傳木鐸金聲，展京師風(fēng)范，講述北師大人自己的故事。
2017年12月20日，頂級(jí)國(guó)際腦科學(xué)學(xué)術(shù)期刊《神經(jīng)元》（Neuron）發(fā)表了實(shí)驗(yàn)室章曉輝教授課題組關(guān)于腦電波生成機(jī)制的最新發(fā)現(xiàn)，這是實(shí)驗(yàn)室繼2017年4月在《自然-神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）上發(fā)表關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)的大腦環(huán)路基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)后，又一具有國(guó)際重大影響力的科研發(fā)現(xiàn)。
一、走進(jìn)不起眼的小平房
在師大科技樓的東邊有一排很不起眼的小平房，從外面看上去這排小平房著實(shí)普通，這里就是北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和學(xué)習(xí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。走進(jìn)里面一看，一方面，不僅內(nèi)在的布局十分精致、環(huán)境十分舒適，洋溢著一種大家庭的和諧與溫馨。另一方面，各類(lèi)實(shí)驗(yàn)室的儀器擺放也是錯(cuò)落有致、整齊有序，彰顯著實(shí)驗(yàn)室一貫的嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真。在這里，你不會(huì)為時(shí)光滴答滴答地流逝而焦慮，你不會(huì)為任何外在的瑣事所干擾，你也不會(huì)為信息時(shí)代鋪天蓋地的消息而掩埋。走進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室就意味著摒棄一切雜念全身心地投入，這里注定是為那些以科研為志業(yè)的人準(zhǔn)備的。
駐足在實(shí)驗(yàn)室的學(xué)術(shù)墻前一眼望去，心中的敬意油然而生。只有真正在這里感受一番，你才能明白，在頂級(jí)國(guó)際期刊發(fā)文的背后是這個(gè)團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期不懈的堅(jiān)持與努力，每一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)的取得都是這個(gè)團(tuán)隊(duì)集體智慧的結(jié)晶。章曉輝解釋?zhuān)拔覀儼l(fā)論文主要是以質(zhì)量取勝，我實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)是每年在我們專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域國(guó)際排名前幾位的期刊上發(fā)一至兩篇論文。在科研中，注重質(zhì)量永遠(yuǎn)是第一位的，而你要做有質(zhì)量的東西就意味著你必須要投入更多的精力，這是一個(gè)漫長(zhǎng)的學(xué)習(xí)過(guò)程，來(lái)不得半點(diǎn)浮躁。只有做有質(zhì)量的東西才能真正使自己有所提升，才能產(chǎn)生學(xué)術(shù)影響力?！?/span>
當(dāng)我們與他談及課題組于2017年12月在《神經(jīng)元》（Neuron）上發(fā)文一事，他謙和地說(shuō)到，“能有這樣的成果靠的是我們課題組全體成員的辛勤努力，發(fā)文本身不值得慶賀，重要的在于我們自己多年探索的成果取得了國(guó)際學(xué)界的高度認(rèn)可，這對(duì)我們課題組全體成員來(lái)說(shuō)是一個(gè)莫大的鼓舞?！笔聦?shí)上，從2007年開(kāi)始，章曉輝就一直向《神經(jīng)元》（Neuron）投稿，基本每年都要投一篇，但都沒(méi)成功。如今他的投稿郵箱依然清晰地記錄著每一次的投稿信息，有的是被立即拒絕掉了，有的是經(jīng)過(guò)審稿之后被拒絕的?！暗@并不妨礙我繼續(xù)往前走，每年都會(huì)努力嘗試，總共投了有九稿之多，今年總算有個(gè)好結(jié)果，這是一個(gè)需要不斷積累的過(guò)程，過(guò)程做好了，結(jié)果自然也不會(huì)差?！?/span>
二、不積跬步，何以至千里
不積跬步，何以至千里？要做出有國(guó)際影響力的重大發(fā)現(xiàn)，最重要的是要善于在日常的科研中不斷積累新的想法，再由這些不成熟的想法漸漸發(fā)展形成開(kāi)拓的系統(tǒng)的觀(guān)點(diǎn)，沒(méi)有這一步也就沒(méi)有科研的創(chuàng)新?！拔以?003年回國(guó)以后就一直在從事神經(jīng)環(huán)路功能和可塑性的研究，很多研究的想法都是在這個(gè)過(guò)程中逐漸積累和凝練出來(lái)的，2013年來(lái)到重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以后，憑借實(shí)驗(yàn)室提供的優(yōu)勢(shì)平臺(tái)和科研資源，我的很多想法就能夠付諸實(shí)踐了。你要知道像我們這樣擁有這樣規(guī)模先進(jìn)硬件設(shè)備的神經(jīng)電生理實(shí)驗(yàn)室在國(guó)際上并不多?！?/span>
同時(shí)，要做出有國(guó)際影響力的重大發(fā)現(xiàn)，還離不開(kāi)技術(shù)方面的日積月累。實(shí)驗(yàn)室一直緊盯于學(xué)習(xí)記憶背后的相關(guān)神經(jīng)機(jī)制研究。2017年4月，章曉輝課題組在《自然-神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）上面發(fā)文揭示了大腦重要腦區(qū)（海馬）如何參與學(xué)習(xí)過(guò)程。而12月的這一篇是關(guān)注神經(jīng)腦區(qū)以及其中的神經(jīng)元是如何展開(kāi)工作的，“盡管我們實(shí)驗(yàn)室目前的研究能力還達(dá)不到對(duì)整個(gè)大腦的神經(jīng)元進(jìn)行系統(tǒng)研究，但我們可以研究其中某一部分神經(jīng)元的工作機(jī)理，比如我們現(xiàn)在研究視覺(jué)感知或?qū)W習(xí)相關(guān)的神經(jīng)元信息編碼和存儲(chǔ)的工作機(jī)制，可推進(jìn)了解人腦學(xué)習(xí)記憶的工作機(jī)理等?！?/span>
據(jù)章曉輝介紹，國(guó)內(nèi)對(duì)這些特定神經(jīng)元的追蹤研究實(shí)際上已經(jīng)有十幾年的時(shí)間了。以前研究人員都是把動(dòng)物大腦取出來(lái)，切成很薄的組織片進(jìn)行靜態(tài)研究，這種研究方法雖然能夠清楚地觀(guān)察到腦細(xì)胞，但由于取出的細(xì)胞是一個(gè)離體的系統(tǒng)，研究人員看不到神經(jīng)元在大腦整體系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)活動(dòng)過(guò)程?！岸F(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)可以通過(guò)在一些完整的、清醒的動(dòng)物大腦上面做研究，進(jìn)而更生動(dòng)地探測(cè)腦細(xì)胞及其形成的神經(jīng)環(huán)路的工作原理。具體而言，就是在確保實(shí)驗(yàn)動(dòng)物大腦清醒的狀態(tài)下，給予實(shí)驗(yàn)動(dòng)物一定的外界感覺(jué)刺激，使其產(chǎn)生一定的大腦活動(dòng)，然后采用國(guó)際最先進(jìn)光遺傳操控技術(shù)和高密度多道電極記錄技術(shù)分別操控、記錄和甄別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中不同類(lèi)型神經(jīng)元的放電活動(dòng)?！碑?dāng)然類(lèi)似這樣的技術(shù)積累還有很多，再比如，為了確保實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)，章曉輝在師大建立了第一個(gè)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物基地，里面培育有他和其它實(shí)驗(yàn)室的近30多種轉(zhuǎn)基因小鼠，用于實(shí)驗(yàn)的小鼠就是由基地精心培育出來(lái)的?！罢强恐@樣一些技術(shù)上的積累和保障，所以我們就可以去做一些非常有挑戰(zhàn)性的研究，進(jìn)而有所發(fā)現(xiàn)。”
三、沒(méi)有問(wèn)題導(dǎo)向，就沒(méi)有創(chuàng)造性研究
雖然新的想法和技術(shù)的累積都是構(gòu)成基礎(chǔ)科研取得突破性進(jìn)展的關(guān)鍵因素，但這僅是就研究過(guò)程本身而言的。如果就研究創(chuàng)新的角度而言，新的想法往往對(duì)基礎(chǔ)研究的開(kāi)展起決定性作用。因?yàn)闆](méi)有新的想法，技術(shù)攻關(guān)也就失去了方向。
因此，實(shí)驗(yàn)室自創(chuàng)立以來(lái)就將創(chuàng)造性研究作為自己的科研定位，在多年的研究實(shí)踐中，章曉輝和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)形成了自己特有的創(chuàng)造性研究路徑。
在實(shí)驗(yàn)室，小到一根一根的微電極，大到3D打印機(jī)甚至一些復(fù)雜的精密記錄系統(tǒng)，都是實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)或搭建出來(lái)的。在章曉輝看來(lái)，要作出有創(chuàng)造性的研究成果，最根本的就是要面向?qū)嶒?yàn)需要、堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向。比如，目前章曉輝課題組正在做腦網(wǎng)絡(luò)電活動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究，這是在國(guó)際上長(zhǎng)期困擾科學(xué)家的一個(gè)難題，“雖然在技術(shù)和知識(shí)積累上還沒(méi)有達(dá)到一個(gè)成熟度的時(shí)候，這個(gè)問(wèn)題難以有比較重大的突破。但只要有了這樣的問(wèn)題導(dǎo)向，技術(shù)和知識(shí)積累總會(huì)越積越多，研究的廣度總會(huì)在一點(diǎn)一滴地量變中接近質(zhì)變的飛躍，研究的深度也總會(huì)在對(duì)現(xiàn)象的全方面觀(guān)察中達(dá)到對(duì)規(guī)律本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。”
在具體科研實(shí)踐中，很多研究工作者雖然也都自覺(jué)在科研中堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向，但問(wèn)題在于堅(jiān)持什么樣的問(wèn)題導(dǎo)向？這一問(wèn)題實(shí)際上包含有兩部分內(nèi)容，第一，究竟什么問(wèn)題才是值得科研人員高度重視并堅(jiān)持不懈研究下去的？第二，科研人員怎么才能在日常的科研工作中發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的問(wèn)題？在章曉輝看來(lái)，“要作出有創(chuàng)造性的研究成果，前提是必須要關(guān)注專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域那些一直存在的基礎(chǔ)性問(wèn)題。”另外，發(fā)現(xiàn)這些基礎(chǔ)性問(wèn)題其實(shí)并不困難，一方面，“我經(jīng)常會(huì)建議我的學(xué)生，一開(kāi)始盡量不要去讀大量文獻(xiàn)，往往會(huì)埋在里邊理不出頭緒，而更應(yīng)該去讀教科書(shū)，教科書(shū)上會(huì)告訴你領(lǐng)域中長(zhǎng)期存在的基礎(chǔ)性問(wèn)題。”另一方面，章曉輝也喜歡鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立地批判反思，引導(dǎo)學(xué)生從一些眾人皆知的知識(shí)和定律入手，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)值得研究的問(wèn)題?！皩?duì)于那些眾人皆知的定律、知識(shí)你能不能用一些新的發(fā)現(xiàn)來(lái)補(bǔ)充它抑或挑戰(zhàn)它，如果你采用新技術(shù)方法做出的發(fā)現(xiàn)完全或部分地推翻了它，那你就會(huì)在這個(gè)領(lǐng)域知識(shí)上寫(xiě)下重要的一筆?！?/span>
四、營(yíng)造踏實(shí)進(jìn)取的實(shí)驗(yàn)室文化，激發(fā)學(xué)生的主體創(chuàng)造力
在章曉輝看來(lái)，他和課題組之所以能保持研究的靈感和動(dòng)力，很大程度上得益于實(shí)驗(yàn)室多年積淀形成的以“勤奮踏實(shí)、創(chuàng)新進(jìn)取”為核心要義的文化精神。
首先，保持科研的熱情和興趣是從事研究的最基本前提。科學(xué)研究在本質(zhì)上是探索未知的過(guò)程，但這種探索決不是輕易就能實(shí)現(xiàn)，期間不能不經(jīng)歷許多挫折失敗，如果沒(méi)有極高的熱情和興趣，學(xué)生很容易半途而廢。所以，必須注重培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣，使學(xué)生的科研興趣真正建立在內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力的自發(fā)性基礎(chǔ)之上。
其次，鼓勵(lì)學(xué)生一定要瞄準(zhǔn)領(lǐng)域內(nèi)最前沿的基礎(chǔ)問(wèn)題。“我們的學(xué)生基本是以碩士研究生招收進(jìn)來(lái)，在神經(jīng)科學(xué)研究方面從一張白紙開(kāi)始訓(xùn)練。目前我們實(shí)驗(yàn)室的做法是，鼓勵(lì)學(xué)生一定要鉆研最前沿的基礎(chǔ)問(wèn)題，沉下心去下一番心無(wú)旁騖的苦功夫。由于兩年到三年的碩士培養(yǎng)往往達(dá)不到這樣的目標(biāo)，所以我們一般會(huì)鼓勵(lì)說(shuō)服碩士生繼續(xù)在實(shí)驗(yàn)室讀博。”為了讓學(xué)生領(lǐng)略最前沿的科研動(dòng)態(tài)，章曉輝從2014年開(kāi)始，在國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室支持下創(chuàng)立“京師學(xué)堂”腦科學(xué)前沿系列講座，定期邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)、外知名學(xué)者來(lái)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行學(xué)術(shù)講座，現(xiàn)已舉辦了50個(gè)高水平學(xué)術(shù)講座，他希望通過(guò)這樣的講座不僅能讓學(xué)生開(kāi)拓學(xué)術(shù)視野，而且能讓他們真正明白什么是高質(zhì)量的科研成果，從而最大限度地激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的科研興趣。
最后，鼓勵(lì)學(xué)生把目標(biāo)放得高遠(yuǎn)一些，下苦功夫作出高質(zhì)量的論文，爭(zhēng)取在國(guó)際頂尖的期刊雜志上發(fā)表?！拔覀兿Ｍ麑W(xué)生在研究的積累中作出有顯示度的工作，所謂‘有顯示度的工作’，對(duì)學(xué)生而言，就是你要能在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)排名前幾位的期刊雜志獨(dú)立地發(fā)表自己的研究成果?！?/span>
五、做有顯示度的科研，努力在教科書(shū)上留下一筆
在交談中，我們發(fā)現(xiàn)章曉輝總是談及要做“有顯示度的科研”，顯然，做“有顯示度的科研”是他對(duì)自己科研工作自覺(jué)的內(nèi)在的本質(zhì)規(guī)定。但這種“有顯示度的科研”究竟指向什么？有什么具體內(nèi)涵？
首先，“有顯示度的科研”意味著一種“科研根據(jù)地”意識(shí)，就是說(shuō)要?jiǎng)澏ê米约旱难芯款I(lǐng)域和范圍。什么都研究，必然是什么都研究不深、不精，自然也就談不上做“有顯示度的科研”。上世紀(jì)九十年代，章曉輝在中科院生理研究所攻讀碩士學(xué)位，那里是中國(guó)神經(jīng)電生理研究的發(fā)源地，從那時(shí)起，他就一直從事神經(jīng)電生理的研究，因?yàn)樗墙沂敬竽X工作原理的最終技術(shù)手段之一。直到今天，二十多年過(guò)去了，不管具體的研究問(wèn)題怎樣變換，但中心都是圍繞神經(jīng)電生理而展開(kāi)的。
其次，章曉輝始終重視對(duì)基礎(chǔ)問(wèn)題的研究，注重發(fā)現(xiàn)在一些看似沒(méi)有疑惑的原理問(wèn)題上找到可疑之處。比如，就人體神經(jīng)疾病的研究來(lái)說(shuō)，章曉輝一貫主張與其片面地研究神經(jīng)疾病本身的病理，倒不如先去了解大腦自身的一些機(jī)理?！拔覀儗?shí)驗(yàn)室曾經(jīng)做過(guò)一些疾病模型的研究，但做完以后才發(fā)現(xiàn)，我所能做的只能是一些簡(jiǎn)單的描述性的東西，真正要去研究其內(nèi)在機(jī)制還需要有很深入得研究才行。所以，后來(lái)我們實(shí)驗(yàn)室就果斷調(diào)整方向，沿著基本問(wèn)題去展開(kāi)，提出一些原理性的問(wèn)題，比如單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞是怎么進(jìn)行神經(jīng)計(jì)算的？神經(jīng)細(xì)胞怎么連在一起？……等等?！?/span>
再次，“有顯示度的科研”在一定程度上也意味著將基礎(chǔ)科研的成果能應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)生活，轉(zhuǎn)化為一定的社會(huì)效益?！翱茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科研成果不應(yīng)局限停留于少數(shù)科學(xué)家或科研工作者的學(xué)術(shù)交流探討中，而應(yīng)該積極向社會(huì)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化。比如，通過(guò)揭示大腦神經(jīng)元的一些工作機(jī)理，在很大程度上能推動(dòng)對(duì)智能計(jì)算和人體部分疾病的研究，進(jìn)而對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生積極有益的影響?！?/span>
最后，對(duì)于章曉輝自己而言，最重要的就是希望通過(guò)自己認(rèn)真扎實(shí)地研究，在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)積累上面作出自己力所能及的貢獻(xiàn)。用他自己的話(huà)說(shuō)，“我希望有朝一日，我和我的課題組能在權(quán)威的教科書(shū)上留下屬于我們的一筆。對(duì)一個(gè)科研工作者而言，任何外在的名利都不過(guò)是轉(zhuǎn)瞬即逝的東西，但在知識(shí)積累上留下一筆卻是實(shí)實(shí)在在的。個(gè)體的生命有限，但歷史經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的積累卻始終在延續(xù)。一個(gè)科研工作者只要能通過(guò)自己正直、誠(chéng)實(shí)、辛勤的科研勞動(dòng)為自己專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的積累留下一筆，這就是最大的欣慰了?！?/span>
基礎(chǔ)科研的創(chuàng)新突破離不開(kāi)一代又一代科研工作者的接力奮斗，在這種接力奮斗中，科研經(jīng)驗(yàn)得以不斷累積，科研認(rèn)識(shí)得以漸漸深化，科研智慧得以成倍增加。當(dāng)前，我們已進(jìn)入了決勝全面建成小康社會(huì)的關(guān)鍵時(shí)期，不久就要開(kāi)啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的壯麗征程，真正迎來(lái)實(shí)現(xiàn)民族復(fù)興的光明前景。面向新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，我們比以往任何時(shí)候都更加需要基礎(chǔ)科研取得原創(chuàng)性、突破性、關(guān)鍵性的成果。只有以世界一流的眼光和標(biāo)準(zhǔn)在基礎(chǔ)科研中不斷耕耘，以創(chuàng)新性的思維對(duì)原有成果進(jìn)行批判性反思，才能真正推動(dòng)我國(guó)基礎(chǔ)科研在新時(shí)代迎來(lái)新的長(zhǎng)足進(jìn)步。衷心祝愿北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在基礎(chǔ)研究方面作出更多貢獻(xiàn)，也祝愿章曉輝和他的課題組作出更多“有顯示度”的高質(zhì)量科研成果。
章曉輝，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授。1994年畢業(yè)于原杭州大學(xué)生物系，1999年獲中國(guó)科學(xué)院上海生理所神經(jīng)生物學(xué)博士學(xué)位。1999-2002年在美國(guó)UC San Diego 和UC Berkeley從事神經(jīng)可塑性方面博士后研究，期間獲International Human Frontier Science Program（HFSP）long-term fellowship資助。2003年獲中科院“引進(jìn)國(guó)外杰出人才（百人計(jì)劃）”資助，任中科院神經(jīng)科學(xué)所神經(jīng)可塑性組聯(lián)合組長(zhǎng)；2004-2006年獲HFSP Career Development Award；2007-2013任中科院神經(jīng)科學(xué)所神經(jīng)元信息處理與可塑性組組長(zhǎng)，研究員，博士生導(dǎo)師；2010年獲中國(guó)科學(xué)院優(yōu)秀研究生指導(dǎo)教師獎(jiǎng)與賽洛菲?安萬(wàn)特優(yōu)秀青年科學(xué)家獎(jiǎng)。2013年9月，加入北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和學(xué)習(xí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。2017年獲中國(guó)神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)“張香桐神經(jīng)科學(xué)青年科學(xué)家”至高榮譽(yù)（該獎(jiǎng)項(xiàng)每?jī)赡暝u(píng)選1-2位）。