在神經科學領域中最為緊迫的問題是什麼?| 對話科學家

2020-11-30 澎湃新聞

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Nikos K. Logothetis（N.K.L.）是德國圖賓根馬克斯·普朗克生物控制論研究所（MPIBC）的認知過程生理學系主任，同時也擔任英國曼徹斯特維多利亞大學（VUoM）的教員、圖賓根大學生物系名譽教授、希臘雅典醫科大學客座教授，並將於2021年擔任中國科學院上海腦科學與智能技術卓越中心國際靈長類腦研究中心（ICPBR）主任。N.K.L.還是德國利奧波迪納國家科學院（German National Academy of Sciences Leopoldina）院士、羅丹科學院（Rodin Remediation Academy）成員、美國藝術與科學院的名譽會員，也是美國國家科學院的外籍研究員。Cell Press旗下期刊Neuron邀請他進行了一次專訪，請他從廣義科學到腦神經學發展闡述了自己的洞見。

*以下內容為中文翻譯，僅供參考，請以英文原文為準。

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科學家專訪

節選翻譯了部分採訪內容，與大家分享。

Cell Press：您認為當今科學面臨的最大問題是什麼？

Nikos K. Logothetis:我認為許多問題都可以歸結為眾愚政治和短期思考。有非常多的人認為廣義上的研究需求巨大，但是他們對某個問題一無所知，更不必說理解某一主題的基礎研究了，這是我完全想像不到的。這種洞察力的缺乏對人類造成了巨大的破壞，這使得好奇心驅動的研究變得微不足道。這最終導致了人們完全無知的期望——周三提出的「正確」研究能在周四前解決一個重要的問題。這種相當不幸的態度也反映在當前的基金申請體系中。在該體系中，致力於基礎研究的高素質研究人員為了使他們的基金申請得到批准而間接地被迫作出虛假承諾。嚴肅認真的研究人員可能不得不提出，例如，對蠅類的研究將有助於解決抑鬱症或成癮的問題。如果研究人員承認自己進行的是基礎研究，他們就約等於切斷了自己的資助來源，這對於整個世界來說意味著什麼呢？

Cell Press：關於科學對社會的作用，您有什麼看法？

Nikos K. Logothetis:科學，或者說至少是基礎研究，並沒有短期目標，也不太可能為當前COVID-19大流行這樣突然出現的嚴重問題提供短期解決方案。同時，我們需要牢記於心，當一個至關重要的問題出現時，能否有效地應對該問題在一定程度上取決於該問題的難度，但更重要的是，這取決於現有的背景知識，這些知識讓我們可以構建一個有意義的戰略計劃。這些「背景」信息可能多種多樣，並且所有相關發現通常都是曾經受好奇心驅動的基礎研究產物。

無數的例子表明，僅僅是聰明的頭腦對理解世界的渴望推動了基礎的實驗或理論發現。雖然這些發現最終也可用於解決實際問題或開發技術，但這是偶然的，並非其最初的目標。

在神經科學領域，幾乎每個人都承認有必要進行神經系統和精神障礙的研究。但是這類疾病是否反映了大腦中單個位點的功能障礙？如果真的如此，修復某個部位就能神奇地消滅強迫症或精神分裂症嗎？不幸的是，這兩個問題的答案都是否定的。全腦系統和子系統的故障往往是潛在的問題，而我們對哪些系統出了故障、它們在特定時間的「狀態」如何，以及在健康和受損的大腦中如何發生狀態轉換，都知之甚少。

Cell Press：您認為在神經科學領域中最為緊迫的問題是什麼？

Nikos K. Logothetis:正如我剛才提到的一個至關重要的問題——什麼是大腦的「狀態」？我們需要了解正常大腦和受損大腦中多結構活動的原理和動力學。我們需要可以通過基因工程得到的病理模型。在這種情況下，對非人類靈長類動物（NHP）的研究工作是必不可少的。如果我們選擇放棄NHP研究，那麼我們就需要接受這些疾病是不可避免的，而且最終是無法治癒的。

Cell Press：您對神經科學領域未來的哪個研究方向最感興趣?

Nikos K. Logothetis:我相信，動物和人類的系統神經科學研究將會出現最激動人心的發展。系統神經科學與遺傳學和分子神經科學在真正意義上的結合（而不僅僅浮於形式）可以顯著地提高我們對系統結構和功能/動態組織的理解。行為特徵記錄是上述領域內所有研究的先決條件。

Cell Press：您認為神經科學領域最有力的進展潛力和新突破是什麼？

Nikos K. Logothetis:認知、理論和系統神經科學的融合交匯可能會極大地加深我們對神經系統的理解。但是，這絕不是一件容易的事，記住這一點非常重要。通常，由於學科之間的溝通存在各種各樣的問題，實驗和理論並不能提供預期的協同作用。實驗人員如果看到一頁又一頁論文寫滿難以理解的耦合微分方程，那就像是經歷了過敏反應一樣，而且這種情況十分常見。與此同時，理論學家執著於與實驗現實之間沒有明顯聯繫的無窮無盡的數學公式，這種情況也並不少見。兩種現象都不是我們希望看到的。我認為，多學科的教育環境應當已經成為了本科階段學習的中心特徵。

Cell Press：您如何看待動物研究的現狀以及社會的接受程度？

Nikos K. Logothetis:我認為，動物保護極端主義者的活動已經進入了一個新的階段，所有科學促進協會和政府都必須在捍衛研究方面採取強有力的立場。否則，動物保護極端主義的倡議可能會危害全球的基礎研究。聲稱基礎科學無用，或此類研究從未對醫學進步做出任何貢獻的說法是荒謬的，反映了持有這些觀點的人的無知，或者這僅僅是一種吸引捐款的策略。幾千年來，人類之所以死亡，是因為他們無法得到很好地醫療照護。當然，也有人可能採取這樣的立場——人類不應出於自身的醫學利益而使用動物進行實驗。在歐洲，只有少數人持這種觀點。如果大多數人都遵循這一觀點，那麼基礎醫學研究將在很大程度上陷入停頓。但是，如果整個社會決定放棄動物實驗，那麼也必須完全接受其後果。在這種情況下，就需要達成一項在倫理上可以接受的公共決定，即在全球範圍內不接受動物實驗，無論其後果是否會對人類自身的生存產生嚴重的負面影響。

Cell Press：您為什麼認為動物研究，特別是對非人類靈長類動物的研究對於基礎神經科學來說是必要的？對於轉化研究呢？

Nikos K. Logothetis:動物在生物醫學研究中佔據著極其重要的地位，這一說法毫不誇張。實際上，最近歷史上的每項醫學進步都基於動物實驗。沒有它們，就不會有針對破傷風、脊髓灰質炎、白喉、風疹或肝炎的疫苗；廣譜抗生素、止痛藥或麻醉劑、人工心臟瓣膜、腎臟透析、器官移植都成了空想；針對愛滋病、癌症或瘧疾的治療不會出現；胰島素注射，甚至是輸血都無法實現。撇開荒謬的偽政治言論，如果沒有動物實驗，我們就不會經歷在上個世紀中人類預期壽命和生活質量的巨大提高。正是因為從動物實驗中獲得的知識，我們才能對未來懷抱希望，期待我們能夠實現重大的醫學突破，治療如帕金森病、失明、中風、抑鬱症或阿爾茨海默症等疾病。健康的未來將繼續高度依賴於理解大腦的基本功能，以及腦網絡中有趣而複雜的自組織過程。

在這種情況下，NHP研究尤其不可或缺。針對NHP的基礎和轉化實驗對於我們了解生物系統的正常功能和功能障礙至關重要。另外，最近的實驗表明，SARS-CoV-2會在獼猴中引起類似COVID-19的疾病，這就為測試預防和治療COVID-19的策略提供了一種前景廣闊的新模型，對於疫苗研發來說十分關鍵。

相關論文信息

原文刊載於CellPress細胞出版社

旗下期刊Neuron上，

▌論文標題：

Nikos K. Logothetis

▌論文網址：

https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(20)30402-5

▌DOI：

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.05.033

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