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思政映射点： 职业使命感，知识宽广，前沿引领，人文关怀
学科： 生理学
相关知识点： 神经系统功能活动的基本原理
素材简介： 本素材介绍了美国精神病医生兼神经科学家卡尔 · 迪塞罗斯在治疗疾病的过程中饯行职业使命感、不停思考、不断创新，由临床问题回到基础创新、再由基础创新回到临床实践的研究过程。旨在培养医学生拓展知识面，提升探究能力，养成始终心系患者的人文关怀情感。
卡尔·迪塞罗斯是美国精神病医生兼神经科学家，光遗传学的创始人。他原本打算做一名神经外科医生，但在一次为期4周的精神科义务轮班后，他改变了想法，成为一名精神科医生。
他的第一个患者患有分裂情感性障碍，迪塞罗斯为他开了强效的抗精神病和稳定情绪的药物，但那个患者病情始终没有好转，无法离开精神病医院。迪塞罗斯感到十分沮丧，但也激发了他寻求新方法的斗志。他会花一整天探视患者，然后回到实验室，花几个小时开展实验。他说：“当我坐在患者面前听他们讲述自己的感受时，我的注意力非常集中。这是我的假说和思想的源泉。”这为他的神经科学研究工作提供了意义非凡的洞察。他经常问自己：“如何才能制造出一种工具，在保持组织完好无损的情况下，观察并控制组织层面的活动呢？”
1979年用电极刺激大脑已经是神经科学家的例行方法，但学界认为这个方法不够精确，有必要建立一种新的方法，最好不仅能激活或关闭特定神经元，还不会影响其他类型的细胞。有学者认为，要发现理想的治疗方法，就需要设法令特定类型的细胞具有光敏感性。其实20世纪70年代初，德国科学家已经发现了首个微生物视蛋白。视蛋白是一种光敏蛋白，比如眼睛感光细胞内的视紫红质。2002年，科学家们通过从果蝇视网膜上提取的视蛋白，成功地为脑细胞赋予了光敏感性。2003年，一个德国研究团队从绿色水藻中提取视蛋白并将其导入人类胚肾细胞后，细胞就会对蓝光刺激产生反应。迪塞罗斯意识到，这个发现可能具有划时代的意义。与果蝇的视蛋白不同，这种新的视蛋白即光敏感通道2（ChR2），只需一步就能把光转化为电，转换的速度几乎与大脑电脉冲一样快。
2004年夏天，迪塞罗斯在斯坦福大学建立了自己的实验室，并聘用了一名出色的博士生，这位博士生名叫张锋。把藻类视蛋白引入脑细胞是一项精细的工作，而张锋似乎就是这项工作的理想人选。视蛋白需要通过一种病毒作为载体进入细胞，但必须注意浓度不能太高，否则会杀死神经细胞。迪塞罗斯告诉张锋，这个实验可能具有革命性的意义。张锋将分离出的大鼠神经元放在培养皿中培养，然后采用了一种温和的慢病毒来将视蛋白介导入细胞。经过一年的实验，这个团队在世界上首次开发出光敏感神经元的可靠技术，然而迪塞罗斯并没那么兴奋。他说：“这项技术是否真的有用，还尚不明朗。我们必须通过准确地控制活体动物的行为，在某种程度上真正了解大脑到底在做什么。”2005年8月，当他们的论文终于在《自然·神经科学》上发表时，有人无比激动，有人质疑这项技术的普遍性和实用性，这也是迪塞罗斯想到的问题。迪塞罗斯和他的同事仍面临着一系列的挑战。他们费了很多工夫把视蛋白转染到特定的脑细胞上。比如和睡眠、记忆或焦虑有关的细胞。直到2009年春天，迪塞罗斯的学生用光遗传学来操控啮齿类动物，从而精确地确定了与帕金森病有关的神经环路。
光遗传学有可能成为人类的治疗手段，迪塞罗斯为此付出了不懈的努力。他率先将光遗传学的操作以一门技术的形式呈现在科学界，并带头将这门技术推广至全世界的实验室中。与此同时，迪塞罗斯也在临床实践中把他从光遗传学实验中获得的知识应用到患者身上。他在诊治一位患有重度抑郁，并伴随有帕金森病症状的患者时，想到了他的小鼠实验——该实验显示类似抑郁的状态与缺乏多巴胺神经元有关。于是他给这位患者使用了针对多巴胺系统的药片，效果非常好。迪塞罗斯作为一名临床医生，时刻饯行职业使命感，即一切为了患者，从患者中来，到患者中去，不停地在实验室创新路上寻求为临床患者解除病患的新路径。迪塞罗斯在治疗疾病的过程中不停思考、不断创新的探究精神，以及始终心系患者的人文关怀情感，值得所有人学习。
BOYDEN E S，ZHANG F，BAMBERG E, et al．Millisecond-timescale，genetically targeted optical control of neural activity[J]．Nature Neuroscience，2005，8:1263-1268.
（张国花，基础医学院，解剖学与生理学系，教授）