说，他逐步发现，除了自己擅长的专业工作外，还要对组里其他人的工作有所了解，思考彼此之间的研究是否有结合点，是否可以相互帮助，还有对研究生的指导也是职责之一。

如何指导研究生的课题研究，也让杨郑鸿花了很多时间与心思。杨郑鸿认为，指导老师不能把研究生当成流水线工人，要在对他们进行一些基础知识培养后，让他们自己理解课题的走向。“学生们可能会钻牛角尖，这个时候就要引导他们从‘死胡同’里退出来，引导他们用另外的方法去试验，甚至换一个方向，才能推进课题的开展。随着研究工作的逐步展开，会帮助学生建立科研信心，掌握工作节奏，慢慢的他们就会越做越好，回过头看当时的困难可能已经迎刃而解了。”

杨郑鸿不仅对科研有着无限的热情，也积极投身于科普工作。从2013年开始，教育部和中国科协在全国部分重点高校、科研机构开展中学生科技创新后备人才培养计划试点工作（简称英才计划），发现并培养一批品学兼优、学有余力的高中生走进大学。2018年起，杨郑鸿开始担任“英才计划”和北京市“后备人才”计划导师。在杨郑鸿的指导与培养下，一些立志于科学研究的学生获得北京青少年科技创新大赛等奖项，在一些科研成果方面也实现了一定的创新。

据杨郑鸿回忆，之所以投身科普，还得益于孩子们的肯定。2016年，世界生命科学大会在北京召开，诺贝尔奖获得者 Erwin Neher教授为学生们带来科普讲座，相关方找到杨郑鸿，希望其为这位德国教授的报告作同声传译。

“我愿意去试一试。”杨郑鸿说。但从没有做过同声传译工作的他，心里其实没有底。在翻译结束后，很多孩子都纷纷为他竖起大拇指。那一刻使他非常动容，自觉向大众传播科学知识是一件很幸福快乐的事情。“做科普，我是深有感触的。孩子们对知识的渴望是很大的，他们的需求远远高于学校课本里的内容，他们特别希望了解到前沿科技，作为一线的科研人员，我有责任去做好科普。”

如今，杨郑鸿已成为一位受欢迎的科普达人，他不止一次地告诉屏幕前的父母，孩子的兴趣是广泛的、无限的，需要好好培养。他希望，自己的分享是一颗种子，可以悄悄地埋在孩子们的心中，在10年、20年后生根发芽。