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网红博后发《科学》！希望激励更多女生做科研

2023.7.21

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/7/505216.shtm

7月21日凌晨，张安琪“闷头”做了5年的研究在Science上发表了。今年刚满30岁的她，身兼这篇论文的第一作者和通讯作者。这个名字，和这张明媚的笑脸，可能会让你感到有一点点熟悉。没错，10年前，她曾以“门萨女孩”“复旦学霸”的称号走红网络。19岁实现经济独立，“月入5万”成为许多同龄人耳熟能详的励志传奇。

张安琪童话般流传的故事随着她本科毕业戛然而止。那年，她赴美国哈佛大学读博，自此很少再在社交网络上发声。

时隔多年，如今张安琪在斯坦福大学化学工程与生物工程系做博士后，师从鲍哲南和Karl Deisseroth两位教授。在接受《中国科学报》采访时，张安琪说，这项研究让她真正体会了独立科研，“不仅亲力亲为做实验，还要协调整项研究、向外拓展合作。这段经历，对我之后建立自己的实验室也是很大的助益”。

不用开颅即可植入大脑的探针，或将造福患者

世界卫生组织预测，到2040年，神经退行性疾病将会取代癌症，成为人类第二大致死疾病。这是由于神经退化而导致患者功能障碍的一类疾病，典型的有帕金森综合征、老年痴呆症、渐冻症、亨廷顿舞蹈症等。然而面对这些疾病，人类迄今能做的事情非常有限。张安琪的这篇论文，可能为人类对抗神经退行性疾病的武器库，增加一柄小巧而轻灵的“宝剑”。她带领团队开发了一种“比头发丝还细”的血管内神经探针，可植入啮齿动物大脑中直径100微米以下的血管中，由于质地柔软，不会对大脑或血管造成任何损伤。更令研究人员欣喜的是，该探针的免疫反应极小，且能在体内长期稳定存在，很有希望用于检测和干预神经系统疾病。

Science论文在这项研究成果出现之前，脑机接口技术被广泛应用于神经系统疾病的诊断治疗中。成熟的脑机接口装置主要有两种类型，但它们各有局限性。第一类是大家常说的“脑电图”，就是将电极放在头皮外面，检测大脑中的信号。这种方法是无创的，但只能检测脑内的一个平均信号，无法精确到每个神经细胞的信号。第二类装置则是需要进行开颅手术植入脑内的“深部电极”。它能做到精确检测每个细胞不同的电信号，但对病人的伤害较大。很多病人根本不愿接受开颅手术，所以深部电极很难在临床上推广。那么，有什么方法可以既保证精度，又不伤害病人的脑部组织呢？这是2018年时，25岁的张安琪头脑中反复回想的问题。彼时她正在哈佛大学读博，师从著名教授Charles Lieber。脑机接口是当时实验室的研究方向之一。而Lieber实验室所擅长制作的柔性电极，相比于传统的金属电极，能大大减少对大脑的伤害。

张安琪与Charles Lieber 张安琪把实验室的这些优势方向结合在一起，希望能设计出不需要开颅，就能定向植入大脑特定位点的柔性探针。她从心脏支架植入术获得了灵感。这种手术在临床上已经非常成熟，不需要开胸，只需要在腿部或手臂开一个小口，沿着蜿蜒的血管，就足以把支架送到心脏中去。 “这个操作对装置的设计要求很高，因为血管很长很细，而且是弯弯曲曲的。特别是动脉，还一直在跳动。”张安琪告诉《中国科学报》，“这就要求放进去的柔性电极不能太硬也不能太软，太软会在血管里卷作一团，阻塞血流而导致中风；太硬则会伤害血管壁。因此，调节这个装置的力学性质就是工作成功的关键。”

明确了研究目标，找准了突破方向，张安琪开始了漫长而艰难的实验。

独挑研究大梁，她自己找合作者

在此之前，类似研究采用的实验动物，都是像羊这类的大型动物。张安琪给自己提升了难度等级，她选择大鼠作为实验动物。大鼠的脑部血管更加微小精细，对柔性探针的大小、灵活性和操作的精确性等都提出了更大的挑战。如果实验在大鼠上能成功，那么未来应用于人体无疑会更加容易。 “你看，我设计的这整个装置比头发丝要细一些。放大来看，形状就像羽毛一样。中间是比较硬的一条丝，叫作导丝，控制着整个装置的力学性质；周围则是网状结构，是比较软的部分。”张安琪在电脑屏幕上细致地向《中国科学报》解释着。把这个探针放入充满生理盐水的导管中，用注射器注入大鼠的颈部，就可以将其输送至大鼠的大脑底部。在这里，探针会遇到一个“向左走or向右走”的难题。向左走，是大脑中动脉（MCA），通往大脑皮层；向右走，是大脑前动脉（ACA），通往嗅球。可探针上没有方向盘，要怎么才能实现精准定向呢？

实验示意图张安琪想到，这两条血管的弯曲角度不同，或许可以通过改变导丝的粗细来调节探针的弯曲程度，从而让探针自行找到最适宜通过的转弯。经反复实验，她找到了导丝最适合的两个宽度，分别是25微米和75微米。这样，两根“羽毛”能够分别顺利进入两条不同的血管，从而检测大脑不同区域的电信号。 “闷头”实验多年后，张安琪把自己的心血投稿到Science，仅仅两个月就被接收了。值得一提的是，张安琪既是本文第一作者，也是共同通讯作者。从最初的idea，到后来的设计、规划和主要执行部分，主要都是她完成的，就连所有合作者都是自己找到的。张安琪本身的专业优势在于设计探针装置，但后期那些超高难度的动物实验，她会请合作者手把手教她，不放过任何一个掌握新技能的机会。

“在哈佛时，Charles Lieber教授给过我很多指导；到斯坦福以后，就都是自己做了。”张安琪说，“一作兼通讯的意义就在于真正体会独立，不仅亲力亲为做实验，还要协调整项研究、向外拓展合作。这段经历，对我之后建立自己的实验室也是很大的助益。”

阅尽千帆，科研是“最好的人生选择”

从复旦到哈佛，再到斯坦福——不管张安琪在过去10年间如何低调，她金光闪闪的履历，依然吸引着人们的好奇和关切。

张安琪她早年的人生经历，已经丰富得令人惊讶：19岁就成为新东方最年轻的托福老师，在暑假一个月赚到5万元钱，实现了“经济自由”；加入“世界顶级智商俱乐部”——门萨俱乐部，数次担任门萨入会测试的主考官；大二时自学编程，还成为国家认证翻译；21岁时就手握5篇一作SCI论文…… 与网络热度相伴而来的，难免会有一些质疑：搞这么多，会不会“贪多嚼不烂”？在网络上走红的女生，真的会安心做科研吗？ 10年过去，褪去了“网红”“女神”这些过分浮夸的标签，张安琪用自己的成果回答了这些问题。 “我过去的各种经历，其实反而坚定了我选择科研的决心。”她说，“比如我本科前两年，花了很多时间在科研上，但没有任何成果出来。在我很沮丧很怀疑的时候，看到身边的同学都过得那样丰富多彩，于是我也尝试去新东方应聘英语老师。这让我有机会看看其他的职业选择是什么样的。结果就是，我经历得越多，就越坚定了做科研的理想。” 她这样描述自己的理想：“我就是非常喜欢这些研究，希望能治疗很多病人，为人类的健康作贡献。我的行动力也来源于这份热爱。” 谈及过去走红网络对自己的影响，张安琪表示，既不后悔，也不留恋。 “那几年，我收到过很多同学的来信，其中不少是女生。她们告诉我，我的故事激励了她们。这让我非常高兴，因为虽然现在有更多女生做科研，但男女比例依然不平衡。就像鲍哲南教授是我的女性榜样一样，我也希望自己可以鼓励更多女生参与科研工作。”

从左至右：鲍哲南、张安琪 “开始读博后，科研工作变得更加繁忙，确实没有精力在社交网络上多说什么。我希望能把更多的经历放在开展更有意义的科研工作上。” 对于未来，张安琪有非常明确的规划。她想要继续从事脑机接口方向的研究，为人类健康作出更多贡献；另一方面，她想要成为Charles Lieber那样的教授，不仅擅长科研，也擅长培养人才，不仅是名好科学家，也是一名好老师。论文DOI: 10.1126/science.adh3916

*本文图片由受访者提供

《科学》,女性,神经探针,脑机接口

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