文/胡月
近年來星空人工智能技術(shù)火熱,多元、交叉、融合……這樣的詞在生活里越來越常見。在科學(xué)界,同樣也有一批跨越多學(xué)科的科學(xué)家。破解人腦工作機(jī)制、實(shí)現(xiàn)用計(jì)算機(jī)模擬大腦工作。
站在十四五規(guī)劃的起跑線上,復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院全體科研人員,堅(jiān)持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康,在構(gòu)建科研大平臺(tái)大團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)重大創(chuàng)新任務(wù),培育國(guó)家戰(zhàn)略科技生力軍,在腦與類腦科研高地上戮力前行。
行而不輟 未來可期
賈天野,復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院青年研究員。長(zhǎng)期從事人類認(rèn)知行為、腦神經(jīng)影像和生物信息學(xué)等方面的跨學(xué)科交叉綜合性研究,尤其是基于大樣本神經(jīng)影像遺傳學(xué)數(shù)據(jù)探索人類認(rèn)知行為及精神障礙的復(fù)雜神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制。
具有跨多學(xué)科的教育和科研背景,本科畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)物理系,后赴英國(guó)伯明翰大學(xué)攻讀并獲得計(jì)算基因組學(xué)博士學(xué)位,并在世界著名的倫敦國(guó)王學(xué)院精神病學(xué)、心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)研究所(其精神病學(xué)/心理學(xué)研究在“US News全球?qū)W科排名”中位列全球第二)任生物信息研究員6年。2017年年底回到復(fù)旦大學(xué),在類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院任職,于2018年獲得上海市“浦江學(xué)者”及國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目資助,并于2021年獲得國(guó)家自然基金優(yōu)秀青年基金項(xiàng)目資助。
本科畢業(yè)后,賈天野遠(yuǎn)赴英國(guó)伯明翰大學(xué)攻讀計(jì)算基因組學(xué)博士學(xué)位。計(jì)算基因組學(xué)是一門運(yùn)用高性能計(jì)算機(jī)和信息技術(shù),對(duì)基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析和統(tǒng)計(jì)建模的學(xué)科,屬于遺傳學(xué)范疇。從傳統(tǒng)的物理學(xué)轉(zhuǎn)到新興的計(jì)算基因組學(xué),無論是研究?jī)?nèi)容,還是研究方法上,都有著很大的區(qū)別,也意味著研究者要付出更多的努力。“挺坎坷的。”回憶起讀博時(shí)光,賈天野不禁感慨。確實(shí),不僅要快速適應(yīng)、熟悉一門新的學(xué)科,還要在短時(shí)間做出成果,實(shí)屬不易。苦心人,天不負(fù)。5年后,賈天野最終順利畢業(yè),達(dá)成了“學(xué)生物”的夙愿。
賈天野再接再厲,通過神經(jīng)影像的全基因組關(guān)聯(lián)分析、行為遺傳學(xué)分析及動(dòng)物模型驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)了VPS4A基因作為腹側(cè)紋狀體獎(jiǎng)賞加工及多動(dòng)行為的遺傳學(xué)基礎(chǔ),并提出可能的分子神經(jīng)調(diào)控通路。論文發(fā)表在2016年的PNAS上,并被荷蘭皇家科學(xué)院Barbara Franke院士在多個(gè)綜述中作為影像遺傳學(xué)的重要早期范例詳細(xì)引用。
因熱愛而努力 因努力而收獲
賈天野出色的研究成果,引起了星空人工智能與大數(shù)據(jù)研究專家、類腦星空人工智能科學(xué)與技術(shù)研究院院長(zhǎng)馮建峰教授的關(guān)注。
2015年,復(fù)旦大學(xué)類腦星空人工智能科學(xué)與技術(shù)研究院誕生。早在2014年,研究院尚在籌建之時(shí),馮院長(zhǎng)就曾動(dòng)員賈天野回國(guó)。回歸祖國(guó),以一身本領(lǐng)回饋母校,也是賈天野深藏內(nèi)心多年的夙愿。面對(duì)馮教授的邀請(qǐng),賈天野立刻答應(yīng)并加快結(jié)束已開展的研究工作,以期早日歸國(guó)。研究院建成后不久,賈天野作為青年研究員全職加入進(jìn)來,在馮建峰教授等學(xué)術(shù)帶頭人的帶領(lǐng)下,繼續(xù)針對(duì)人類認(rèn)知行為和精神障礙進(jìn)行神經(jīng)影像及遺傳學(xué)研究,并在回國(guó)后的短短幾年內(nèi),連續(xù)做出了多項(xiàng)重要的研究成果。
就在最近,針對(duì)“負(fù)向信息調(diào)控紊亂”與酒精濫用的關(guān)聯(lián)這一新興的研究方向,賈天野與指導(dǎo)的博士生謝超一起,基于在人類認(rèn)知行為、神經(jīng)影像數(shù)據(jù)上的發(fā)現(xiàn),以及動(dòng)物模型上的證據(jù),以“互補(bǔ)性原理”出發(fā),原創(chuàng)性地發(fā)現(xiàn)并提出大腦“內(nèi)側(cè)眶額葉”對(duì)中腦危機(jī)響應(yīng)中樞“背側(cè)導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)”不同類型的調(diào)控紊亂可導(dǎo)致強(qiáng)迫性或沖動(dòng)性酒精濫用的雙通路模型。相關(guān)共同一作兼共同通訊論文發(fā)表于2021年的Science雜志子刊、國(guó)際權(quán)威綜合性期刊Science Advances上。這一研究的發(fā)現(xiàn)因?yàn)橥黄屏藗鹘y(tǒng)上專注于“中腦-邊緣”獎(jiǎng)賞系統(tǒng)的成癮問題研究范式,被英國(guó)皇家學(xué)會(huì)Barry Everitt院士稱贊為“極其重要”。而英國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院David Nutt院士認(rèn)為此研究“見解深刻”,并對(duì)新的治療手段的開發(fā)具有重要的啟發(fā)作用。
針對(duì)青少年中常見精神障礙共病和分型的神經(jīng)基礎(chǔ)這一關(guān)鍵科學(xué)問題,賈天野從“強(qiáng)化”相關(guān)的特異性神經(jīng)環(huán)路入手,構(gòu)建多任務(wù)模態(tài)神經(jīng)影像大數(shù)據(jù)解析多維度行為數(shù)據(jù)的研究新思路/范式,揭示了精神障礙相關(guān)行為在不同認(rèn)知神經(jīng)環(huán)路上的特異性神經(jīng)標(biāo)記物,為跨疾病診斷及分型治療提供了重要的理論基礎(chǔ),被英國(guó)皇家學(xué)會(huì)Trevor Robbins院士稱贊為“開創(chuàng)性的研究”。相關(guān)一作兼共同通訊論文發(fā)表于2020年的Nature雜志子刊、國(guó)際權(quán)威綜合性期刊Nature Human Behaviour上。
探索大腦宇宙 并肩科學(xué)光芒
作為青年研究員,賈天野在馮建峰院長(zhǎng)的指導(dǎo)下開展研究工作。同時(shí),作為年輕一代的科研骨干,賈天野身邊也聚集了數(shù)位優(yōu)秀的博士生,在他的指導(dǎo)下,他們實(shí)現(xiàn)了快速成長(zhǎng)。類腦科學(xué)往往涉及大量的多學(xué)科交叉融合的前沿研究方向,需要不同學(xué)科背景的研究者進(jìn)行思維的碰撞,僅僅依靠某一學(xué)科,某一個(gè)人“單打獨(dú)斗”很難取得突破進(jìn)展。
他的團(tuán)隊(duì)匯聚了來自基礎(chǔ)心理學(xué)、生命科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)及應(yīng)用數(shù)學(xué)方向的博士生,他也總是會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生們互相幫助、互相學(xué)習(xí),從個(gè)人獨(dú)特的研究視角去切入腦科學(xué)領(lǐng)域的重要問題,并在這個(gè)過程中實(shí)現(xiàn)個(gè)人的進(jìn)步和團(tuán)隊(duì)整體研究能力的提升。研究院有個(gè)傳統(tǒng)——每周二下午都會(huì)組織固定的大討論,討論會(huì)的內(nèi)容覆蓋數(shù)學(xué)、物理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科,還吸引和集聚了國(guó)內(nèi)外各個(gè)學(xué)科專業(yè)的科研合作者,常常是100余人同時(shí)在線參與,層次和水平不亞于一場(chǎng)國(guó)際論壇。這是難得的頭腦風(fēng)暴和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。賈天野總是會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)、觀摩、“參戰(zhàn)”。
“現(xiàn)在,張江國(guó)際腦庫(kù)ZIB已擁有UK Biobank、ABCD、HCP等國(guó)際共享腦科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)共52萬余例。而到2023年,它將完成圍繞精神分裂癥、抑郁癥、自閉癥、腦卒中、精神退行性疾病以及大學(xué)生人群等6個(gè)隊(duì)列共1.5萬人次的數(shù)據(jù)采集,包括環(huán)境、行為、遺傳、腦影像、神經(jīng)等5-O尺度數(shù)據(jù),并在全國(guó)建立多個(gè)腦科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)臨床合作點(diǎn)。”說起ZIB,賈天野如數(shù)家珍。據(jù)了解,ZIB也將與全球主流生物數(shù)據(jù)庫(kù)建立安全、互利的合作共享機(jī)制,致力于建成全球最大規(guī)模的全維度腦數(shù)據(jù)庫(kù)和算法中心之一。
當(dāng)然,跨學(xué)科只是手段,跨學(xué)科研究的目的,還是要做有情懷、有利于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生活水平提高的科研。在賈天野身上,就充分體現(xiàn)了這樣的家國(guó)情懷。不論科研創(chuàng)新如何變,支撐科研工作者走得更遠(yuǎn)的,正是這樣的使命和擔(dān)當(dāng)。
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