“頭腦一熱，我就答應(yīng)了。”

這就是邱收與他人生中第一篇學(xué)術(shù)代表作結(jié)緣的時刻。

2019年底，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（以下簡稱腦智中心）徐春研究員正籌劃著“放大招”：為大腦中大名鼎鼎的海馬區(qū)繪制一幅三維立體的“交通線路圖”。

實現(xiàn)這項工作需要用到大量的計算機分析技術(shù)，而徐春團隊主攻功能研究，要找出這么一個IT人才來，還真不容易。他找了一圈，多數(shù)人都不太想接這個“燙手山芋”，直到邱收走進他的辦公室。聽完導(dǎo)師徐春對項目的描述后，這個時年25歲、看起來清瘦文靜的博士生表示，他愿意試試。

因為邱收并沒有計算機基礎(chǔ)，起初的計劃是他先做著，等后續(xù)有更合適的人選時可以退出。沒想到不久后的一場正式會議上，這項課題所屬的上海市級重大專項“小型模式動物全腦神經(jīng)聯(lián)接圖譜”負(fù)責(zé)人、腦智中心副主任孫衍剛研究員對他說：“這項工作就由你主導(dǎo)了。”

就這樣，邱收從一個入場較晚的小配角不知不覺間變成了“男一號”。當(dāng)初的頭腦一熱，讓他收獲了首篇以第一作者身份發(fā)表的Science論文：《海馬區(qū)單神經(jīng)元的全腦投射圖譜》。

發(fā)表論文截圖

師生合影 受訪者供圖（下同）

揭開大腦里的“清明上河圖”

海馬腦區(qū)，可以說是最著名的大腦區(qū)域之一。徐春笑著把它比作“大腦中的朝陽區(qū)”。

科學(xué)家很早就發(fā)現(xiàn)海馬腦區(qū)與記憶功能緊密關(guān)聯(lián)。隨著近一個世紀(jì)不斷深入的研究，海馬腦區(qū)還被發(fā)現(xiàn)參與了多種不同大腦功能，如恐懼記憶、場景認(rèn)知、記憶泛化、情緒焦慮和社交記憶等。

海馬區(qū)中千絲萬縷、盤根錯節(jié)的神經(jīng)元，是如何完成這樣繁雜的任務(wù)的？這個問題仿佛藏在一座巨大的迷宮中，讓人很難窺得全貌。

徐春團隊要做的，就是為海馬區(qū)建立一個三維立體的“交通線路圖”，讓以后的科研工作者都能拿著這份“地圖”，知全局、有方向地開展研究工作。

神經(jīng)元（即神經(jīng)元細(xì)胞）是形態(tài)最特殊的細(xì)胞之一，乍看像一棵樹，細(xì)長彎曲如主干的一端叫軸突，分叉細(xì)密如樹冠的一端叫樹突。神經(jīng)元最大的特點是有方向性：神經(jīng)信號總是由樹突接收后，再從軸突輸出。所謂神經(jīng)元的“投射”，就是描述軸突把信號輸送到哪些地方。

“細(xì)長蜿蜒的軸突伸展出去，甚至能覆蓋一座大樓這么廣泛的位置。”徐春向《中國科學(xué)報》記者展示他們制作的可視化投射圖譜，“你看從這里到這里，只有一條單獨的軸突，但從這個點開始，分散到了許多軸突上。就像一群旅客乘坐飛機，一起到達(dá)機場后，很快分散，各奔東西——這就是對‘投射’最直觀的展現(xiàn)。你還會發(fā)現(xiàn)，有些投射沒有走直線，而是繞了遠(yuǎn)路，這可能意味著要完成某個生理功能，需要連接這么多腦區(qū)。就像我們現(xiàn)實生活中，完成一件事情需要溝通許多職能部門。”

小鼠海馬單細(xì)胞全腦投射譜

這幅“交通線路圖”不僅是立體的，而且是動態(tài)的，就像是揭開藏在腦海中的“清明上河圖”，各種神經(jīng)細(xì)胞的神經(jīng)活動展示出了不為人知的一面。

“我們發(fā)現(xiàn)有些齒狀回細(xì)胞跳過了經(jīng)典的三突觸環(huán)路，可以直接投射到海馬區(qū)外的一些區(qū)域。這些現(xiàn)象超越了學(xué)術(shù)界以往的認(rèn)知，非常令人振奮。”徐春說。

為研究自學(xué)編程，“永遠(yuǎn)不要限制自己”

毫無疑問，這項工作涉及大量的計算、分析、編程等工作。而主要完成人邱收此前完全沒有相關(guān)經(jīng)驗。

為了自學(xué)編程，邱收主動從原有的實驗室搬出去，搬到腦智中心建設(shè)的一個公共研究平臺——全腦介觀神經(jīng)聯(lián)接圖譜研究平臺（小鼠）。這里匯聚了一批擅長數(shù)據(jù)管理分析的專業(yè)人士。

小半年時間里，邱收就和這些算法工程師們在一個辦公室里，“同吃同勞動”，學(xué)到了很多寶貴的專業(yè)技能。

邱收在實踐中發(fā)現(xiàn)，這項研究很可能需要用到完全不同于以往的數(shù)據(jù)分析方法。在這樣一個重點項目中，要說服大家采用聞所未聞的新方法，需要他自己先把各種備選方法都測試一遍，用實際結(jié)果說話——這可是巨大的工作量。

就在研究如火如荼推進的時候，邱收生了一場重病。在病愈后的一段時間里，為了兼顧身體休養(yǎng)和研究進度，導(dǎo)師徐春支持他居家遠(yuǎn)程辦公。

幸運總會眷顧時刻努力的人，這些平日里搭建的遠(yuǎn)程辦公平臺，陰差陽錯地讓邱收后來在上海疫情最嚴(yán)重的時候，順利地完成遠(yuǎn)程分析工作，并最終取得了重要突破。

談起當(dāng)初為何愿意接下這樣一個特殊的工作，邱收坦言，他很清楚這是一個需要承擔(dān)風(fēng)險的項目，但在這個過程中，他會接觸到大量可遇不可求的寶貴數(shù)據(jù)，也有機會做出一些非常重要的成果。

“神經(jīng)科學(xué)涉及的研究方法非常廣泛，你需要學(xué)習(xí)做手術(shù)、連電路、寫代碼……直到變成一個多面手。”如今的邱收，儼然是個點滿技能樹的“斜杠青年”。“這樣的經(jīng)歷也提示我，永遠(yuǎn)不要限制自己。你感興趣的事情，放手去做就好，遇到什么問題就去解決什么問題。”

邱收

目前，邱收已經(jīng)博士畢業(yè)，在腦智中心作為特別研究助理繼續(xù)開展工作。他最感興趣的研究方向是神經(jīng)元編碼外界信息的機制解析。他希望找到一個可以開展相關(guān)工作的實驗室做博士后研究，也希望未來能繼續(xù)和導(dǎo)師徐春合作。

自豪！我為領(lǐng)域搞“基建”

投稿過程中，不止一位審稿人曾建議他們，可以把這篇論文中全海馬區(qū)的數(shù)據(jù)拆成數(shù)個亞區(qū)的部分，分別投稿。

如果這樣操作，作者或許會擁有更多頂刊論文，但他們還是決定，發(fā)表一篇最完整、最全面、最能幫助全世界同行的文章。

在這篇論文中，有一個特殊的網(wǎng)址：https://mouse.digital-brain.cn/hipp。

這是他們利用研究成果搭建起來的小鼠海馬區(qū)單神經(jīng)元的全腦介觀投射圖譜數(shù)據(jù)庫。不需要注冊賬號，打開網(wǎng)頁就可以直觀地看到凝結(jié)了科研人員心血的“交通線路圖”，還可以自由下載所需要的數(shù)據(jù)。

論文發(fā)表后，邱收的郵箱里常常會冒出世界各地同行的來信，咨詢他如何更好地使用這個網(wǎng)站，以幫助自己開展科研工作。

一位審稿人這樣評價：“這個數(shù)據(jù)集的產(chǎn)生對海馬領(lǐng)域非常重要！……我們已經(jīng)從這篇文章看到了很多新發(fā)現(xiàn)的聯(lián)接規(guī)律。”

另一位審稿人則連續(xù)使用了這樣的詞匯：讓人驚嘆的文章（amazing paper），真正的杰作（a real tour-de-force）、非凡的工具（a remarkable tool）。

如果把發(fā)表論文當(dāng)作最重要的產(chǎn)出，這個課題“性價比”不算高，似乎是“為他人作嫁衣裳”。

但徐春說：“我們不介意下笨功夫、苦功夫、慢功夫。相反，這是我迄今為止最自豪的工作。”

徐春

在科研界，要評估一項研究工作的影響力，可以假設(shè)這項科研工作沒有人做，再過20年，是否會影響到其他科研工作的進展，有些科學(xué)發(fā)現(xiàn)會不會因此推遲，甚至做不出來。

從這個意義上，徐春相信，他們是在為整個海馬區(qū)研究領(lǐng)域搞“基建”，把地基打好，把橋架好，把指示牌貼好，以后不論誰想在這個領(lǐng)域做出一點新東西，都能從中獲得便利，得到助力。

“成為科研人員以來，我時常想，自己正在研究的問題有意義嗎？至少對于這項工作，我相信它有著長遠(yuǎn)的意義。”邱收說。

論文DOI：

10.1126/science.adj919