編者按：每個(gè)人的心中都有一個(gè)夢(mèng)想，有的人，將之藏在心底；有的人，將她變成現(xiàn)實(shí)。復(fù)旦大學(xué)類(lèi)腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院賈天野就經(jīng)歷了一番浪漫而又波折的追夢(mèng)之旅，從物理學(xué)到生物學(xué)，為了夢(mèng)想，他，砥礪轉(zhuǎn)身，為了讀懂智慧人腦，他，拼搏前行。這就是賈天野，一位執(zhí)著的追夢(mèng)人。

“人無(wú)遠(yuǎn)慮，必有近憂(yōu)?！笨萍嫉陌l(fā)展亦是如此， 尤其是在人工智能領(lǐng)域，科學(xué)家們相信：類(lèi)腦智能將啟迪人工智能發(fā)展的新方向，也是實(shí)現(xiàn)通用人工智能的最可能路徑。

值得關(guān)注的是，現(xiàn)階段類(lèi)腦智能研究發(fā)展依然緩慢。而腦認(rèn)知機(jī)理尚不清楚是主要的制約因素。因此，在科學(xué)家們看來(lái)，讀懂大腦，是實(shí)現(xiàn)類(lèi)腦智能的第一步，也是最關(guān)鍵的一步。

在探索人腦的科研工作者中，賈天野深受關(guān)注。他，具有跨多學(xué)科的教育和科研背景，長(zhǎng)期從事人類(lèi)認(rèn)知行為、腦神經(jīng)影像和生物信息學(xué)等方面的跨學(xué)科交叉綜合性研究，并取得了一系列高水平的、具有國(guó)際影響力的研究成果。這一系列的科研成果為精神疾病的診療新方法及類(lèi)腦智能研究提供了重要的啟發(fā)思路和理論基礎(chǔ)。

走上生物學(xué)夢(mèng)想路

從復(fù)旦大學(xué)物理專(zhuān)業(yè)到遠(yuǎn)赴英國(guó)伯明翰大學(xué)攻讀計(jì)算基因組學(xué)，賈天野選擇了追尋夢(mèng)想。雖然這樣的轉(zhuǎn)變，讓他的求學(xué)之路充滿(mǎn)了坎坷，不僅要快速適應(yīng)、熟悉一門(mén)新的學(xué)科，還要在短時(shí)間做出成果，但困難并沒(méi)有讓賈天野退縮，反而，讓他充滿(mǎn)了斗志，5 年的時(shí)光匆匆而過(guò)，賈天野順利畢業(yè)，昂首走向了一直向往的生物學(xué)領(lǐng)域。

2011 年，賈天野作為生物信息研究員加入世界著名的倫敦精神病研究院（現(xiàn)隸屬于倫敦國(guó)王學(xué)院），通過(guò)關(guān)注青少年“強(qiáng)化”行為的縱向歐洲合作研究——IMAGEN計(jì)劃，獲得海量生物大數(shù)據(jù)的支持，很快，就有了重要發(fā)現(xiàn)。

通過(guò)結(jié)合神經(jīng)影像、行為及遺傳學(xué)信息，他與同事首次實(shí)現(xiàn)了“遺傳 - 神經(jīng)機(jī)制 - 酗酒行為”的神經(jīng)生物學(xué)模型在人類(lèi)以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物上的雙重驗(yàn)證，并于 2012 年發(fā)表在國(guó)際權(quán)威綜合期刊 PNAS 上。該研究引起了社會(huì)及學(xué)界的廣泛關(guān)注，例如物質(zhì)成癮領(lǐng)域的權(quán)威期刊 Addiction Biology 主編、德國(guó)海德堡大學(xué)精神藥理學(xué)研究院院長(zhǎng) Rainer Spanagel 教授，在社論式回顧文章中，兩次將該研究成果作為“當(dāng)前最先進(jìn)的飲酒成癮遺傳學(xué)研究范式” 的重要例證。

此后，賈天野通過(guò)神經(jīng)影像的全基因組關(guān)聯(lián)分析、行為遺傳學(xué)分析及動(dòng)物模型驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)了 VPS4A 基因作為腹側(cè)紋狀體獎(jiǎng)賞加工及多動(dòng)行為的遺傳學(xué)基礎(chǔ)，并提出可能的分子神經(jīng)調(diào)控通路。論文發(fā)表在 2016 年的PNAS 上，并被荷蘭皇家科學(xué)院 Barbara Franke 院士在多個(gè)綜述中作為影像遺傳學(xué)的重要早期范例詳細(xì)引用。

在國(guó)外奮斗的歲月里，賈天野開(kāi)拓了思維，積累了豐富的探索經(jīng)驗(yàn)，但回國(guó)回饋母校，也是賈天野一直以來(lái)的心愿。2017 年，他的愿望實(shí)現(xiàn)了。

開(kāi)啟解析人腦新征程

活在當(dāng)下，研究未來(lái)。在科學(xué)家的眼中，神經(jīng)退行性疾病及精神障礙是大腦疾??；類(lèi)腦智能是科技發(fā)展的未來(lái)。兩者都與人腦密切相關(guān)，由此可見(jiàn)，對(duì)人腦運(yùn)作機(jī)理的深入研究，勢(shì)在必行。尤其是近幾年來(lái)，探索大腦秘密、攻克大腦疾病為導(dǎo)向的腦科學(xué)研究和以建立與發(fā)展人工智能技術(shù)為導(dǎo)向的類(lèi)腦研究，不僅是中國(guó)的科研重點(diǎn)，亦是世界的攻關(guān)方向。

在這樣的背景下，復(fù)旦大學(xué)類(lèi)腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院誕生了。這座成立于 2015 年的研究院，在籌備之時(shí)，便已開(kāi)始延攬世界一流人才。賈天野，因其出色的研究成果，成為重點(diǎn)招攬對(duì)象。而賈天野本人也早已有回國(guó)報(bào)效母校的想法，兩者“一拍即合”。于是，研究院建成后不久，賈天野作為青年研究員全職加入進(jìn)來(lái)，繼續(xù)針對(duì)人類(lèi)認(rèn)知行為和精神障礙進(jìn)行神經(jīng)影像及遺傳學(xué)研究，短短幾年，便已成績(jī)斐然。

針對(duì)神經(jīng)影像缺乏可靠的大規(guī)模遺傳 - 環(huán)境交互作用（如其重要的表征物 DNA 甲基化）相關(guān)研究的狀況，賈天野與 Desrivières 教授通過(guò)對(duì)來(lái)自全世界 11 個(gè)甲基化工作組 3337 名人類(lèi)被試者的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)了海馬體積的表觀(guān)遺傳學(xué)基礎(chǔ)，并原創(chuàng)了 DNA 甲基化“跨組織等效性檢驗(yàn)”統(tǒng)計(jì)模型，可有效回答表觀(guān)遺傳學(xué)中生物學(xué)標(biāo)記物在不同器官 / 組織間的等效性問(wèn)題。相關(guān)一作論文發(fā)表在 2019 年的精神障礙研究領(lǐng)域的權(quán)威期刊Molecular Psychiatry 上。

針對(duì)青少年中常見(jiàn)精神障礙共病和分型的神經(jīng)基礎(chǔ)這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，賈天野從“強(qiáng)化”相關(guān)的特異性神經(jīng)環(huán)路入手，構(gòu)建利用多任務(wù)模態(tài)神經(jīng)影像大數(shù)據(jù)解析多維度行為數(shù)據(jù)的研究新思路 / 范式，揭示了精神障礙相關(guān)行為在不同認(rèn)知神經(jīng)環(huán)路上的特異性神經(jīng)標(biāo)記物，為跨疾病診斷及分型治療提供了重要的理論基礎(chǔ)。這一研究被英國(guó)皇家學(xué)會(huì) Trevor Robbins 院士稱(chēng)贊為“開(kāi)創(chuàng)性的”。相關(guān)一作兼共同通訊論文發(fā)表于 2020年的 Nature雜志子刊、國(guó)際權(quán)威綜合性期刊 Nature Human Behaviour 上。

科研永無(wú)止境，賈天野的研究也越發(fā)深入。在最新的酗酒成癮研究中，他發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)的很多看似迥異的成癮行為背后，可能存在相似的大腦機(jī)理。

2018 及 2019 年發(fā)表在 Science 的動(dòng)物模型顯示，一個(gè)包括皮層上腦區(qū)內(nèi)側(cè)前額葉（mPFC）、皮層下腦區(qū)背側(cè)導(dǎo)水管周?chē)屹|(zhì)（dPAG）以及杏仁核中央核（CeA）在內(nèi)的“負(fù)向刺激”調(diào)控神經(jīng)環(huán)路可能與鼠類(lèi)酗酒行為的產(chǎn)生有關(guān)。其中，dPAG 是調(diào)控動(dòng)物回避危險(xiǎn)信號(hào)的核心區(qū)域，而 CeA 則負(fù)責(zé)情緒調(diào)控。

受此啟發(fā)，賈天野與其指導(dǎo)的博士生謝超首先在人類(lèi)數(shù)據(jù)中驗(yàn)證了上述動(dòng)物模型的有效性：即，當(dāng)存在負(fù)向信號(hào)的情況下，信息中樞內(nèi)側(cè)眶額葉（mOFC）對(duì) CeA 的抑制性調(diào)控的減弱，與酗酒行為的增加相關(guān)，但這一效應(yīng)可能隨著大腦的發(fā)育（例如情緒控制能力得到增強(qiáng)）而消失；而與此同時(shí)，mOFC 對(duì) dPAG 的抑制性調(diào)控增強(qiáng)也會(huì)誘發(fā)酗酒行為，這一效應(yīng)源于個(gè)體忽略了酒精帶來(lái)的負(fù)向效果，因而產(chǎn)生無(wú)法停止的強(qiáng)迫性飲酒，并且這一效果不會(huì)隨著大腦的發(fā)育而消退。這些發(fā)現(xiàn)都佐證了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中結(jié)果在人類(lèi)中的可遷移性。

但出人意料的，課題組同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，如果在無(wú)外界刺激的基線(xiàn)狀態(tài)下，mOFC 對(duì) dPAG 的刺激性調(diào)控異常增強(qiáng)，也會(huì)使得個(gè)體對(duì)于外界負(fù)向刺激過(guò)于敏感，進(jìn)而誘發(fā)沖動(dòng)性的酗酒行為來(lái)回避當(dāng)下的狀況?；谏鲜龅陌l(fā)現(xiàn)，課題組進(jìn)而提出了 mOFC-dPAG 這一“負(fù)向信號(hào)”通路調(diào)控紊亂導(dǎo)致酒精濫用的雙通路模型，即對(duì)“負(fù)向信號(hào)”的過(guò)度抑制會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)迫性的酗酒行為，而對(duì)“負(fù)向信號(hào)”的過(guò)于敏感則會(huì)導(dǎo)致沖動(dòng)性的酗酒。相關(guān)論文《內(nèi)側(cè)眶額葉與背側(cè)導(dǎo)水管周?chē)屹|(zhì)調(diào)控神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在人類(lèi)酒精濫用中的作用》發(fā)表于 2021 年的 Science 雜志子刊、國(guó)際權(quán)威綜合性期刊 Science Advances 上。

這一研究的發(fā)現(xiàn)因?yàn)橥黄屏藗鹘y(tǒng)上專(zhuān)注于“中腦 - 邊緣”獎(jiǎng)賞系統(tǒng)的成癮問(wèn)題研究范式，被英國(guó)皇家學(xué)會(huì) Barry Everitt 院士稱(chēng)贊為“極其重要”。而英國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 David Nutt 院士認(rèn)為此研究“見(jiàn)解深刻”，并對(duì)新的治療手段的開(kāi)發(fā)具有重要的啟發(fā)作用。

科研之外的精彩

科研，是賈天野的核心，但作為青年科研工作者，他也肩負(fù)起了更多的責(zé)任。其中，代表類(lèi)腦研究院負(fù)責(zé)張江國(guó)際腦庫(kù)的建設(shè)協(xié)調(diào)工作也是他的主要工作內(nèi)容。據(jù)賈天野介紹：張江國(guó)際腦庫(kù)（ZIB），是研究院下設(shè)的生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)中心，也是上海市“腦與類(lèi)腦智能基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化應(yīng)用”市級(jí)重大專(zhuān)項(xiàng)支持建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)。

現(xiàn)在，ZIB 已擁有 UK Biobank、ABCD、HCP 等國(guó)際共享數(shù)據(jù)庫(kù) 52 萬(wàn)余例。而到 2023 年，它將圍繞精神分裂癥、抑郁癥、自閉癥、腦卒中、精神退行性疾病以及大學(xué)生人群等 6 個(gè)隊(duì)列共 1.5 萬(wàn)人次，完成環(huán)境、行為、遺傳、腦影像、神經(jīng)等 5-O 尺度數(shù)據(jù)的采集，并在全國(guó)建立多個(gè)腦科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)臨床合作點(diǎn)。與此同時(shí)，ZIB 也將與全球主流生物數(shù)據(jù)庫(kù)建立安全、互利的合作共享機(jī)制，致力于建成全球最大規(guī)模的全維度腦數(shù)據(jù)庫(kù)和算法中心之一。

這個(gè)平臺(tái)一旦建設(shè)成功，將會(huì)極大的促進(jìn)腦科學(xué)研究工作高效，快速的開(kāi)展，而其開(kāi)放的申請(qǐng)機(jī)制，對(duì)國(guó)內(nèi)的科研工作者而言，更是意義重大。

走過(guò)韶華，不負(fù)韶華，作為青年研究員的賈天野，一直奔走在探索人腦的路上，隨著研究的深入，他將解析更多人腦的秘密，為疾病患者帶去治愈的希望，為類(lèi)腦智能貢獻(xiàn)更多的力量。這就是賈天野的愿景，亦是他畢生追求的夢(mèng)想和目標(biāo)，故事已經(jīng)開(kāi)始，精彩仍在繼續(xù) ......

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