麻省理工學(xué)院 | 解開(kāi)神經(jīng)元如何學(xué)習(xí)的奧秘
指南者留學(xué)
2022-10-19 16:04:11
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<p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1666239618389/1666239618389.jpg" width="808" height="539" /></p>
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<p>Raúl Mojica Soto-Albors 在 2019 年以研究生的身份被錄取時(shí),對(duì) MIT 并不陌生。作為波多黎各大學(xué)馬亞圭斯分校的一名本科生,他曾多次在這里度過(guò),其中包括由于2017 年颶風(fēng)瑪利亞導(dǎo)致流離失所的八個(gè)月。這些經(jīng)歷——包括參加麻省理工學(xué)院暑期研究生物項(xiàng)目(MSRP) -Bio),為代表性不足的少數(shù)族裔和缺乏資源的學(xué)生提供資助的暑期研究體驗(yàn)——不僅改變了他的學(xué)習(xí)課程,他們還授權(quán)他攻讀博士學(xué)位。</p>
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<p>“暑期課程減輕了我對(duì)科學(xué)會(huì)變成什么樣的很多擔(dān)憂,因?yàn)槲覐奈闯两诼槭±砉W(xué)院這樣的環(huán)境中,”他說(shuō)。“我認(rèn)為這太困難了,我無(wú)法做到。但是,實(shí)際上,這只是一群追夢(mèng)人。因此,只要你追隨你的熱情,你就會(huì)非??鞓?lè)和富有成效。”</p>
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<p>Mojica 現(xiàn)在正在追隨他作為麻省理工學(xué)院腦與認(rèn)知科學(xué)系博士生的熱情,使用一種稱(chēng)為“膜片鉗”的復(fù)雜電生理學(xué)方法來(lái)研究體內(nèi)的神經(jīng)元活動(dòng)。“它擁有我們歷來(lái)沒(méi)有太多關(guān)注的所有東西,”他解釋道。“神經(jīng)科學(xué)家一直非常關(guān)注神經(jīng)元的尖峰。但我轉(zhuǎn)而專(zhuān)注于神經(jīng)元閾下活動(dòng)的模式。”</p>
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<p><span class="h1"><strong>打開(kāi)神經(jīng)科學(xué)的大門(mén)</strong></span></p>
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<p>Mojica 對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)在童年時(shí)期就萌芽了。盡管他的父母鼓勵(lì)他,他說(shuō),“這有點(diǎn)困難,因?yàn)槲业募胰藳](méi)有從事科學(xué)工作的人,沒(méi)有我可以去尋求指導(dǎo)的人。” 在大學(xué)里,他對(duì)人類(lèi)行為的參數(shù)產(chǎn)生了興趣,并決定主修心理學(xué)。同時(shí),他對(duì)生物學(xué)充滿好奇。“當(dāng)我學(xué)習(xí)心理學(xué)時(shí),”他說(shuō)。“我一直想知道,作為人類(lèi),我們是如何從如此混亂的相互作用神經(jīng)元中脫穎而出的。”</p>
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<p>他在麻省理工學(xué)院的旅程始于 2017 年 1 月,當(dāng)時(shí)他被邀請(qǐng)參加大腦、思維和機(jī)器定量生物學(xué)方法計(jì)劃中心,這是一個(gè)為期一周的密集計(jì)劃,旨在為代表性不足的有色人種學(xué)生提供科學(xué)職業(yè)準(zhǔn)備。盡管他在波多黎各大學(xué)上過(guò) Python 課程并完成了一些在線課程,但他說(shuō),“這是我第一次必須開(kāi)發(fā)自己的工具并學(xué)習(xí)如何使用編程語(yǔ)言來(lái)發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。”</p>
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<p>由于與生物學(xué)講師兼項(xiàng)目協(xié)調(diào)員 Mandana Sassanfar 就他的未來(lái)目標(biāo)進(jìn)行了對(duì)話,該項(xiàng)目還極大地改變了他的本科生涯。“她建議我轉(zhuǎn)專(zhuān)業(yè)為生物學(xué),因?yàn)樾睦韺W(xué)部分比錯(cuò)過(guò)基礎(chǔ)生物學(xué)課程更容易閱讀,”他說(shuō)。她還建議他申請(qǐng)MSRP。</p>
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<p>Mojica 立即接受了她的建議,并于 2017 年夏天作為 MSRP 學(xué)生回到麻省理工學(xué)院,在腦與認(rèn)知科學(xué)系和麥戈文研究所的副教授 Mark Harnett 的實(shí)驗(yàn)室工作。在那里,他專(zhuān)注于對(duì)后脾皮層進(jìn)行鈣成像,以了解神經(jīng)元在復(fù)雜空間環(huán)境中的作用。這種體驗(yàn)令人大開(kāi)眼界。Mojica 指出,UPRM 的專(zhuān)業(yè)課程很少,這限制了他接觸跨學(xué)科科目。“那是我進(jìn)入神經(jīng)科學(xué)的大門(mén),否則我永遠(yuǎn)無(wú)法進(jìn)入。”</p>
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<p><strong><span class="h1">風(fēng)雨兼程</span></strong></p>
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<p>Mojica 回到家開(kāi)始他的高年級(jí)課程,但不久之后,在 2017 年 9 月,颶風(fēng)瑪麗亞襲擊了波多黎各并摧毀了社區(qū)。“颶風(fēng)過(guò)后將近一年,該島一直在處理停電問(wèn)題,他們今天仍在處理這些問(wèn)題。例如,對(duì)于依靠電力獲取氧氣或冷藏糖尿病藥物的人來(lái)說(shuō),這真的很困難,”他說(shuō)。“我的家人很幸運(yùn)在颶風(fēng)過(guò)后四個(gè)月能夠可靠地用電。但我周?chē)泻芏嗳嗽跊](méi)有電的情況下度過(guò)了八、九、十個(gè)月的時(shí)間,”他說(shuō)。</p>
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<p>颶風(fēng)的破壞破壞了生活的方方面面,包括教育。麻省理工學(xué)院通過(guò)在春季學(xué)期接待來(lái)自波多黎各的幾名 2017 年 MSRP 學(xué)生(包括 Mojica)來(lái)提供其教育資源。他于 2018 年 2 月搬回校園,完成了秋季學(xué)期的大學(xué)考試,并在當(dāng)年春夏兩季上課和做研究。</p>
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<p>“那是我第一次受到文化沖擊并感到想家的時(shí)候,”他說(shuō)。謝天謝地,他并不孤單。他結(jié)識(shí)了另一位來(lái)自波多黎各的學(xué)生,幫助他度過(guò)了那段艱難時(shí)期。他們互相理解和支持,因?yàn)樗麄兊募胰硕荚趹?yīng)對(duì)颶風(fēng)后島嶼的挑戰(zhàn)。Mojica 說(shuō):“我們剛剛從颶風(fēng)的混亂中走出來(lái),我們來(lái)到麻省理工學(xué)院,一切都很完美。……這很不和諧。”</p>
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<p>盡管生活中發(fā)生了巨大的動(dòng)蕩,Mojica 還是決心攻讀博士學(xué)位。“我不想在余生中只消耗知識(shí),”他說(shuō)。“我想產(chǎn)生知識(shí)。我想站在某件事的最前沿。”</p>
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<p><strong><span class="h1">傳遞下去</span></strong></p>
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<p>現(xiàn)在這位 Harnett 實(shí)驗(yàn)室的四年級(jí)博士候選人,正在以新穎的方式利用一種稱(chēng)為“膜片鉗電生理學(xué)”的經(jīng)典方法來(lái)研究神經(jīng)元學(xué)習(xí)。膜片鉗技術(shù)使他能夠觀察到低于小鼠神經(jīng)元放電閾值的活動(dòng),這是其他方法無(wú)法做到的。</p>
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<p>“我正在研究單個(gè)神經(jīng)元如何學(xué)習(xí)、適應(yīng)或塑化,”Mojica 解釋說(shuō)。“如果我向動(dòng)物展示一些新的和意想不到的東西,細(xì)胞會(huì)如何反應(yīng)?如果我刺激細(xì)胞,我能讓它學(xué)習(xí)一些它以前沒(méi)有反應(yīng)的東西嗎?” 這項(xiàng)研究可能對(duì)嚴(yán)重腦損傷后的患者康復(fù)產(chǎn)生影響。可塑性是大腦功能的一個(gè)重要方面。例如,如果我們能弄清楚神經(jīng)元是如何學(xué)習(xí)的,甚至是如何塑化它們,我們就可以加快從威脅生命的腦組織損失中恢復(fù),”他說(shuō)。</p>
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<p>除了研究之外,Mojica 對(duì)指導(dǎo)的熱情也體現(xiàn)得淋漓盡致。當(dāng)他描述他的一名本科生加布里埃拉時(shí),他的聲音提高了,加布里埃拉現(xiàn)在是哈內(nèi)特實(shí)驗(yàn)室的一名全日制研究生。他目前指導(dǎo) MSRP 學(xué)生,并為未來(lái)的博士生的申請(qǐng)?zhí)峁┙ㄗh。“當(dāng)我在攻讀博士學(xué)位時(shí),沒(méi)有像我這樣的人擔(dān)任我的導(dǎo)師,”他指出。</p>
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<p>Mojica 了解指導(dǎo)的影響。盡管他從來(lái)沒(méi)有任何人可以提供科學(xué)方面的指導(dǎo),但他童年的音樂(lè)老師在他早期的職業(yè)生涯中發(fā)揮了極其重要的作用,并始終鼓勵(lì)他追求自己的激情。“他在如何駕馭 17 歲或 18 歲的復(fù)雜混亂以及弄清楚你想將余生奉獻(xiàn)給什么方面擁有豐富的知識(shí),”他深情地回憶道。</p>
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<p>盡管他不確定自己未來(lái)的職業(yè)計(jì)劃,但對(duì) Mojica 來(lái)說(shuō)有一點(diǎn)很清楚:“其中很大一部分將是指導(dǎo)那些與我有著相似背景但機(jī)會(huì)較少的人。我想保持那個(gè)前沿和中心。”</p>