北大学生专访,玩B站的诺奖得主

“为什么思考问题时,脑子里能听到声音?”

叛逆,和大脑神经有关?

为什么三岁以前发生的事怎么也记不起来?

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他是哔哩哔哩视频平台知名up主

用生动语言巧妙讲解科学知识

他是诺贝尔生理学或医学奖得主

也是北大的“老朋友”

他就是爱德华·莫泽(Edvard I. Moser挪威科技大学卡夫里系统神经科学研究所创始主任

2014年,爱德华·莫泽与梅·布里特·莫泽和约翰·奥基夫共同获得了诺贝尔生理学或医学奖

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2024年10月

在获得诺贝尔生理学或医学奖10周年之际

莫泽重访北京大学

接受了北大学生记者专访

作为北京大学大学堂顶尖学者计划受邀学者

莫泽以“空间的神经计算”(Neural Computation of Space为主题

与北大师生们共同探讨

大脑位置编码机制的最新进展

助力神经科学全球对话

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和小北一起

走进他与北大的故事

了解他与中国的情缘吧
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7年老朋友,40万新朋友

他与北大“老朋友们”的故事,始于七年前。2017年10月10日,因其在研究领域的领先性与学界的广泛影响力,莫泽受邀访问北京大学。此行作为“多模态跨尺度生物医学成像国家重大科技基础设施”国际咨询委员会筹备工作的重要一环,意义深远。

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 2017年莫泽来访北大时与北大师生合影 

2014年获得诺奖之后,莫泽的研究仍在进行,2015年他又发现了另一种导航细胞——速度细胞,有科学家评价“这是大脑地图领域最后一块重要拼图”,但莫泽在采访中却说“我不认为速度细胞是大脑导航系统的最后一块拼图”,为了进一步探索大脑的秘密,莫泽在了解“多模态跨尺度生物医学成像国家重大科技基础设施”的具体情况后,表示非常愿意为大设施的建设提供支持,与中国科学界进行进一步合作。

北京大学国家生物医学成像科学中心主任、“多模态跨尺度生物医学成像设施”(“十三五”国家重大科技基础设施)首席科学家程和平院士的陪同下,莫泽专程参观了北京大学微型化双光子显微镜研制跨学科联合实验室,与师生进行了深入的交流,并规划了合作课题。之后,正是在程和平院士团队研发的微型化双光子显微成像系统的帮助下,莫泽在世界上第一次获取了对同一动物的内侧内嗅皮层(MEC中的网格细胞,推动他在神经科学领域的研究更进一步。

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 莫泽参观北京大学自主研制的高时空分辨微型化双光子显微镜 

七年后重回北大,莫泽毫不吝惜他的赞美。他称北京大学分子医学研究所的2.2g微型化双光子显微镜为神经科学研究的“革命性”新工具,亦用“天才”一词来形容曾与他有过合作的、程和平院士课题组的同学。

面对熟悉的地方、熟悉的朋友,什么不一样了呢?莫泽说道:

统计数据告诉我们,中国正在不断上升。因此,与世界其他地区相比,来自中国的研究越来越多。我认为中国在世界科学研究中的贡献并不逊色于其他任何国家。这里发生了很多变化,但在这些变化中,北京大学绝对是最顶尖的。我知道这里有一些非常好的团队,比如之前提到的神经科学领域的程和平团队,我从他那里获取了非常多有趣的东西。

北大是莫泽与中国神经科学研究通力合作的“重镇”。作为诺贝尔奖得主,莫泽一直热心于推进神经生物学研究的国际合作。他对中国的科研和发展有着长久的关心,并对和北京大学神经生物学的发展合作有着强烈的兴趣。莫泽也是北大神经科学研究面向全球的重要纽带,两位老朋友的携手,将对中国的神经生物学发展与全球科技创新和合作贡献重要力量。

在中国,莫泽还有40多万年轻的“新朋友们”

作为哔哩哔哩视频平台知名up主,莫泽常常与年轻人分享时下最受关注的心理与医学话题,从专业的角度来为大家提供自己的观点。

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我认为人们对心理学感兴趣有很多原因。每个人都会问一个问题:“为什么今天悲伤,另一天却快乐?”这一直都是心理学在研究的问题。不同的是,现在你可以用大脑来解释这些现象。“大脑发生了什么?”,这是一个新的研究领域,非常年轻但很有未来,因为随着我们获得越来越多的数据,我们可以用电脑和人工智能来解释数据。我们正处在一个可以尝试理解大脑中最复杂现象的时代。我想这么做至少能吸引一些年轻人进入这个领域,心理学与50年前大不相同。

莫泽的粉丝也都在评论区纷纷留言表达自己的喜爱之情,还有同学或提出自己的见解,或请莫泽为自己答疑解惑,还有粉丝立下flag称:“我也要成为这样的大佬!”

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哔哩哔哩视频平台粉丝留言

在莫泽看来,年轻的研究人员一直是学科发展的必要资源。科学不仅仅有关新技术,也总是有关于新想法,有关于探索的意愿与耐心看待挫折的态度。


爬上火山,俯视火山口

年轻时的莫泽正是这样。

除了接触不同的人与文化,我还喜欢欣赏自然……在挪威低人口密度和美丽的自然环境,我特别喜欢徒步旅行。几年前,我们爬上一座火山,俯视着喷发的火山口。你可能好奇这与科学、与大脑内部的GPS有什么共同之处,有时我自己也很疑惑,但我确实认为科学上的成功与探索的态度、冒险的意愿以及从中获得乐趣有关。

莫泽说,“我总是持续地对这样的现象感到惊讶:大部分的功能都从生命起始的时期就形成了,有多少是基因决定的?有多少是结构性的、由大脑连接方式所决定的?至少在我们研究的案例中,空间定位是这样,也许还有更多的精神功能是大脑本身的产品,我就是为这样的问题所深深着迷。”

科学家不仅是古板的案头工作者,探索的态度、冒险的意愿与对智慧之学的思考,共同催生了莫泽对大脑科学的研究。莫泽就是这样在神经元间“徒步旅行”,探索之处,那里是真理与奥秘喷涌的火山口。

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在与莫泽的交谈中,他分享了幼时在挪威一个偏远但美丽的岛屿上的童年回忆,以及这段经历是如何为他成为研究人员的生活铺平道路的。莫泽回忆说,他的父母非常支持他,并为他提供了许多书籍。他还强调,由于学校位于一个小岛上,学校资源有限,许多他喜爱的主题都必须自学,因此他也变得相当独立。“对世界充满好奇”,为他作为科学家的生活奠定了良好的基础。

莫泽还有两个可爱的女儿,伊莎贝尔和艾琳,分别出生于 1991 年和 1995 年。但莫泽从未要求孩子们从事与自己相同的工作,他希望她们能按照自己的意愿生活:“我试图向我的女儿们传达的一种价值观,那就是他们做什么取决于他们想做什么,不要感受到来自父母职业的压力。”目前,莫泽的两个女儿都选择了自己青睐的医学领域。谈到女儿,莫泽毫不掩饰脸上的笑容,如他在诺奖演讲中所说:“两个女孩是成熟、体贴、温暖的年轻女性,她们为我的生活带来快乐。这是比诺贝尔奖还要伟大的礼物。”

不是最后一块拼图

十年前,爱德华·莫泽与合作者因发现“网格细胞”而获得诺贝尔生理学或医学奖。这一发现,为哺乳动物大脑定位机制与时空编码的研究开启了新篇章。

大脑的时空编码,是长期进化过程中动物为了生存而形成的重要能力,不同物种为了适应各自的生活环境和方式,形成了独特的大脑机制对时间和空间进行编码,通过对大脑在时空编码过程中神经网络功能的研究,启发着我们对于生命现象和生命过程的基本理解。

早在1971年,科学家约翰·欧基夫就发现了构成这一机制的第一个关键部分——“位置细胞”。这些细胞能在小鼠处于房间特定位置时激活,从而形成对环境的内部地图。

2005年,爱德华·莫泽与合作者发现大脑定位机制的另外一项关键组成部分。他们识别出另外一种神经细胞,即“网格细胞”。这些细胞以独特坐标体系工作,使精确定位与路径搜寻成为可能。网格细胞的发现,不仅解答了长期以来困扰科学家和哲学家的谜团,即大脑如何创建周围空间的地图,还为我们理解人类如何在复杂环境中找到方向提供了全新视角,是名副其实的大脑内置“GPS”。

十年后,重返北大。莫泽在讲座中向北大师生详细阐释了他对于大脑位置编码机制研究的最新进展。

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我将展示最近的技术进展如何使我们能够在小鼠行为过程中监测数千个网格细胞的动态变化。并进一步说明网格细胞的动态如何通过大规模神经元群体的相互作用产生,以及网格细胞的联合活动如何在一个具有环面拓扑结构的低维流形上运行,这与网格细胞的连续吸引子网络模型是一致的。

接着,他也为师生们进一步展示了网格细胞、头方向细胞和位置细胞中一种固定且基本的时间动态形式。他提出,在这一时间动态形式中,网格细胞周期性位置编码并不是不变的,而是在每个125毫秒的theta节律周期内沿着确定的空间轨迹移动,从动物的位置开始线性地向外延伸,并且交替出现在动物的左右两侧,无论动物是否曾到达过这些轨迹上的位置。网格细胞这种在亚秒级时间尺度上的几何结构将为在动物探索过程中对未探索空间的表征提供一种高效的机制。

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尖端学者的科研精神,在讲座现场得到淋漓尽致地展现。莫泽娓娓道来间,毋庸置疑的是,北大师生在计算神经科学领域的重要工作将大大受益于新视野的启发。

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尽管已经取得了如此瞩目的成就,莫泽并没有停止探索的脚步。他继续在挪威科技大学卡夫里系统神经科学研究所从事研究,致力于揭示更多大脑的秘密。不仅限于网格细胞,还涉及到大脑的其他部分,如海马体和内嗅皮层的其他细胞类型。他希望通过这些研究,能够更全面地理解大脑的工作原理,并找到治疗神经疾病的新方法。

未来,他希望自己能进一步研究大脑的记忆系统,揭示大脑是如何存储和检索记忆的。

文章来源:

1. 北大与世界《大学堂讲学计划 | 诺贝尔生理学或医学奖得主Edvard Moser讲座》

2. 北京大学新闻网 《诺贝尔生理学或医学奖获得者Edvard I. Moser来访北大》

3. 新民晚报《亲历2014诺奖第一发:大脑内置GPS》

4. 人物专访

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来源 | 北京大学融媒体中心、北京大学国际合作部、北京大学生命科学学院

文字、编辑 | 巴音查汗、马骁、陈语诺、陈雪霁

责编 | 曹梦瑶