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張安琪:用傳奇人生 激勵女生做科研

   2023-08-08 2638

張安琪(右)與鮑哲南 ■ 資料圖

近日,,張安琪“悶頭”做了5年的研究在《科學》發(fā)表,。這個熟悉的名字和這張明媚的笑臉,就是10年前走紅網(wǎng)絡的“門薩女孩”“復旦學霸”,。19歲實現(xiàn)經(jīng)濟獨立,、“月入5萬元”的她早已成為許多同齡人的勵志傳奇。

設計植入大腦的柔性探針

世界衛(wèi)生組織預測,,到2040年,,神經(jīng)退行性疾病將會取代癌癥,成為人類第二大致死疾病,。這是由于神經(jīng)退化而導致患者功能障礙的一類疾病,,以帕金森綜合征、老年癡呆癥,、漸凍癥,、亨廷頓舞蹈癥等最為典型。然而面對這些疾病,,人類迄今能做的事情非常有限。

張安琪的這篇論文,,可能為人類對抗神經(jīng)退行性疾病的武器庫中,,增加一柄小巧輕靈的“寶劍”。她帶領團隊開發(fā)了一種比頭發(fā)絲還細的血管內(nèi)神經(jīng)探針,,可植入嚙齒動物大腦中直徑100微米以下的血管中,。由于該探針質(zhì)地柔軟,不會對大腦或血管造成任何損傷,。

更令研究人員欣喜的是,,該探針的免疫反應極小,且能在體內(nèi)長期穩(wěn)定存在,,很有希望用于檢測和干預神經(jīng)系統(tǒng)疾病,。

那么,有什么方法可以既保證精度,,又不傷害病人的腦部組織呢,?這是2018年時,25歲的張安琪頭腦中反復思考的問題,。

彼時的她正在哈佛大學讀博,,師從著名教授Charles Lieber。腦機接口是當時她所在實驗室的研究方向之一,。而Lieber實驗室擅長制作的柔性電極,,相比于傳統(tǒng)金屬電極,能大大減少對大腦的傷害,。

張安琪把實驗室的這些優(yōu)勢方向結(jié)合在一起,,希望能設計出不需要開顱就能定向植入大腦特定位點的柔性探針。

她從心臟支架植入術(shù)獲得了靈感。這種手術(shù)在臨床上已經(jīng)非常成熟,,不需要開胸,,只需要在腿部或手臂開一個小口,沿著蜿蜒的血管,,就可以把支架送到心臟中去,。

“這個操作對裝置的設計要求很高,因為血管很長很細,,而且是彎彎曲曲的,。特別是動脈,還一直在跳動,?!睆埌茬髡f“這就要求放進去的柔性電極不能太硬也不能太軟,太軟會在血管里卷作一團,,阻塞血流而導致中風,;太硬則會傷害血管壁。因此,,調(diào)節(jié)這個裝置的力學性質(zhì)就是工作成功的關鍵,。”明確了研究目標,,找準了突破方向,,張安琪便開始了漫長而艱難的實驗。

獨挑研究大梁

在此之前,,類似研究采用的實驗動物,,都是像羊這樣的大型動物。

張安琪給自己提升了難度等級,,她選擇大鼠作為實驗動物,。大鼠的腦部血管更加微小精細,對柔性探針的大小,、靈活性和操作的精確性等都提出了更大的挑戰(zhàn),。如果實驗在大鼠上獲得成功,那么未來應用于人體無疑會更加容易,。

“你看,,我設計的整個裝置比頭發(fā)絲要細一些。放大來看,,形狀就像羽毛一樣,。中間是比較硬的一根絲,叫作導絲,,控制著整個裝置的力學性質(zhì),;周圍則是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),,是比較軟的部分?!睆埌茬髦钢娔X屏幕細致地解釋著,。

把這個探針放入充滿生理鹽水的導管中,用注射器注入大鼠頸部,,就可以將其輸送至大鼠的大腦底部,。在這里,探針會遇到一個“向左走或向右走”的難題,。

向左走,,是大腦中動脈(MCA),通往大腦皮層,;向右走,,是大腦前動脈(ACA),通往嗅球,??商结樕蠜]有方向盤,要怎么才能實現(xiàn)精準定向呢,?

張安琪想到,,這兩根血管的彎曲角度不同,或許可以通過改變導絲的粗細來調(diào)節(jié)探針的彎曲程度,,從而讓探針自行找到最適宜通過的轉(zhuǎn)彎。經(jīng)反復實驗,,她找到了導絲最適合的兩個寬度,,分別是25微米和75微米。這樣,,兩根“羽毛”能夠分別順利進入兩根不同的血管,,從而檢測大腦不同區(qū)域的電信號。

“悶頭”實驗多年后,,張安琪把自己的心血投稿到《科學》,,僅僅兩個月就被接收了。

閱盡千帆,,科研是“最好的人生選擇”

從復旦到哈佛再到斯坦?!还軓埌茬髟谶^去10年間如何低調(diào),她金光閃閃的履歷,,依然吸引著人們的好奇和關切,。

10年過去,褪去了“網(wǎng)紅”“女神”這些浮夸的標簽,,張安琪用自己的成果回答了這些問題,。

“我過去的各種經(jīng)歷,,反而堅定了我選擇科研的決心?!彼f,,“比如我本科前兩年,花了很多時間在科研上,,但沒有出任何成果,。在我很沮喪和懷疑的時候,看到身邊的同學都過得那樣豐富多彩,,于是我也嘗試去新東方做英語老師,。這讓我有機會看看其他的職業(yè)是什么樣的。結(jié)果就是,,我經(jīng)歷得越多,,科研的理想就越堅定?!?/p>

談及過去走紅網(wǎng)絡對自己的影響,,張安琪表示,既不后悔,,也不留戀,。“那幾年,,我收到過很多同學的來信,,其中不少是女生。她們告訴我,,我的故事激勵了她們,。這讓我非常高興,因為雖然現(xiàn)在有更多女生做科研,,但男女比例依然不平衡,。就像鮑哲南教授是我的女性榜樣一樣,我也希望自己可以鼓勵更多女生參與科研工作,?!?/p>

對于未來,張安琪有非常明確的規(guī)劃,。她想要繼續(xù)從事腦機接口方向的研究,,為人類健康作出更多貢獻;同時,,她也想成為Charles Lieber那樣的教授,,不僅擅長科研,也擅長培養(yǎng)人才,,不僅是一名好科學家,,也是一名好老師,。

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