爱德华·博伊登

麻省理工学院媒体实验室神经工程师

爱德华·博伊登（Edward Boyden），男，1979年8月18日，出生于美国得克萨斯州的普莱诺。麻省理工学院媒体实验室神经工程师。26岁时与卡尔·迪赛罗斯一起开创了光遗传学时代。2019 年获得沃伦·阿尔珀特奖（Warren Alpert Prize）。

人物经历

爱德华·博伊登（Edward Boyden），男，麻省理工学院媒体实验室神经工程师。麻省理工学院麦戈文脑研究所研究员、神经科学讲座教授、霍华德休斯研究所研究员。

19岁就拿到MIT的三个学位，26岁与卡尔·迪赛罗斯一起开创了光遗传学时代，拥有一个名副其实的“天才人生”。

1979年8月18日，博伊登出生于美国得克萨斯州的普莱诺（Plano），他天资聪慧，自小就志向远大，8岁就对科学显现出异于常人的挚爱，并畅想将来借助科学方法来洞悉自然界奥秘，从而实现自己献身科学的人生理想；14 岁就进入美国著名的得克萨斯数学与科学院少年班开启非凡人生。得克萨斯数学与科学院主要为天赋异禀的高中生提供大学前教育，由大学老师指导，鼓励天马行空的想法，以期他们能够树立远大理想并掌握解决现实中复杂问题的能力，最终培养出真正意义上的新一代创新者。

在得克萨斯数学与科学院，博伊登开始从哲学层面思考重大科学问题。这一理念也成为博伊登开展科学研究的重要基石。博伊登进入北得克萨斯大学布拉特曼（Paul Braterman）实验室探索生命起源之谜，试图用实验模拟生命诞生初期环境下将无机物合成生命物质（如 DNA）。这一尝试最终失败，通过这次经历，博伊登一方面掌握了大量化学知识，另一方面也对挑战性课题（遵循高风险-高回报特征）产生了浓厚兴趣。

随后，博伊登进入麻省理工学院学习物理学和电器工程。学习物理学的原因在于博伊登试图理解宇宙的本质，而学习电气工程则是因为可以掌握建造电子设备和分析数字信号的能力。1996 年，19 岁的博伊登就从麻省理工学院毕业，并获得物理学学士学位、电气工程和计算机科学学士和硕士学位。19 岁，也就是大多数人即将踏入大学或进入大学校园不久的年纪，博伊登就以双学士外加一硕士从举世闻名的麻省理工毕业。

为探索大脑系统操作和控制之谜。博伊登于 1999 年进入斯坦福大学，跟随著名华裔科学家钱永佑（Richard Tsien，2008 年诺贝尔化学奖获得者钱永健的哥哥）和另一位神经生物学家雷蒙（Jennifer Raymond）进行博士学习。后来，结识了卡尔·迪赛罗斯（Karl Deisseroth），两人就此开启合作。他们开展了科学“头脑风暴”：博伊登从技术角度提出自己的观点，而迪赛罗斯则从医学角度发表自己的看法。他们共同构思了多种策略，包括借助机械、光、电、磁等手段以实现对大脑的控制，但鉴于问题的复杂性，这些方案大多停留在口头而并未开展真正意义上的尝试。

2006 年 9 月，博伊登离开斯坦福加入麻省理工学院，组建自己的独立实验室，领导团队全面开发大脑功能研究的新技术。

主要成就

博伊登和迪赛罗斯最初钟情的是神经元磁控，重心没有放在光控上。 2003 年 10 月，博伊登再一次查阅文献，期望从中找到灵感，却意外发现纳格尔不久前发表的藻类光受体论文，他经过全面分析，决定重回光控策略，不过这次不再用细菌光受体，而改为藻类光受体。

2004 年 2 月，博伊登将自己的想法告诉迪赛罗斯，并建议尽快与纳格尔合作；3 月，双方达成合作协议，纳格尔提供藻类光受体质粒。迪赛罗斯将光受体转入神经元——给神经元装上一双“眼睛”；博伊登则进一步检测装上“眼睛”的神经元在光照后的反应。

2004 年 8 月，博伊登怀着忐忑不安的心情对带上“眼睛”的神经元进行电生理活性检测，没想到，第一次试验就大获成功，改装后的神经元受到光照后会快速出现显著的动作电位去极化，意味着它们的活性发生了改变，也就表明神经元活性受到了光的调控。这一成就标志着一个新学科——光遗传学（Optogenetics）诞生，该名词由迪赛罗斯于 2006 年首次提出，是将遗传学（光受体转入神经元）和光学（神经元光控）二者相结合的一个学科。相关文章于2005年 8 月在《自然-神经科学》杂志发表，成为该领域的奠基石。

一些确定类型的细菌和藻类拥有允许它们将光转换成电能的基因。29岁的爱德华·博伊登已将其中一种基因植入神经细胞，让它作出类似响应。他说：“如果用灯光照射这些细胞，我们就能将它们激活。”在打造类似转基因神经细胞基础上，博伊登正利用工程学手段研究大脑植入——可以利用光脉冲对它们进行刺激。他希望这种植入能够帮助控制帕金森氏症等疾病，有时候，医生会利用植入能够产生电流的刺激器治疗帕金森氏症。博伊登说：“光能够做到很多单纯的电刺激器无法做到的事情。”利用这种技术，研究人员能够有选择地让他们的转基因神经细胞作出回应，通过植入一个能够发出不同类型的光的光学器，研究人员可以对神经回路进行更为精确的控制。

所获荣誉

2019 年7月16日，获得沃伦·阿尔珀特奖（Warren Alpert Prize）。

2006 年荣登麻省理工学院《技术评论》杂志“ 35 岁以下 35 名创新名人榜”；2008 年被《发现》杂志评为“ 40 岁以下 20 名最聪明大脑”。博伊登还先后荣获 NIH 主任创新人士奖（2007年）、神经科学学会创新研究奖（2007年）、保罗·艾伦杰出神经科学研究员奖（2010年）、欧洲著名的脑科学奖（2013年）、美国生命科学突破奖（2014年）和加拿大盖尔德纳国际奖（2018年）等。2019年，不到 40 岁的博伊登还当选了美国科学院院士（同届当选的外籍院士还有颜宁教授）。

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