EP50 从光遗传学（optogenetics）聊起@胡文韬
医学遗传前沿
本期节目，和来自美国波士顿的胡文韬博士漫谈，从今年诺贝尔生理学或医学奖的获奖领域 optogenetics（光遗传学）聊起，深入了解一下文韬在美国罗切斯特大学的 PhD 研究工作；各自分享一个自己印象比较深刻的诺奖；而后探讨神经科学对于人工智能及大语言模型发展的指导和提示意义；最终聊一聊从学界转向工业界的心路历程和北美求职的一些经验～
时间线
2:00 光遗传学简介与文韬的 PhD 工作内容
21:16 脑部超声和光遗传研究工作的临床转化展望
24:10 各自分享印象比较深刻的一个诺奖
31:42 生物的神经网络对 AI 神经网络的启发
41:15 从学界到工业界的心路历程及北美求职经验
参考文献
## 参考文献与延伸阅读
### 文韬的博士研究
1. Hu W, Zhu S, Briggs F, Doyley MM. (2023). Functional ultrasound imaging reveals 3D structure of orientation domains in ferret primary visual cortex. NeuroImage, 268, 119889. [论文链接](https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2023.119889)｜[开放全文](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9999292/)
文韬第一作者的正式期刊论文：利用功能超声成像研究雪貂初级视觉皮层方向选择性功能区的三维结构。该文不报告光遗传学实验。
2. Hu W. (2024). Functional ultrasound imaging of the ferret early visual system. 博士学位论文，University of Rochester，Department of Electrical and Computer Engineering. [论文及全文下载](https://hdl.handle.net/1802/38273)
包括视觉功能组织、视网膜拓扑，以及结合光遗传学研究皮层膝状体反馈的工作。
3. Hu W, Zhu S, Briggs F, Doyley M. (2023). Functional Ultrasound Imaging Reveals Optogenetic Activation of Neuronal Clusters in Ferret Primary Visual Cortex. 2023 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS)，会议海报报告，编号 B2P-15-MIM-1. [官方会议日程](https://confcats-siteplex.s3.us-east-1.amazonaws.com/ius23/IUS_2023_Program_V2_9095ef329c.pdf)
功能超声检测光遗传刺激相关神经元群活动的会议报告；此处按会议日程记录引用，不作为已确认的期刊论文。
### 光遗传学的关键发现与细胞靶向方法
4. Nagel G, et al. (2002). Channelrhodopsin-1: A light-gated proton channel in green algae. Science, 296(5577), 2395–2398. [论文链接](https://doi.org/10.1126/science.1072068)
鉴定绿藻通道视紫红质 ChR1，揭示其光门控质子通道功能。
5. Nagel G, et al. (2003). Channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel. Proceedings of the National Academy of Sciences, 100(24), 13940–13945. [论文链接](https://doi.org/10.1073/pnas.1936192100)｜[开放全文](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC283525/)
阐明 ChR2 的直接光门控阳离子通道功能，为后续神经活动调控提供分子基础。
6. Boyden ES, Zhang F, Bamberg E, Nagel G, Deisseroth K. (2005). Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity. Nature Neuroscience, 8, 1263–1268. [论文链接](https://doi.org/10.1038/nn1525)
在培养的哺乳动物神经元中，利用 ChR2 实现毫秒尺度的光学活动控制；张锋是该文第二作者。
7. Zhang F, et al. (2007). Multimodal fast optical interrogation of neural circuitry. Nature, 446, 633–639. [论文链接](https://doi.org/10.1038/nature05744)
结合光激活与光抑制工具，实现神经活动的双向调控；张锋为第一作者。
### 诺奖背景资料
- Karolinska Institutet. (2026). The Nobel Prize to the pioneers of optogenetics Peter Hegemann, Georg Nagel and Karl Deisseroth. [获奖介绍与研究背景](https://news.ki.se/the-nobel-prize-to-the-pioneers-of-optogenetics-peter-hegemann-georg-nagel-and-karl-deisseroth) 光遗传
- NobelPrize.org. (1981). The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1981. [官方获奖介绍](https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1981/summary/)
本期文韬提及的诺奖背景：David H. Hubel 与 Torsten N. Wiesel 因关于视觉系统信息加工的发现共同获得一半奖金；Roger W. Sperry 因关于大脑半球功能特化的发现获得另一半奖金。Hubel 与 Wiesel 对视觉皮层神经元特征选择性及功能组织的研究，与本期讨论的方向选择性和视觉皮层组织直接相关。[Hubel 诺奖演讲](https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/hubel-lecture.pdf)｜[Wiesel 诺奖演讲](https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/wiesel-lecture.pdf)
- The Royal Swedish Academy of Sciences. (2020). The Nobel Prize in Chemistry 2020. [官方新闻稿](https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/press-release/)
本期赵森提及的诺奖背景：Emmanuelle Charpentier 与 Jennifer A. Doudna 因“发展了一种基因组编辑方法”共同获得 2020 年诺贝尔化学奖。Charpentier 团队发现 tracrRNA，并揭示其参与 crRNA 成熟的机制；随后双方团队合作，于 2012 年阐明双 RNA 引导的 Cas9 DNA 切割机制，并将 crRNA 与 tracrRNA 合并为单一嵌合引导 RNA，为可编程基因组编辑奠定生化基础。2013 年，张锋团队与 George Church 团队分别报道了哺乳动物细胞中的 CRISPR-Cas9 基因组编辑。
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4周前
