来源:西湖大学微信公号 发布时间:2023/9/11 11:36:07
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神经生物学家李波全职加入西湖大学

 

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人生像一次漫长的旅行,由一个个“下一站”串联而成。只是李波的“站间距”有点长。

过去20年,无论他的title如何变化,是稚气未脱的博士,还是助理教授、副教授、教授,亦或是让人肃然起敬的Robert Lourie讲席教授,恒久不变的是他名片上的地址:Cold Spring Harbor Laboratory, 1 Bungtown Rd, Cold Spring Harbor, New York——美国纽约长岛冷泉港实验室,一个成立百年,被誉为世界生命科学圣地、分子生物学摇篮的地方。

李波在冷泉港实验室停驻了20年,但最终在今年8月启程奔赴下一站。

近期,李波辞去美国冷泉港实验室Robert Lourie讲席教授一职,全职加入西湖大学,任神经科学讲席教授。

01 “感性”科学家

李波有过可能性,成为一个“别人”:可能是书法家,也可能是画家。

但最后,家族里成为画家的是他自学成才的哥哥;而充分继承他艺术细胞的是即将美术专业毕业的女儿。

李波出身于山东青岛的一个小村庄。父亲是一位木匠,母亲在供销社做售货员。这是一个经济不足以支撑所有孩子上大学的普通家庭,年纪最小的他,幸运地成为了几个孩子里唯一一个走入大学的人。

从小,李波就展示了过人的艺术天分,他的书法和绘画一直是班里或年级里的最高分,上中学和大学时也多次获得过书法和绘画奖,虽然他从未接受过专业训练。但命运却把他推向了另一种身份。

经历过上世纪七八十年代的人,都会记得那个年代脍炙人口的一句话,“学好数理化,走遍天下都不怕”。成绩不错的李波,也和他的同学们一样,把爱因斯坦视作自己的偶像。但天公不作美,高考结果并不如愿,他被调济分配至济宁医学院学习医学。

李波很清楚,自己并不想成为医生,他兜兜转转,努力转回到科研路上,做了儿时梦想的“科学家”。

“但如果再选一次,我也有可能会选择做艺术。”对于另一个模样的人生,李波有一点好奇。

蠢蠢欲动的艺术花蕾未曾得以盛放,却仍在这位科学家身上留下了烙印。

这么多年,他一直保持着欣赏书法和绘画的习惯,得空也会去博物馆逛逛。他喜欢柳公权的楷书和王羲之的行书,也喜欢看画展。国画中最喜欢的画家是齐白石、徐悲鸿,以及他哥哥李少波,一位青岛本土的画家。不过现在的心头好是女儿的画。他女儿从小就擅长绘画和雕塑,现在是圣路易斯华盛顿大学Sam Fox设计和视觉艺术学院的学生,明年即将毕业。

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李波在女儿高中毕业和最近大三艺术展览的作品前

而更深层次的影响,是李波“最不像科学家”的地方:感性。这是他自己脱口而出的话,他说:“人总是矛盾的。做科学家需要理性对吧?但我比较感性。这有时候不是坏处。科研一般会有一个假设,以此一步步往下做实验;如果你是感性的人,你会从不常规的角度来看问题,会相信gut feeling,或者说直觉,这是逻辑所不能解释的。”

“矛盾体”李波有过亲身经历后的感悟。他说:“艺术家和科学家的共同特点,就是喜欢探索未知的东西,一个是在精神世界,一个是在物质世界。”

02 脑科学家

李波所瞄准的未知,高悬在我们的人体最上方:大脑。

为什么打小我们就会渴望被父母师长表扬?为什么我们总是被炸鸡、薯条之类的高热量食物诱惑?为什么上班时会不自觉地“摸鱼”?

这些问题的答案,都藏在我们的大脑里。

李波的工作,就是努力读懂大脑。他在既往研究中就揭示了上述这些“习惯性”的感受和行为背后,大脑究竟是怎么运作的。

在“读脑”前,李波曾是“读心”的人。从济宁医学院毕业后,李波留校在《中国行为医学科学杂志》做编辑。这本杂志当时聚焦于心身疾病和心理健康。两年后,他前往中国科学院攻读心理学硕士,在此期间,逐渐对大脑功能的领域产生了兴趣。

我们合理推测,李波最终会被大脑这个研究对象所吸引,也正是源自他感性、情绪丰沛的一面——虽然我们觉得心理活动算是“心声”,但从机理上看,大脑才主宰了我们的心弦。

总之,在加拿大不列颠哥伦比亚大学,李波以神经科学专业博士生的身份,开启了探索大脑的未知旅程。之后又前往美国冷泉港实验室、跟随著名神经科学家Roberto Malinow做博后,他的研究方向也逐渐清晰。

大脑怎样控制行为?这里的行为,特指的是与情感和动机有关的行为;换句话说,就是你为什么会有特定的情绪,以及你为什么会那么做。李波带领团队发现了一些控制情感和动机行为的神经环路和所涉及的细胞类型,并解析了其工作机理。其中对杏仁核在情感记忆和动机行为中作用机理的研究最具代表性。当这些环路中的某些部分和环节失调,就会导致疾病,比如抑郁症和焦虑症;抑郁症,正是李波从博后延续至今的研究主题。

今年春天,《自然》杂志发表了李波在这方面的最新成果。“杏仁核,是一个神经核团(神经元胞体在神经中枢聚集成神经核,相似功能的神经核集合成神经核团)。大家原本都以为它和恐惧情绪有关,但我们发现它与对奖赏的追求也有关,而且搞懂了为什么它和追求奖赏有关。关键的是,我们发现杏仁核里有很多不同细胞类型,承担不同的功能。”李波介绍说。

大脑如何控制饮食行为和代谢?这一研究领域实际上“不止于脑”,也涉及到了大脑和身体外周代谢系统的相互作用。当这些相互作用的机制发生紊乱,可能会导致代谢性疾病,比如肥胖症和癌症恶病质。

李波团队同样在今年取得了重要进展。他们发现脑干中非常小的一个神经团,叫最后区(area postrema),可以介导血液里的白介素-6——一种被认为在癌症相关的恶病质疾病中扮演重要角色的细胞因子——的作用,进而“控制”了恶病质疾病的过程。患者身体会极度消瘦,诸如肌肉和脂肪这样的周围组织会极度损耗,进一步会走向死亡。

事实上,神经科学是生命科学领域内相较年轻的一个分支,过去的发展也比较慢,针对情绪性、动机性疾病的药物也很少——甚至药物发现也来自于偶然试到的“有用”,而不是系统的机理性研究。但这种“神秘性”,正是吸引李波的魅力所在。某种程度上,李波和他做木匠的父亲十分相似:有韧性,耐得住寂寞。无非父子俩凝视的对象不一样:一个是木材,一个是大脑。

面对黑暗的未知,李波眼里带着希望的曙光。“现代神经科学技术手段包括离体或在体电生理记录和神经元功能成像、计算建模、分子操纵、基因操纵、光遗传和化学遗传操纵、以及RNA测序等等,技术的发展非常快,我们能做以前不能做的事情,我们可以‘看见’、很快会知道一些答案。未来的几年会有很多新的方向和突破,它们可能会对疾病的治疗产生革命性的影响。”他解释说。

用李波的话来说,现在是“一个非常令人兴奋的时刻”。

03 “冷泉港”科学家

与李波的对话,绕不开一个地方:冷泉港实验室。

这是一个非盈利的私人科学研究与教育中心,成立于1890年,研究对象包括了癌症、神经生物学、植物遗传学、基因组学以及生物信息学。

2003年,李波第一次走进冷泉港实验室,很震撼。

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Jones Building秋天和冬天

他此前无论如何想不到,那座矗立在海边、有着一百多年历史、如油画般美丽的小城堡,居然就是他博士后导师Roberto Malinow的实验室。这幢建筑的名字叫Jones Building,据说是北美最古老的尚在运行的实验室。当然,那时候的他也未曾料到,有一天他会“继承”导师的“大house”,就在Jones Building里建立了自己的实验室。

图片2008年,李波刚建实验室时,站在Jones Building门前

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Jones Building内部

但外观只是表象。

冷泉港曾经产生过8位诺贝尔获奖者,一些在领域内神话般的人物,如发现神经元突触可塑性机制的Roberto Malinow,将双光子显微成像技术引入神经科学的第一人Karel Svoboda,发现DNA双螺旋结构的Jim Watson……在这里经常能遇到,甚至也会与李波一起共事。擦身而过的同事,也有可能是将来的诺贝尔奖得主或提名者。

“对我来说这是一段令人难以置信的经历。”他说。

深厚的科研积淀之外,冷泉港的科研氛围也令李波很“沉醉”。

“这里的每个实验室都在做‘非常独特’的课题工作;各种高水平科研会议、培训班,对内都是免费的,无论是博后还是PI,都可以参加;虽然地方很小,却让人感觉到每天都在与全世界交流。”

当然,这里也是李波第一次经历“滑铁卢”的地方。虽然迄今已纵横脑科学科研数十年,他印象里最大的困境,依然是在冷泉港博后阶段,那个梦魇般的分子克隆实验。冷泉港正是分子克隆技术的起源地。整整半年,之前没有任何分子克隆经验的他,实验做一个,失败一个,做一个,失败一个……他对自己产生了怀疑。但最终靠着性格里的耐心和细心,找到了问题所在。这时候,带他的更资深的博后Andres Barria(现华盛顿大学教授)才告诉他,李波,你所做的克隆是实验室最大、最难的一个……

20年足够长了,为什么就在冷泉港待了那么久?“其实并不是没有想过去其他地方,其中有两次差点去了,一次是哥伦比亚大学,一次是西奈山医学院,都在纽约。” 李波笑言,他想过去更大一点的科研机构、尤其是有医学院的地方,因为他想做一些和疾病有关的研究。

“但冷泉港毕竟是一个非常独特的地方,想离开是很困难的。”

04 西湖科学家

但李波终究还是离开了。他选择了西湖。

和许多被西湖大学吸引而来的人一样,他也是因为施一公认识这所学校,尔后发现她的“与众不同”。

李波的研究方向,决定了他的研究手段必须“学科交叉”。“比如电生理、神经元功能成像、分子细胞基因等等,都是旨在从多个层面来解析一个生物过程,这样一方面是能够使我们对得出的结论更自信,另一方面是从多层面上进行认识的积累,从而有望转化成药物靶点。”他说。

因为人类对大脑知之甚少,李波的研究往往还会挑战一些既定的知识框架——“这并非是我的出发点,但我们时常想用新技术验证原来的理论,然后就会发现有些以前的结论不太准确,甚至是错误的”。

用前沿的交叉手段,做一个科学道路上的“挑战者”,这样的身影在西湖很多。今年春天,他受邀来西湖讲座,对这里很多年轻PI的研究课题印象深刻,“他们在做非常前沿的工作,也是非常重要的生物学问题”,他嗅到了与冷泉港相似的气息,“有时候你会担心到另一个地方,你还能不能延续以前的发展,对吧?”

图片春天,李波在西湖大学的名师论坛上

而去年秋天已加入西湖的神经生物学讲席教授马秋富,在面对李波“为什么选择西湖大学”这个经典问题时回答道:这里可能是和国际最接轨的一个地方,也是让真正想做科研的人最适应的一个地方。

就新生的李波实验室而言,他们将延续原有的“大脑与行为”研究方向,但在神经环路和细胞层面之外,增加深入到分子层面和基因层面。同时,“大脑与代谢”方向也将继续推进,这是他近两年刚刚启动的重点领域,与人类健康密切相关。“现在代谢性疾病困扰着人类,比如,中国有大量的人群深受肥胖症的困扰。虽然大家知道神经系统、大脑对相关疾病可能有重要的调节作用,但是对其机理认识得还非常得肤浅。这个方向可能会发展出全新的治疗方案。”李波展望道。

延续了在冷泉港的一惯风格,李波实验室向很多学科领域发出了招募令:脑科学、细胞、分子、工程、AI、生物信息学……事实上,他觉得学生的专业并不重要,“动机和热情才是科学研究最重要的驱动力”。

个人简介

李波博士1992年获济宁医学院学士学位(医学);1997年获中国科学院硕士学位(心理学);2003年获加拿大不列颠哥伦比亚大学博士学位(神经科学)。2003—2008年分别在美国冷泉港实验室和加州大学圣地亚哥分校从事博士后研究。2008—2023年历任美国冷泉港实验室助理教授、副教授、教授、Robert Lourie讲席教授。曾获不列颠哥伦比亚大学Chan and Peggy Gunn Prize(2003)、加拿大国立卫生研究院博士后奖学金(2004—2007)、美国Dana 基金会奖(2009)、美国国立卫生研究院新科学家生物行为研究创新奖(BRAINS,2010)、美国脑和行为研究基金会青年科学家奖(2011)和独立科学家奖(2015)、美国冷泉港实验室James M.和Cathleen D. Stone独立科学家奖(2015)、美国冷泉港实验室Winship Herr优秀教学奖(2015)和美国国立卫生研究院脑计划奖(BRAIN Initiative Award,2017、2019)。2023年8月全职到西湖大学工作,任神经科学讲席教授。

李波实验室招聘启事

博后:

https://www.westlake.edu.cn/Careers/OpenPositions/202308/t20230810_30746.shtml

研究员系列:

https://www.westlake.edu.cn/Careers/OpenPositions/202308/t20230810_30757.shtml

 
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