他追求藝術(shù)，欣賞戲劇，閱讀小說(shuō)，詩(shī)歌更是信手拈來(lái)。
他從文學(xué)轉(zhuǎn)向生物學(xué)，從分子生物學(xué)跨入神經(jīng)科學(xué)，研究數(shù)十載，終揭開(kāi)人類嗅覺(jué)系統(tǒng)的神秘面紗。
他是哥倫比亞大學(xué)校級(jí)教授Richard Axel，2004年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主。
Ricahrd Axel
01
哥倫比亞的少年：從文學(xué)到生物
1946年，Axel出生在紐約的一個(gè)普通家庭。在曼哈頓文化的熏陶下，學(xué)生時(shí)代起Axel便愛(ài)上了藝術(shù)。
每周，Axel都會(huì)去兩次歌劇院，和藝術(shù)家們漫步閑談，也常去紐約公共圖書(shū)館學(xué)習(xí)。之后他以全獎(jiǎng)進(jìn)入哥倫比亞大學(xué)就讀本科，開(kāi)始了新的求學(xué)之路。
圖片來(lái)源：The National Herald
對(duì)Axel來(lái)說(shuō)，在哥大的時(shí)光是一段激動(dòng)人心的日子。他曾說(shuō)：“是哥大塑造了我，在哥大求學(xué)時(shí)，我對(duì)知識(shí)的渴求被激發(fā)并得到了充分的滋養(yǎng)?！?/span>
但也就是在那時(shí)，一次偶然讓原本對(duì)藝術(shù)文學(xué)頗感興趣的Axel踏入了生物科學(xué)領(lǐng)域。
為了勤工儉學(xué)，Axel在一個(gè)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室里找到了一份洗刷玻璃器皿的工作。當(dāng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的研究員們正在探索何種DNA能轉(zhuǎn)錄為RNA以及何種RNA能翻譯為蛋白質(zhì)。年輕的Axel被這個(gè)課題深深吸引了：“顯而易見(jiàn)，數(shù)十億年來(lái)，創(chuàng)造生命所需的所有信息都存儲(chǔ)于DNA的基礎(chǔ)序列中。而現(xiàn)在的問(wèn)題是如何解碼這些信息，從而改變世界。這是一個(gè)引人注目的問(wèn)題。”
Axel對(duì)這個(gè)問(wèn)題的專注遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了簡(jiǎn)單機(jī)械的兼職工作。他對(duì)生物學(xué)的濃厚興趣打動(dòng)了時(shí)任實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人。于是，Axel被重新雇用為實(shí)驗(yàn)室的研究助理。那時(shí)起，他放棄文學(xué)，轉(zhuǎn)向生物學(xué)。
02
嗅覺(jué)的探索：從分子生物學(xué)到神經(jīng)科學(xué)
1970年，Axel取得了約翰·霍普金斯大學(xué)的醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。之后，他回到哥倫比亞大學(xué)，于1978年成為一名分子生物學(xué)教授。
在1980年代，Axel開(kāi)始對(duì)先天性行為的研究產(chǎn)生了濃厚興趣。他受到英國(guó)行為生物學(xué)家NikolaasTinbergen關(guān)于“棘魚(yú)與郵車[1] ”研究的啟發(fā)，開(kāi)始思考大腦是如何通過(guò)激活神經(jīng)元感知外部世界。
作為一位進(jìn)入神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的分子生物學(xué)家，Axel決定從人類的嗅覺(jué)切入。他認(rèn)為，人類之所以能辨別出世界上千百萬(wàn)種不同的氣味，是因?yàn)槿说拇竽X里有數(shù)量龐大的對(duì)應(yīng)不同氣味分子的受體，而這些受體需要基因的支持。
為此，Axel和同事Linda Buck耗時(shí)六年，完成了確定氣味受體基因的實(shí)驗(yàn)。Axel回憶道，“一天晚上，Buck向我展示了我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，數(shù)量龐大的氣味受體基因家族是存在的。”
1991年，Axel和Buck宣布發(fā)現(xiàn)了一個(gè)由約1000種不同基因組成的大家族，這些基因?qū)?yīng)著相同數(shù)目的氣味受體種類。之后的十幾年里，兩人各自獨(dú)立研究，從分子層面到細(xì)胞組織層面清楚地闡明了嗅覺(jué)系統(tǒng)的工作原理，解開(kāi)了人類感官中最難解開(kāi)的謎團(tuán)之一。
憑借著此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，二人在2004年被授予諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
Axel接受諾獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)
圖片來(lái)源：The Nobel Foundation
[1]. '棘魚(yú)與郵車'研究——20世紀(jì)40年代，英國(guó)行為生物學(xué)家Nikolaas Tinbergen發(fā)現(xiàn)，每天中午當(dāng)一輛紅色郵車駛過(guò)實(shí)驗(yàn)室窗口時(shí)，雄性棘魚(yú)都會(huì)如臨大敵，撞擊魚(yú)缸兩壁。此外，幾乎任何紅色的物體放在雄魚(yú)面前都會(huì)被當(dāng)成其他雄魚(yú)加以攻擊，雌性棘魚(yú)也會(huì)被自己從未見(jiàn)過(guò)的紅色雄性棘魚(yú)所吸引。
Tinbergen由此得到啟發(fā)：紅色是引發(fā)雄性棘魚(yú)攻擊行為的刺激物。通過(guò)進(jìn)一步研究，他發(fā)現(xiàn)，貌似復(fù)雜的求偶行為就是一連串簡(jiǎn)單的刺激-反應(yīng)過(guò)程，具有先天性和可預(yù)測(cè)性；其中起作用的是紅色，棘魚(yú)本身反而是不重要的。
03
創(chuàng)新夢(mèng)工廠：打破桎梏與多元發(fā)展
Axel的實(shí)驗(yàn)室集結(jié)了來(lái)自不同學(xué)科領(lǐng)域的科研人員，在這里，Axel為他們提供了自由創(chuàng)新的空間。
“和Axel一起工作真的太令人興奮了！他是一位偉大的科學(xué)家，對(duì)科學(xué)難題有著極大熱情，想要打破砂鍋研究到底?！?/span>Axel的同事Abbott如此評(píng)價(jià)。
與Axel一起獲得諾獎(jiǎng)的Buck也認(rèn)為，“Axel不滿足于為固定的框架知識(shí)添磚加瓦，而是試圖打破學(xué)科間的桎梏?！?/span>
洛克菲勒大學(xué)的Leslie Vosshal教授，同時(shí)也是哥大1987屆校友，曾是Axel實(shí)驗(yàn)室的一員。他回憶道：“在Axel實(shí)驗(yàn)室的時(shí)光，就像在馬戲團(tuán)一樣。每個(gè)人都在挑戰(zhàn)一些看似不可能的、玩命的實(shí)驗(yàn)。Axel對(duì)不同觀點(diǎn)的欣賞與包容讓我成為一個(gè)更勇敢、更博思的科學(xué)家。”
Axel和Evan Schaffer Ph.D. GSAS '11一起工作
盡管科研工作這樣忙碌，Axel仍會(huì)抽出時(shí)間來(lái)滿足自己對(duì)藝術(shù)和文學(xué)的向往：“每周我至少會(huì)去一次歌劇院，也會(huì)在博物館和畫(huà)廊呆上幾個(gè)小時(shí)。”
和很多人一樣，他享受在紐約的城市生活：“我的諾貝爾自傳開(kāi)篇就是‘紐約是我的世界’，而事實(shí)也確實(shí)如此?！?/span>
*本文參考自：
https://www.college.columbia.edu/cct/issue/winter18/article/mind-scientist
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2004/summary/
https://www.cuimc.columbia.edu/news/richard-axel-wins-2004-nobel-prize
撰稿：木止
責(zé)編：翩躚
以下文字來(lái)源網(wǎng)絡(luò)：
理查德·阿克塞爾，1946年7月2日生于美國(guó)紐約。1967年在美國(guó)哥倫比亞大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位，1970年取得美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)就職于美國(guó)哥倫比亞大學(xué)霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所，任生物化學(xué)、分子生物物理學(xué)和病理學(xué)教授。
理查德·阿克塞爾博士還是美國(guó)國(guó)家科學(xué)院，美國(guó)學(xué)者協(xié)會(huì)，美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)研究院成員。他曾經(jīng)獲得過(guò)美國(guó)和國(guó)際科學(xué)界的多項(xiàng)殊榮，例如生物化學(xué)方面的禮來(lái)獎(jiǎng)，國(guó)家科學(xué)院的理查德·勞恩斯貝利獎(jiǎng)等等。另外阿克塞爾還因?yàn)樵谏窠?jīng)系統(tǒng)研究方面的杰出成就獲得了百時(shí)美施貴寶獎(jiǎng)，以及蓋爾德納國(guó)際基金。
理查德·阿克塞爾實(shí)驗(yàn)室的主要研究?jī)?nèi)容是感覺(jué)信息在大腦中的表現(xiàn)。嗅覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞怎樣在保持空間位置不變的情況下將一個(gè)特定的受體目標(biāo)傳遞給大腦，并為嗅覺(jué)信息繪制圖表。
2004年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予兩名美國(guó)科學(xué)家：58歲的理查德·阿克塞爾（Richard Axel）和57歲的琳達(dá)·巴克（Linda B.Buck），他們?cè)跉馕妒荏w和嗅覺(jué)系統(tǒng)組織方式研究中做出貢獻(xiàn)，揭示了人類嗅覺(jué)系統(tǒng)的奧秘。
阿克塞爾和巴克于1991年聯(lián)合發(fā)表論文，宣布他們發(fā)現(xiàn)了包括約1000種不同基因的一個(gè)基因大家族，以及這些基因?qū)?yīng)著的相同數(shù)目的氣味受體種類。之后兩人各自獨(dú)立研究，從分子層面到細(xì)胞組織層面清楚地闡明了嗅覺(jué)系統(tǒng)的工作原理。
在人類諸種感覺(jué)中，嗅覺(jué)產(chǎn)生機(jī)理一直是最難解開(kāi)的謎團(tuán)之一。人能夠分辨和記憶約1萬(wàn)種不同的氣味，但人具有這種能力的基本原理是什么，2004年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)?、美?guó)科學(xué)家理查德·阿克塞爾和琳達(dá)·巴克，通過(guò)自己開(kāi)拓性的工作找到了解開(kāi)這一謎底的鑰匙，清楚地闡明了人類嗅覺(jué)系統(tǒng)的工作方式。
兩位科學(xué)家的研究揭示，有氣味的物質(zhì)會(huì)首先與氣味受體結(jié)合，這些氣味受體位于鼻上皮的氣味受體細(xì)胞中。氣味受體被氣味分子激活后，氣味受體細(xì)胞就會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，這些信號(hào)隨后被傳輸?shù)酱竽X的嗅球的微小區(qū)域中，并進(jìn)而傳至大腦其他區(qū)域，結(jié)合成特定模式。由此，人就能有意識(shí)地感受到比如茉莉花的香味，并在另一個(gè)時(shí)候想起這種氣味。
阿克塞爾和巴克發(fā)現(xiàn)，人體約有1000個(gè)基因用來(lái)編碼氣味受體細(xì)胞膜上的不同氣味受體，這占人體基因總數(shù)的約3%。他們的研究顯示，人的嗅覺(jué)系統(tǒng)具有高度“專業(yè)化”的特征。比如，每個(gè)氣味受體細(xì)胞僅表達(dá)出一種氣味受體基因，氣味受體細(xì)胞的種類與氣味受體完全相同。氣味受體細(xì)胞會(huì)將神經(jīng)信號(hào)傳遞至大腦嗅球中被稱為“嗅小球”的微小結(jié)構(gòu)。人的大腦中約有2000個(gè)“嗅小球”，數(shù)量是氣味受體細(xì)胞種類的2倍?！靶嵝∏颉币卜浅５摹皩I(yè)化”，攜帶相同受體的氣味受體細(xì)胞會(huì)將神經(jīng)信號(hào)傳遞到相應(yīng)的“嗅小球”中，也就是說(shuō)，來(lái)自具有相同受體的細(xì)胞的信息會(huì)在相同的“嗅小球”中集中。嗅小球隨后又會(huì)激活被稱為僧帽細(xì)胞的神經(jīng)細(xì)胞，每個(gè)“嗅小球”只激活一個(gè)僧帽細(xì)胞，使人的嗅覺(jué)系統(tǒng)中信息傳輸?shù)摹皩I(yè)性”仍得到保持。僧帽細(xì)胞然后將信息傳輸?shù)酱竽X其他部分。結(jié)果，來(lái)自不同類型氣味受體的信息組合成與特定氣味相對(duì)應(yīng)的模式，大腦最終有意識(shí)地感知到特定的氣味。
兩位科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn)，每個(gè)氣味受體細(xì)胞會(huì)對(duì)有限的幾種相關(guān)分子作出反應(yīng)。絕大多數(shù)氣味都是由多種氣體分子組成的，其中每種氣體分子會(huì)激活相應(yīng)的多個(gè)氣味受體，并會(huì)通過(guò)“嗅小球”和大腦其他區(qū)域的信號(hào)傳遞而組合成一定的氣味模式。盡管氣味受體只有約1000種，但它們可以產(chǎn)生大量的組合，形成大量的氣味模式，這也就是人們能夠辨別和記憶約1萬(wàn)種不同氣味的基礎(chǔ)。
阿克塞爾和巴克所發(fā)現(xiàn)的嗅覺(jué)系統(tǒng)組織原理，對(duì)研究人體其他感覺(jué)系統(tǒng)也具有價(jià)值。例如，他們發(fā)現(xiàn)，鼻上皮其他區(qū)域還存在能夠檢測(cè)信息素的受體，這些受體與氣味受體存在相似。另外，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，舌頭味蕾中也存在與氣味受體類似的受體。
琳達(dá)·巴克和她的導(dǎo)師理查德·阿克塞爾一直在努力找出人類嗅覺(jué)和味覺(jué)的秘密，而且已經(jīng)在這方面工作了14年。1991年，巴克取得了第一個(gè)突破。她在哥倫比亞大學(xué)和導(dǎo)師理查德·阿克塞爾發(fā)現(xiàn)了包含鼻子里的氣味感受器的基因圖譜。氣味感受器在鼻子后部，是一種在鼻腔細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，通過(guò)與特殊的氣味分子結(jié)合來(lái)識(shí)別氣體。這一研究的難點(diǎn)在于與氣味有關(guān)的基因數(shù)量很大，在總共大約5萬(wàn)個(gè)基因里有1000個(gè)左右與氣味有關(guān)，占了2%。
諾貝爾基金會(huì)表示，把大獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給這兩位科學(xué)家是因?yàn)樗麄冊(cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)了包含1000個(gè)不同基因的大型基因家族，清楚地闡釋了人類的嗅覺(jué)系統(tǒng)是如何運(yùn)作的。這使得我們能夠理解“人類為什么能夠自覺(jué)感受到春天紫丁香的香氣，并在任何時(shí)候都能提取出這種嗅覺(jué)上的記憶?！?/p>
理查德·阿克塞爾在美國(guó)哥倫比亞大學(xué)霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所工作。琳達(dá)·巴克現(xiàn)任職于美國(guó)西雅圖的弗雷德·哈欽森癌癥研究中心。阿克塞爾和巴克在1991年共同公布了在基因領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)。此后，他們又在對(duì)嗅覺(jué)系統(tǒng)的各自獨(dú)立研究中做出了新的貢獻(xiàn)。巴克就職的弗雷德·哈欽森癌癥研究中心表示，巴克還沒(méi)有就此事與他們聯(lián)系，不過(guò)該中心的發(fā)言人說(shuō)：“這一事件非常令人興奮?！绷者_(dá)·巴克此前談到她的研究項(xiàng)目時(shí)說(shuō)：“在長(zhǎng)久的研究歷程上，我一直努力嘗試，進(jìn)行過(guò)無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，卻沒(méi)有任何值得欣慰的發(fā)現(xiàn)。所以，當(dāng)在1991年發(fā)現(xiàn)了新的基因后，我簡(jiǎn)直不敢相信這是真的！特別是這些基因以前從來(lái)都沒(méi)有人見(jiàn)過(guò)。它們與此不同，但是彼此間又保持著緊密聯(lián)系。這一發(fā)現(xiàn)給了我極大的成就感?！?/p>
三個(gè)假設(shè)帶來(lái)驚人突破
巴克大膽想像使研究取得巧妙的新進(jìn)展
琳達(dá)·巴克在對(duì)人體所有功能感覺(jué)的研究中，嗅覺(jué)一直是最神秘的領(lǐng)域?？茖W(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，味覺(jué)比視覺(jué)記憶更長(zhǎng)久。視覺(jué)記憶在幾天甚至幾小時(shí)內(nèi)就可能淡化，而產(chǎn)生嗅覺(jué)和味覺(jué)的事物卻能令人記憶長(zhǎng)久。在某種特殊氣味刺激下，人們記憶的閘門(mén)突然打開(kāi)。
但是，對(duì)復(fù)雜嗅覺(jué)的形成原理和過(guò)程的研究還一直處在探索階段。對(duì)于嗅覺(jué)系統(tǒng)如何辨別一萬(wàn)種以上氣味的基本原理仍然不能完全解釋。而理查德·阿克塞爾和琳達(dá)·巴克在這一領(lǐng)域的前沿性研究能幫助我們進(jìn)一步深入了解嗅覺(jué)系統(tǒng)。他們獲得諾貝爾獎(jiǎng)的主要研究成就是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大型基因組群，其中有1000個(gè)不同的基因（這個(gè)數(shù)量占所有人類基因的3%），這也同時(shí)帶來(lái)了對(duì)相同數(shù)量受體蛋白的發(fā)現(xiàn)。
十幾年前的重大發(fā)現(xiàn)
1991年巴克還是阿克塞爾領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室的一名博士后研究員時(shí)，兩人共同發(fā)現(xiàn)了決定氣味受體編碼的一大基因家族。氣味受體處于鼻腔上部的嗅覺(jué)細(xì)胞中，它們能探測(cè)吸入氣體中的氣味分子。每一個(gè)氣味受體細(xì)胞內(nèi)只會(huì)包含一個(gè)類型的氣味受體；而每一種氣味受體能察覺(jué)一定數(shù)量的氣味物質(zhì)。
尋找氣味受體蛋白
人體的嗅覺(jué)體系包含5百萬(wàn)嗅覺(jué)神經(jīng)，它們直接把收到的嗅覺(jué)信息發(fā)送給大腦的嗅覺(jué)區(qū)。嗅覺(jué)神經(jīng)將神經(jīng)纖毛深入鼻腔黏膜中，科學(xué)家們相信，這些纖毛上一定有專門(mén)探測(cè)氣味分子的蛋白質(zhì)。
一直以來(lái)，科學(xué)家們都在力求找到這些特殊的受體蛋白質(zhì)，因?yàn)槭荏w蛋白是解答嗅覺(jué)兩大問(wèn)題的關(guān)鍵所在。科學(xué)家們還不知道嗅覺(jué)系統(tǒng)怎樣把上千種的氣味分子區(qū)分開(kāi)來(lái)；其次，科學(xué)家還在探索大腦怎樣處理不同的嗅覺(jué)信息來(lái)區(qū)分不同的氣味。
不同尋常的假設(shè)
而阿克塞爾與巴克著重于基因方面的研究給這一領(lǐng)域帶來(lái)了全新的進(jìn)展。他們?cè)谘芯恐胁](méi)有直接針對(duì)受體蛋白，而是轉(zhuǎn)向嗅覺(jué)細(xì)胞中決定蛋白質(zhì)的基因。巴克首先取得了一個(gè)“非常巧妙的”新突破。她做的三個(gè)假設(shè)極大縮小了研究范圍，她首先依據(jù)實(shí)驗(yàn)室的研究成果，假設(shè)受體在形態(tài)上和功能上的一些特性，這就能縮小研究范圍。其次，她假設(shè)氣味受體是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì)家族中的成員，這樣就可以從大型蛋白質(zhì)族群入手研究。另外，她主張鎖定只對(duì)嗅覺(jué)細(xì)胞中出現(xiàn)的基因進(jìn)行研究。阿克塞爾稱，巴克的大膽假設(shè)為他們的研究至少節(jié)省了好幾年的時(shí)間，這使得研究小組就能集中對(duì)一些可能專門(mén)為受體蛋白質(zhì)而編碼的基因進(jìn)行研究，從而取得較大進(jìn)展。
獲獎(jiǎng)秘訣編輯
美國(guó)哥倫比亞大學(xué)、科學(xué)家理查德·阿克塞爾，因發(fā)現(xiàn)人類嗅覺(jué)的基因作用機(jī)理，榮獲2004年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。他在10月4日接受本報(bào)記者電話采訪時(shí)表示，他認(rèn)為保證科學(xué)研究成功的關(guān)鍵因素在于：深入細(xì)致的、耐心的科研方法與態(tài)度，以及眾人合作的科研氛圍。
阿克塞爾教授在回答作為一個(gè)成功的科學(xué)家，認(rèn)為保證科學(xué)研究成功的關(guān)鍵要素是哪些時(shí)說(shuō)：“保證科學(xué)研究成功有很多因素，我可以告訴你我所做的一切，我的經(jīng)歷，讓你來(lái)判斷。我認(rèn)為，要使科學(xué)研究成功因素在于：深入細(xì)致、耐心與合作。”阿克塞爾教授接著說(shuō)：“就像我們從事人類嗅覺(jué)基因作用機(jī)理的研究一樣，這一科研的成功取決于很多人的努力。我們就是在實(shí)驗(yàn)室營(yíng)造出了這樣的合作的氛圍，使得科研人員喜歡在實(shí)驗(yàn)室搞科研，喜歡在實(shí)驗(yàn)室搞交流與合作?！?/p>
當(dāng)其他記者問(wèn)到教授為什么選擇人類嗅覺(jué)這一研究領(lǐng)域時(shí)，阿克塞爾教授回答說(shuō)：“與人相關(guān)的一切問(wèn)題，包括基因如何影響人的嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)以及心理情緒與行為，特別是有關(guān)人腦的機(jī)能研究，這些均成為科學(xué)家們急需了解的問(wèn)題。為什么不去做這樣的研究呢?！?/p>
阿克塞爾教授在新聞發(fā)布會(huì)臨結(jié)束時(shí)表示，他將繼續(xù)有關(guān)人類嗅覺(jué)方面的深入研究。他說(shuō)：“我將用我的一生來(lái)從事人類嗅覺(jué)領(lǐng)域的研究，估計(jì)這一領(lǐng)域的問(wèn)題，我用自己一生的時(shí)間也研究不完?！?/p>
很久以來(lái)，理查德就被認(rèn)為是一個(gè)天才。他當(dāng)上教授時(shí)僅27歲，37歲就被選為美國(guó)科學(xué)院院士。1991年，他與琳達(dá)·巴克一起分離出了嗅覺(jué)受體的基因家族。這一發(fā)現(xiàn)指導(dǎo)著人們現(xiàn)今對(duì)于嗅覺(jué)的研究和理解。
能夠攻克的課題都不吸引人
幾乎每個(gè)認(rèn)識(shí)理查德的人都能感覺(jué)到他那超人的智力。他仿佛能將人穿透的眼神會(huì)使人感到不舒服，但他那不可思議的理解力卻又深深吸引著你。見(jiàn)過(guò)他的人都會(huì)對(duì)他留下深刻的印象。這是一個(gè)充滿熱情，酷愛(ài)歌劇，熱衷文學(xué)的人；他喜歡并收藏了許多當(dāng)代畫(huà)家的作品；但最能吸引他的還是科學(xué)。
在同他一起工作的8年中，他每天從早9點(diǎn)工作到晚9點(diǎn)，一周7天，很少間斷。他在工作中閱讀大量的文獻(xiàn)，花很長(zhǎng)時(shí)間與學(xué)生、博士后討論問(wèn)題。生活中，實(shí)驗(yàn)室是令他感到最刺激也最放松的地方。
理查德很容易對(duì)已知的事物失去興趣，他感興趣的都是那些從來(lái)沒(méi)有人接觸過(guò)的或者是別人認(rèn)為太難而根本不可能解決的問(wèn)題。他經(jīng)常說(shuō)的一句話是：“那些真正吸引人的課題都是不可能攻克的，那些能夠攻克的都不吸引人?！?/p>
早在上世紀(jì)80年代，在哥倫比亞大學(xué)另一位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者埃里克·坎德?tīng)枺‥ric Kandel）的影響下，理查德開(kāi)始對(duì)神經(jīng)生物學(xué)產(chǎn)生了興趣。從基因和分子水平上來(lái)解析大腦的功能可以提供一個(gè)科學(xué)解釋人類行為的突破口。這一類實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于確定大腦中哪些分子在起作用。從80年代中期開(kāi)始，他著手分離編碼神經(jīng)遞質(zhì)受體的基因，希望借此來(lái)深入探討信息在大腦中的流通過(guò)程。在不懈的努力下，他的實(shí)驗(yàn)室最終分離出5HT（5－羥色胺）受體和NMDA受體。這兩個(gè)基因分別對(duì)控制人的情緒和對(duì)人的學(xué)習(xí)、記憶起著關(guān)鍵作用。為了分離出受體基因，他發(fā)明了表達(dá)克隆的方法。這種方法已被廣泛應(yīng)用于基因的確定。
與此同時(shí)，他開(kāi)始對(duì)嗅覺(jué)的發(fā)生機(jī)制產(chǎn)生了興趣。在對(duì)嗅覺(jué)系統(tǒng)極少了解的情況下，他直覺(jué)地認(rèn)為這是一個(gè)非常有趣的問(wèn)題。人類能夠識(shí)別上萬(wàn)種氣味。這些氣味含有成千上萬(wàn)種不同的化學(xué)成分。這些氣味是怎么被感知的，感覺(jué)信息是如何從鼻子傳到大腦中并且最終引起我們行為上的反應(yīng)的。1988年，琳達(dá)·巴克（當(dāng)時(shí)是我們實(shí)驗(yàn)室的博士后）也對(duì)嗅覺(jué)問(wèn)題產(chǎn)生了興趣。采用當(dāng)時(shí)最新的分子生物學(xué)研究成果———多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）進(jìn)行研究，理查德和琳達(dá)應(yīng)用減并PCR（degenerate PCR）的方法分離出了嗅覺(jué)基因。這個(gè)發(fā)現(xiàn)以及后來(lái)相關(guān)的工作最終被諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)認(rèn)同。
他的科研是由興趣引導(dǎo)的
當(dāng)“嗅覺(jué)是如何產(chǎn)生的”這個(gè)問(wèn)題吸引他注意力的時(shí)候，這完全是個(gè)謎。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，學(xué)術(shù)界有許多假設(shè)：有人認(rèn)為每一種氣味對(duì)應(yīng)一個(gè)受體；也有人認(rèn)為只有少數(shù)幾種受體，每種受體能接受多種氣味的刺激。理查德認(rèn)為解決問(wèn)題的根本在于確定受體基因。實(shí)驗(yàn)證明哺乳動(dòng)物的氣味受體約有1000種。他和琳達(dá)后來(lái)分別證明了每個(gè)神經(jīng)元表達(dá)一種受體基因，每種受體神經(jīng)元只對(duì)幾種特定的分子產(chǎn)生應(yīng)答。每種氣味都是由多種不同的分子混合而成的，不同的氣味會(huì)刺激特定的、不同組合的受體神經(jīng)元。這組被刺激的神經(jīng)元將信號(hào)傳至大腦，再由大腦分析整合，最終產(chǎn)生了嗅覺(jué)。
在對(duì)嗅覺(jué)產(chǎn)生機(jī)制不懈的研究中，理查德從一名分子生物學(xué)家轉(zhuǎn)變成為神經(jīng)生物學(xué)家。他的科研向來(lái)是由興趣引導(dǎo)的，從不受研究領(lǐng)域的制約。從分子生物學(xué)到癌癥，從免疫學(xué)到艾滋病，直到最近的神經(jīng)生物學(xué)和神經(jīng)發(fā)育生物學(xué)。
在過(guò)去的5年中，他不再滿足于僅僅理解神經(jīng)元信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)的離子和通道，而是開(kāi)始關(guān)注神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的課題———神經(jīng)的密碼。人腦有一千億個(gè)神經(jīng)元，信息通過(guò)感覺(jué)神經(jīng)傳入大腦，經(jīng)過(guò)分析、編輯后引起人的行為。這些感覺(jué)信息是如何被編碼而又如何被解密的呢？這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題吸引了一代又一代的科學(xué)家。理查德決定用果蠅作為動(dòng)物模型，通過(guò)研究嗅覺(jué)系統(tǒng)的作用機(jī)制來(lái)攻克這一問(wèn)題，而這一設(shè)想也隨著另一名清華畢業(yè)生王競(jìng)的到來(lái)成為可能。理查德等人一起花了大量的時(shí)間來(lái)閱讀文獻(xiàn)，然后我們討論模型并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。最終，付出得到了回報(bào)———王競(jìng)的實(shí)驗(yàn)取得了很大的成功，而理查德的模型也漸漸得到了該領(lǐng)域內(nèi)的廣泛認(rèn)同。
古怪天才
理查德的古怪是出了名的。他長(zhǎng)得又瘦又高，每天穿過(guò)走廊沖著人大叫“數(shù)據(jù)，有數(shù)據(jù)嗎”有時(shí)他會(huì)盯著你問(wèn)：“難道你沒(méi)有什么有意思的事情要告訴我嗎”如果你的回答引起了他的注意，他就會(huì)坐下來(lái)和你一起很有邏輯地分析問(wèn)題，并經(jīng)常討論后續(xù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。當(dāng)我們?cè)诿χ鰧?shí)驗(yàn)或整理數(shù)據(jù)時(shí)，我們也會(huì)直截了當(dāng)對(duì)他說(shuō)：“走一邊去，理查德，我很忙?！彼蜁?huì)走開(kāi)，但走之前還要給你講個(gè)笑話。
雖然他也能夠表現(xiàn)得像個(gè)十足的紳士，但是在實(shí)驗(yàn)室———一個(gè)讓他感覺(jué)無(wú)拘無(wú)束的地方，他從不注意社交禮節(jié)。他不會(huì)放過(guò)任何一個(gè)奚落、嘲笑和貶低別人的機(jī)會(huì)。他經(jīng)常會(huì)在和別人交談時(shí)陷入沉思，然后毫無(wú)歉意地走開(kāi)。他會(huì)對(duì)一些問(wèn)題做出這樣的答復(fù)：“這是我所聽(tīng)到過(guò)的最愚蠢的想法?！?/p>
理查德有時(shí)就像一個(gè)淘氣的孩子。他經(jīng)常發(fā)脾氣，心情不好時(shí)會(huì)對(duì)別人大嚷大叫。他也會(huì)戲弄?jiǎng)e人。他最喜歡的就是聊天時(shí)現(xiàn)編“數(shù)據(jù)”，并能說(shuō)得像真的一樣。當(dāng)別人被這個(gè)“新發(fā)現(xiàn)”驚呆了，他就會(huì)在一旁咧著嘴笑，享受著他的小惡作劇所帶來(lái)的樂(lè)趣。我們這些和他很熟識(shí)的人能很快地發(fā)現(xiàn)“數(shù)據(jù)”是編出來(lái)的，于是便幫著他一起“騙人”，在裝出一副討論“重要發(fā)現(xiàn)”的同時(shí)欣賞那些毫不懷疑的受害者們有趣的反應(yīng)。
正是這種孩子氣使他保持了孩子一樣的好奇心，不輕信權(quán)威和已有的成果。他在實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造了一種能夠培養(yǎng)寬闊眼界、豐富創(chuàng)造力和獨(dú)到見(jiàn)解的氣氛。這種氣氛促使實(shí)驗(yàn)室里的每個(gè)人都主動(dòng)去思考新奇的問(wèn)題并尋找新穎的解決方法。
“堅(jiān)如磐石”的科學(xué)研究
理查德的苛刻也是出了名的。在他的實(shí)驗(yàn)室中充斥著兩種氣氛：一種是不斷追求新的發(fā)現(xiàn)和提出新的問(wèn)題；另一種也是極其重要的就是敢于對(duì)任何想法都毫不留情地批判。
他會(huì)直視你的眼睛，毫不留情地告訴你實(shí)驗(yàn)結(jié)果很糟糕。他會(huì)讓你回去在設(shè)置嚴(yán)格對(duì)照的條件下把實(shí)驗(yàn)整個(gè)重做一遍。所有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都要在幾番仔細(xì)核對(duì)后才能最終發(fā)表。我在實(shí)驗(yàn)室工作期間，他一直堅(jiān)持核查所有的原始數(shù)據(jù)，有時(shí)他會(huì)檢查我的實(shí)驗(yàn)記錄或在顯微鏡下直接看我的結(jié)果。
別的科學(xué)家可能一年發(fā)表十幾篇文章，而理查德一般每年只發(fā)表1～2篇。由于課題的難度大，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的要求高，在他實(shí)驗(yàn)室工作的學(xué)生或博士后在一個(gè)研究項(xiàng)目中平均要花費(fèi)七八年的時(shí)間。他所發(fā)表的文章經(jīng)得起時(shí)間的考驗(yàn)，很多成為經(jīng)典之作。他說(shuō)過(guò)：“我不僅要得到正確的答案，我要用實(shí)驗(yàn)無(wú)可置疑地證明這些答案的正確性。”正是這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，理查德的一些同事形容他的科學(xué)研究“堅(jiān)如磐石”。
未來(lái)是你們的
2004年10月6日，理查德從加利福尼亞歸來(lái)，實(shí)驗(yàn)室全體人員為了慶祝他獲得諾貝爾獎(jiǎng)，舉辦了慶功宴。席間，他優(yōu)雅地向大家敬酒，說(shuō)：“這個(gè)榮譽(yù)不屬于我，而屬于你們。我只是代表你們?nèi)ヮI(lǐng)獎(jiǎng)的。”回想到這些年來(lái)實(shí)驗(yàn)室里獲得的新發(fā)現(xiàn)所帶來(lái)的那些振奮人心的時(shí)刻，他說(shuō)：“在找到新發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，我就已經(jīng)得到了我的獎(jiǎng)勵(lì)?？茖W(xué)研究中最美好的事情就是發(fā)現(xiàn)以前沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)的東西。”
他環(huán)顧坐在桌子四周的學(xué)生們，接著說(shuō)，“還有就是看到自己的學(xué)生取得成功?！?/p>
事實(shí)上，他已經(jīng)培養(yǎng)出了很多成功的學(xué)生。在他的學(xué)生和博士后當(dāng)中，有20多人在一流的大學(xué)和研究所中任教，有5人成了霍華德·休斯（Howard Hughes）醫(yī)學(xué)研究所的成員，還有5人被選入美國(guó)國(guó)家科學(xué)院，其中琳達(dá)·巴克與他共同獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。
在過(guò)去的13年中，理查德共招了4個(gè)來(lái)自中國(guó)的學(xué)生和博士后，其中3人成了獨(dú)立的研究人員。這3人都來(lái)自清華大學(xué)生物系，而愈從容等三個(gè)人都同他一起發(fā)表過(guò)質(zhì)量非常高的文章。
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