科学家与青少年面对面 让孩子们领略生命科学的无穷奥妙

超时空分辨微型化双光子荧光显微镜卡通示意图。杨蕙宁绘

　　被蚊子叮了，为什么会感觉痒？细胞的“凋亡”和“焦亡”有什么区别？戴在小鼠头上，能在其活动时观察大脑神经活动状态的精巧显微成像系统是如何研制的……近日，10位获得2017年“中国生命科学十大进展”的科学家及其团队在江苏南京与孩子们面对面，以有趣的报告形式，将我国2017年在生命科学领域取得的重大研究成果展现在中小学生面前，让孩子们领略生命科学的无穷奥妙。

　　1.小白鼠带着跑的显微镜

　　工欲善其事，必先利其器。高端科学仪器制造和创新能力是原始创新的关键手段，历来被认为是我国的“弱项”。然而，北京大学程和平院士团队却在生命科学领域科研仪器上突破技术壁垒取得了重大创新成果——可以让小白鼠带着跑动的显微镜。这让孩子们大叹其精妙。

　　该团队的陈良怡研究员向大家介绍，这个“超时空分辨微型化双光子荧光显微镜”重仅2.2克，大约相当于3粒花生米的重量，小、轻、柔，可以戴在小鼠头上而不影响其活动。此前科学家只能将小鼠头部固定来进行研究，这个仪器让我国科学家在世界上首次在小鼠自由活动状态下获取了清晰、稳定的大脑神经元和神经突触活动情况，研究结果发表在2017年7月的《自然·方法》期刊，并申请了6项国家发明专利和1项国际专利。目前，来自德国马普神经生物学研究所、美国斯坦福大学等科研机构的科学家准备借助这个科研仪器开展研究。“国际上很多科学家已经与程和平沟通，希望可以使用这个仪器。”中国科协生命科学学会联合体副秘书长王小宁说。

　　陈良怡告诉现场的中小学生们，他们“希望依靠这样的原创技术，构建一个大规模、并行化的成像平台，从生命科学的个体式研究发展成工厂化、流水线式的科研平台，从而形成支撑我国面向国际的脑科学研究体系。”陈良怡说，另一方面，这个显微镜未来还可以作为临床医疗检查用的内镜，例如可以帮助医生更好地看到肿瘤的边界，更准确地切除肿瘤等。

　　2.打开人类健康的希望之门

　　“细胞焦亡”，中国科学院院士邵峰报告的这个关键词引起了孩子们的窃窃私语：“焦亡？会不会写错了，难道不应该是凋亡吗？”但随着报告的展开，大家明白“焦亡”与“凋亡”是两种完全不同的细胞死亡过程，凋亡是正常的，而焦亡的细胞则会炸开，并释放出促炎因子，让人们出现发炎的病症。那么，谁来决定细胞究竟是会焦亡还是凋亡？这是邵峰的研究内容，他不仅揭示了决定细胞死亡方式的全新机制，还以此为基础发现了化疗药物引起副作用的重要原因，这项研究成果发表在2017年的《自然》杂志上。

　　正值夏季，被蚊虫叮咬后瘙痒难耐的苦楚人人都曾体验，中科院上海神经科学研究所孙衍刚研究员所带来了“痒的奥秘”。这个报告，一下子引起了孩子们的兴趣。“那么，痒觉信息又是如何通过脊髓传递到大脑的？”从“痒”入手，孙衍刚介绍了他的团队发表在2017年《科学》期刊上的《痒觉信息传递的神经环路机制》这项神经科学领域的重要进展。“脊髓中的一种神经元将痒觉信息传递到脊髓投射神经元，再进一步传递到大脑中的臂旁核这个部位，这是我们找到的痒觉信息进入大脑的第一站。”孙衍刚说。