麻省理工学院 | 解开神经元如何学习的奥秘

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麻省理工学院 | 解开神经元如何学习的奥秘

指南者留学 2022-10-19 16:04:11 阅读量：1350

指南者留学全国统一咨询热线：<a href="tel:4001831832" style="color:#1677ff; text-decoration:none;">400-183-1832</a>，全国各地区、各分公司联系方式均为此号码。<img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1666239618389/1666239618389.jpg" width="808" height="539" />   Raúl Mojica Soto-Albors 在 2019 年以研究生的身份被录取时，对 MIT 并不陌生。作为波多黎各大学马亚圭斯分校的一名本科生，他曾多次在这里度过，其中包括由于2017 年飓风玛利亚导致流离失所的八个月。这些经历——包括参加麻省理工学院暑期研究生物项目(MSRP) -Bio），为代表性不足的少数族裔和缺乏资源的学生提供资助的暑期研究体验——不仅改变了他的学习课程，他们还授权他攻读博士学位。   “暑期课程减轻了我对科学会变成什么样的很多担忧，因为我从未沉浸在麻省理工学院这样的环境中，”他说。“我认为这太困难了，我无法做到。但是，实际上，这只是一群追梦人。因此，只要你追随你的热情，你就会非常快乐和富有成效。”   Mojica 现在正在追随他作为麻省理工学院脑与认知科学系博士生的热情，使用一种称为“膜片钳”的复杂电生理学方法来研究体内的神经元活动。“它拥有我们历来没有太多关注的所有东西，”他解释道。“神经科学家一直非常关注神经元的尖峰。但我转而专注于神经元阈下活动的模式。”   打开神经科学的大门   Mojica 对科学的热爱在童年时期就萌芽了。尽管他的父母鼓励他，他说，“这有点困难，因为我的家人没有从事科学工作的人，没有我可以去寻求指导的人。” 在大学里，他对人类行为的参数产生了兴趣，并决定主修心理学。同时，他对生物学充满好奇。“当我学习心理学时，”他说。“我一直想知道，作为人类，我们是如何从如此混乱的相互作用神经元中脱颖而出的。”   他在麻省理工学院的旅程始于 2017 年 1 月，当时他被邀请参加大脑、思维和机器定量生物学方法计划中心，这是一个为期一周的密集计划，旨在为代表性不足的有色人种学生提供科学职业准备。尽管他在波多黎各大学上过 Python 课程并完成了一些在线课程，但他说，“这是我第一次必须开发自己的工具并学习如何使用编程语言来发挥自己的优势。”   由于与生物学讲师兼项目协调员 Mandana Sassanfar 就他的未来目标进行了对话，该项目还极大地改变了他的本科生涯。“她建议我转专业为生物学，因为心理学部分比错过基础生物学课程更容易阅读，”他说。她还建议他申请MSRP。   Mojica 立即接受了她的建议，并于 2017 年夏天作为 MSRP 学生回到麻省理工学院，在脑与认知科学系和麦戈文研究所的副教授 Mark Harnett 的实验室工作。在那里，他专注于对后脾皮层进行钙成像，以了解神经元在复杂空间环境中的作用。这种体验令人大开眼界。Mojica 指出，UPRM 的专业课程很少，这限制了他接触跨学科科目。“那是我进入神经科学的大门，否则我永远无法进入。”   风雨兼程   Mojica 回到家开始他的高年级课程，但不久之后，在 2017 年 9 月，飓风玛丽亚袭击了波多黎各并摧毁了社区。“飓风过后将近一年，该岛一直在处理停电问题，他们今天仍在处理这些问题。例如，对于依靠电力获取氧气或冷藏糖尿病药物的人来说，这真的很困难，”他说。“我的家人很幸运在飓风过后四个月能够可靠地用电。但我周围有很多人在没有电的情况下度过了八、九、十个月的时间，”他说。   飓风的破坏破坏了生活的方方面面，包括教育。麻省理工学院通过在春季学期接待来自波多黎各的几名 2017 年 MSRP 学生（包括 Mojica）来提供其教育资源。他于 2018 年 2 月搬回校园，完成了秋季学期的大学考试，并在当年春夏两季上课和做研究。   “那是我第一次受到文化冲击并感到想家的时候，”他说。谢天谢地，他并不孤单。他结识了另一位来自波多黎各的学生，帮助他度过了那段艰难时期。他们互相理解和支持，因为他们的家人都在应对飓风后岛屿的挑战。Mojica 说：“我们刚刚从飓风的混乱中走出来，我们来到麻省理工学院，一切都很完美。……这很不和谐。”   尽管生活中发生了巨大的动荡，Mojica 还是决心攻读博士学位。“我不想在余生中只消耗知识，”他说。“我想产生知识。我想站在某件事的最前沿。”   传递下去   现在这位 Harnett 实验室的四年级博士候选人，正在以新颖的方式利用一种称为“膜片钳电生理学”的经典方法来研究神经元学习。膜片钳技术使他能够观察到低于小鼠神经元放电阈值的活动，这是其他方法无法做到的。   “我正在研究单个神经元如何学习、适应或塑化，”Mojica 解释说。“如果我向动物展示一些新的和意想不到的东西，细胞会如何反应？如果我刺激细胞，我能让它学习一些它以前没有反应的东西吗？” 这项研究可能对严重脑损伤后的患者康复产生影响。可塑性是大脑功能的一个重要方面。例如，如果我们能弄清楚神经元是如何学习的，甚至是如何塑化它们，我们就可以加快从威胁生命的脑组织损失中恢复，”他说。   除了研究之外，Mojica 对指导的热情也体现得淋漓尽致。当他描述他的一名本科生加布里埃拉时，他的声音提高了，加布里埃拉现在是哈内特实验室的一名全日制研究生。他目前指导 MSRP 学生，并为未来的博士生的申请提供建议。“当我在攻读博士学位时，没有像我这样的人担任我的导师，”他指出。   Mojica 了解指导的影响。尽管他从来没有任何人可以提供科学方面的指导，但他童年的音乐老师在他早期的职业生涯中发挥了极其重要的作用，并始终鼓励他追求自己的激情。“他在如何驾驭 17 岁或 18 岁的复杂混乱以及弄清楚你想将余生奉献给什么方面拥有丰富的知识，”他深情地回忆道。   尽管他不确定自己未来的职业计划，但对 Mojica 来说有一点很清楚：“其中很大一部分将是指导那些与我有着相似背景但机会较少的人。我想保持那个前沿和中心。”

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