張縣：在港科大（廣州），感受交叉學(xué)科的“極致體驗(yàn)”
系列報(bào)道“英才訪談”
- 第02篇 -
教授檔案
張縣，博士階段在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和中科院上海神經(jīng)所接受神經(jīng)生物學(xué)科研訓(xùn)練。博士畢業(yè)后加入冷泉港實(shí)驗(yàn)室從事情感記憶和行為學(xué)的研究，在此期間被美國大腦及行為研究基金會(huì)（美國精神分裂癥和抑郁癥國家研究聯(lián)盟）評(píng)為青年研究員并獲得項(xiàng)目支持。張縣團(tuán)隊(duì)將利用轉(zhuǎn)基因小鼠等模式動(dòng)物，結(jié)合在體鈣信號(hào)成像、光/化學(xué)遺傳、膜片鉗、動(dòng)物行為學(xué)及生理學(xué)檢測、CRISPR基因編輯技術(shù)等方法探究上述腦科學(xué)難題。他現(xiàn)擔(dān)任香港科技大學(xué)（廣州）系統(tǒng)樞紐生命科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)域（BSBE）助理教授及香港科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)部聯(lián)署助理教授。研究課題包括：情感與動(dòng)機(jī)的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制、神經(jīng)遞質(zhì)及其受體在痛覺信息處理及恐懼反應(yīng)中的作用、杏仁核亞區(qū)及其基因特異性神經(jīng)元的功能、免疫炎癥以及神經(jīng)激素在參與焦慮和抑郁癥形成中的機(jī)制研究等。
人類大腦當(dāng)中有一個(gè)體積不大的區(qū)域，叫做杏仁核，它對(duì)恐懼等情緒至關(guān)重要。張縣的研究就主要圍繞著這個(gè)小小的區(qū)域展開。2015年，張縣結(jié)束了在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士階段的訓(xùn)練，前往美國冷泉港實(shí)驗(yàn)室從事情感記憶和行為學(xué)的博士后研究，一做就是7年。2021年，一直想要回國發(fā)展的張縣，經(jīng)朋友介紹，機(jī)緣巧合的得知了香港科技大學(xué)（廣州），2022年3月，他正式加入了當(dāng)時(shí)還在籌建當(dāng)中的全新大學(xué)。和不同研究背景的老師共同工作、初為人師、與家人更多的陪伴，在港科大（廣州），張縣收獲了很多新的體驗(yàn)。
張縣教授您好！能否為我們科普一下您的研究方向，以及您主要的科研成果？
我的研究領(lǐng)域是行為與情感神經(jīng)科學(xué)，它研究的是大腦處理情緒信息的機(jī)制。我們擁有喜怒哀樂等多種情緒，這些情緒可以影響我們的行為，使我們每天的生活豐富多彩，很多年以后我們甚至都還在回味著當(dāng)年的美好和遺憾。但是，情緒也會(huì)變成惡魔。行為和情感的障礙也會(huì)導(dǎo)致許多精神類疾病的發(fā)生，比如焦慮癥、抑郁癥、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙等。
我的研究主要集中在大腦杏仁核及其上下游神經(jīng)環(huán)路。杏仁核是大腦邊緣系統(tǒng)的一個(gè)部分，在處理人類一些基本情感，如悲傷、高興、追逐獎(jiǎng)賞、逃避懲罰等，有著至關(guān)重要的作用。因此，把杏仁核的結(jié)構(gòu)和功能研究清楚，對(duì)我們理解人類的情緒、研究情感性的精神障礙如何發(fā)生、如何治療，有著重要的意義。
舉個(gè)例子，在現(xiàn)代社會(huì)，焦慮癥和抑郁癥越來越普遍，但是他們的行為表現(xiàn)卻截然不同：焦慮癥的表現(xiàn)是動(dòng)機(jī)行為的過分增加，而抑郁癥的表現(xiàn)是動(dòng)機(jī)行為的過度減少。再比如古語有言“一朝被蛇咬、十年怕井繩”，用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的術(shù)語講叫“創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙”。當(dāng)患者遭遇創(chuàng)傷后應(yīng)急障礙的時(shí)候，他大腦內(nèi)的杏仁核神經(jīng)元會(huì)持續(xù)、過度地發(fā)放。
我近期主要的研究成果主要有兩個(gè)。第一，對(duì)杏仁核的群體神經(jīng)元編碼特性的研究完善了學(xué)界對(duì)于杏仁核神經(jīng)元在學(xué)習(xí)記憶過程中作用機(jī)制的認(rèn)知。學(xué)界原來普遍認(rèn)為，發(fā)生學(xué)習(xí)、記憶的過程后，杏仁核內(nèi)的對(duì)特定刺激反應(yīng)的神經(jīng)元數(shù)量會(huì)增多。但我們的研究卻發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物的杏仁核是通過抑制不相關(guān)的神經(jīng)元的活動(dòng)，從而提高大腦處理信息時(shí)的信噪比，實(shí)現(xiàn)集中精力的學(xué)習(xí)的效果。
第二，一直以來我們知道腦內(nèi)杏仁核這個(gè)區(qū)域和情感有關(guān)，但并不知道是哪些神經(jīng)元在發(fā)揮作用。我的研究發(fā)現(xiàn)了兩類神經(jīng)元，與正向和負(fù)向的情緒直接相關(guān)。通過光遺傳的方法去激活和抑制這兩類神經(jīng)元及其下游神經(jīng)環(huán)路，動(dòng)物會(huì)表現(xiàn)出開心和害怕的行為。這項(xiàng)工作被Nature Neuroscience高亮報(bào)道，我也很幸運(yùn)地獲得了美國大腦與行為研究基金會(huì)（NARSAD）青年研究員獎(jiǎng)及項(xiàng)目支持。
為什么選擇回國加入港科大（廣州）？
其實(shí)我想要回國這個(gè)念頭已經(jīng)很久了。在美國工作久了，逐漸發(fā)現(xiàn)很難有一種主人翁的意識(shí)，而且我的家人都在國內(nèi)，這些應(yīng)該是回國的最大原因。坦白說，一開始我并不了解港科大（廣州），也是機(jī)緣巧合、經(jīng)朋友介紹，才開始慢慢了解。
我在面試的階段就開始感受到，港科大（廣州）的做事風(fēng)格、理念都與我理想中的大學(xué)很匹配。使我堅(jiān)信這會(huì)是一所很好的學(xué)校。
港科大（廣州）立志建設(shè)一所融合學(xué)科大學(xué)，對(duì)我來說非常有吸引力。腦科學(xué)是一門典型的跨學(xué)科交叉領(lǐng)域，涉及到遺傳學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、材料學(xué)、工程學(xué)、計(jì)算科學(xué)、心理科學(xué)、社會(huì)學(xué)以及其他基礎(chǔ)學(xué)科。我對(duì)自己科研方向和科研路徑的規(guī)劃，與港科大（廣州）發(fā)展融合學(xué)科的理念不謀而合。我相信在港科大（廣州），會(huì)很容易找到不同領(lǐng)域的教授開展合作。
還有一個(gè)吸引我的原因是，港科大（廣州）將會(huì)搭建類型豐富、水平尖端的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，供研究人員使用，包括：不同主題的中央實(shí)驗(yàn)室、腦與智能研究所、動(dòng)物中心，等等。在實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)過程中，學(xué)校充分征詢學(xué)術(shù)人員的需求和意見，多個(gè)行政部門提供專業(yè)的配套服務(wù)，對(duì)我們從事的實(shí)驗(yàn)性學(xué)科來說，有很大的幫助。
請(qǐng)和我們分享您加入港科大（廣州）以來的感想、感受。
以前，我身邊的同行、學(xué)者幾乎都是生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的。現(xiàn)在，我在港科大（廣州）系統(tǒng)樞紐，很多老師的研究方向與生物、醫(yī)學(xué)聽起來不相關(guān)，但我們交流起來就發(fā)現(xiàn)，確實(shí)有很多合作的可能性！
比如，我最近跟智能制造學(xué)域的老師們在探討“動(dòng)物可穿戴監(jiān)測設(shè)備” 來實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在體自主神經(jīng)反應(yīng)的檢測；以及“光遺傳技術(shù)中的精確光遞送”課題進(jìn)行精確的單細(xì)胞控制神經(jīng)元活性。不僅僅是我們系統(tǒng)樞紐內(nèi)部交流，當(dāng)與其他樞紐的老師時(shí)，也能碰撞出很多火花。這是我在以前工作中從來沒有過的新鮮體驗(yàn)！
再者，在這個(gè)學(xué)校，完全沒有Hierarchy（階層）的感覺，大家都是平等的，每個(gè)人都相互尊重。我們和校長、院長、系主任談工作時(shí)候都是非常平等的。而且，校領(lǐng)導(dǎo)都非常踏實(shí)、實(shí)干、親力親為。倪校長、李院長親自帶著我們?nèi)ズ歪t(yī)院、和研究機(jī)構(gòu)談合作。系主任對(duì)我們也非常關(guān)心，為我們青年教師解決實(shí)際困難。我和同事們相處很融洽，在這里工作感覺非常舒服。
令我特別感動(dòng)的是，剛來學(xué)校報(bào)到的時(shí)候，我們BSBE學(xué)域的行政同事給了我無微不至的關(guān)懷，幫忙聯(lián)系住宿、安排工位，并且在招生事務(wù)、采購工作等方面都盡心盡力地為我們提供幫助。
學(xué)校的各項(xiàng)設(shè)施設(shè)備更不用說，條件太好了！我在工作之余經(jīng)常跑步，還特別喜歡約同事們一起去打網(wǎng)球、游泳。春節(jié)假期，我家人來到學(xué)校過年。我大女兒悄悄問我：“爸爸，你能不能把這里買下來？”足見學(xué)校的環(huán)境和條件實(shí)在是太好了，我們一家人都非常喜歡，樂于在這里長期工作、生活。
作為一名青年教師，您在港科大（廣州）擔(dān)任“老師”以來體驗(yàn)如何？
在港科大（廣州），我第一次迎來了“老師”的身份，以前主要是做科研。我自己求學(xué)多年，遇到過教學(xué)上不同風(fēng)格的老師，對(duì)成為老師非常憧憬。
我認(rèn)為，做一名老師，首先要自己把知識(shí)理清，才能把知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)傳遞給學(xué)生。上學(xué)期是我第一次給學(xué)生上課，通過上課之前充分的備課和準(zhǔn)備，我很快適應(yīng)了身份的轉(zhuǎn)變。我常常跟學(xué)生說，我沒有把自己當(dāng)成老師，而是當(dāng)成朋友之間進(jìn)行知識(shí)交流和探討。我一定有說得不對(duì)的地方，歡迎他們隨時(shí)指出來，大家共同進(jìn)步。
在課上，我以一些諺語、或是生活中學(xué)生關(guān)心的問題作為引導(dǎo)，來啟發(fā)他們的興趣和思考。我開設(shè)的一門課叫做Brain and behavior（大腦與行為）。在課上我會(huì)問學(xué)生，望梅止渴的機(jī)制是什么？長期的壓力使人長胖還是變瘦？吸引他們討論，查閱資料，主動(dòng)學(xué)習(xí)。
對(duì)于招收學(xué)生的條件，我沒有設(shè)定成績和學(xué)科背景方面的硬性指標(biāo)。我希望，無論學(xué)生的初始是什么起點(diǎn)，都能一直保持探索精神、保持學(xué)習(xí)、保持對(duì)科研的熱情。因?yàn)樽隹蒲凶畲蟮膭?dòng)力就是好奇心、求知欲。?
如果用一句話推介港科大（廣州），邀請(qǐng)更多人才加入，您會(huì)怎么表述？
港科大（廣州）是一所尊重人才、學(xué)術(shù)自由的學(xué)校，不會(huì)制造年齡焦慮、帽子焦慮，是踏踏實(shí)實(shí)做科研的理想圣地，希望全球英才來這里施展才華！
