2017年03月06日 星期一
不忘初心,欣然前行
——记杭州师范大学认知与脑疾病研究中心研究员王金辉
白亦菲 张 京
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王金辉,博士,杭州师范大学认知与脑疾病研究中心研究员、硕士生导师。2012年获得北京师范大学理学博士学位(导师:贺永教授)。主要研究方向为基于多模态神经影像技术的复杂脑网络方法学和临床应用研究(重点关注阿尔茨海默病和抑郁症)。围绕人脑连接组学重大科学前沿课题,在活体人脑功能网络的模型构建、方法学评价和疾病模型验证等方面开展了一系列工作。近年来,在本领域国际主流学术期刊Biological Psychiatry、Journal of Neuroscience、Radiology、Human Brain Mapping等发表SCI论文40余篇,其中多篇论文被遴选为期刊封面论文。相关研究成果受到国际同行的广泛关注,并被Nature系列、Science、Neuron、PNAS 等国际顶尖期刊多次正面引用,引用次数达3500余次,H指数25(google scholar)。6篇研究论文入选ESI Top 1%高被引论文。主持国家自然科学基金面上和青年项目各1项,主持浙江省自然科学基金重点项目1项。担任Frontiers in Neuroscience客座副主编、Medical Imaging & Interventional Radiology编委、浙江省预防医学会精神卫生专业委员会委员、国家自然科学基金和比利时FWO基金评审人。担任Cerebral Cortex等20余个国际期刊的审稿人。

    大脑是人类智力演化的伟大奇迹,是最精细、最复杂、高度可塑的人体器官。脑科学是人类理解自然界现象和认识自身的“最终疆域”,揭开大脑的神秘面纱,不但关乎人类切身的健康和福祉,而且有望促进相关领域产生新的飞跃,加速人类文明进程。

    鉴于重大的科学意义和广泛的应用前景,当今世界科学强国竞相投入脑科学研究,以期抢占21世纪自然科学中这一“皇冠上的明珠”。在我国,脑科学近年来也受到了高度重视并迅猛发展,在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》中,脑科学与认知科学被列为我国科技中长期发展规划的八大前沿科学领域之一。在最近发布的《国家“十二五”科技发展规划》中,脑科学与认知科学再次被列为学科前沿的重点研究方向之一。

    在脑科学研究中,脑连接组学(connectomics)无疑是当前最为活跃和前沿的方向之一。脑连接组学是国际上近十年左右提出的概念,旨在勾勒多时空尺度下人类大脑的结构和功能连接模式并对其拓扑组织特点加以定量描述,该概念一经提出就得到广泛关注并取得迅速发展。

    杭州师范大学认知与脑疾病研究中心王金辉研究员,围绕人脑连接组学重大科学前沿课题,关注阿尔茨海默病和抑郁症重大脑疾病,通过系统的可重复性评价和参数优化,在疾病的网络模型构建、早期诊断、临床评估等方面开展了一系列工作,取得了一批具有辨识度的研究成果。

    神秘之门,渐渐开启

    对于王金辉来说,进入脑科学这个研究领域,纯属偶然。电子信息工程专业出身的他2006年本科毕业后,由于一个偶然的机会接触到了脑科学,进入刚刚成立不久的北京师范大学认知与学习国家重点实验室继续深造。自此,一扇崭新的大门在他面前徐徐打开。这,既是机遇,更是挑战。彼时,脑科学研究方兴未艾。但对于当时的王金辉来说,却是一个全然陌生的领域。转变无疑是痛苦的,他不得不面对晦涩难懂的英文专业词汇、纷繁复杂的大脑解剖图谱、如同天书的数学公式。在困难面前,他没有选择退缩,而是从零开始恶补相关基础知识。很幸运,在他的坚持下,他找到了自己感兴趣的研究方向——脑网络。他觉得,既然选择了这个专业,就该对自己的选择负责,坚定不移地走下去。

    当被问到研究的出发点时,王金辉认为,最重要的就是要紧密结合我国的国情。我国人口基数大,人口结构失衡,各种脑疾病发病率高,尤其是随着我国人口老龄化进程的加快,阿尔茨海默病(即俗称的老年痴呆)患者还将明显增加,给国家、社会、家庭带来沉重负担。但这些脑疾病的发病机理和早期诊断仍是难题。王金辉认为,我们要集中力量,优先探索一些重大脑疾病的病因,并建立起完善的预防、诊断和治疗体系,并以点及面,最终为国民的身心健康、社会的和谐发展保驾护航。这也是王金辉研究的落脚点。

    “工欲善其事,必先利其器。”要揭示人脑的奥秘,必须要有先进的技术方法。王金辉采用多模态磁共振成像技术,系统评价了多个关键因素(如脑节点定义等)对脑网络的影响,并详细比较了不同分析策略下的脑网络重测信度,为脑网络研究过程中的流程选择和参数优化提供了重要的方法学建议和指导,为开展疾病状态下的脑网络研究奠定了基础。

    结合丰富的方法学研究经验,王金辉选取了以失连接和环路紊乱为典型特点的阿尔茨海默病和抑郁症为研究重点,通过优化分析流程,率先构建了这两种疾病的异常脑网络模型,这些模型不但为理解阿尔茨海默病和抑郁症的病理生理机制提供了新颖的视角,而且在疾病的早期识别、客观诊断、病情监测和预后预测方面具有重大临床应用价值。

    总结这些年来的经验心得,王金辉的答案和他从前辈那儿学到的一脉相承:“做学问、做研究切忌跟风,要不受各种‘热闹’干扰方可。只有坐得住,才能立得稳。”

    砥志研思,天道酬勤

    “我的原则是其他任何事都可以减少,唯独不能放下科研。”当被问到如何平衡教学、科研和行政工作的关系,王金辉如是说。对于热爱科研的他来说,科研本身就是给他最大的惊喜和最好的礼物,从西安电子科技大学到北京师范大学,再到现在工作的杭州师范大学,时间在走,环境在变,但他痴迷于科研的初心始终未变。

    2017年是王金辉在脑科学领域奋斗的第11个年头,从最初对脑科学的懵懂无知,到视野的逐渐拓宽,到现如今的渐入佳境,王金辉在脑科学领域已经取得了丰硕的成果。近年来,他在本领域国际主流学术期刊Biological Psychiatry、Journal of Neuroscience、Radiology、Human Brain Mapping等发表论文40余篇,总影响因子超过200,其中4篇入选期刊封面论文,6篇入选ESI Top 1%高被引论文。关于轻度认知障碍患者的脑功能网络研究入选2013年度 Biological Psychiatry最杰出论文(12篇入选,排名第一)。荣获2014年度国际生物精神病学协会Ziskind-Somerfeld研究奖,该奖项自2003年设立以来首次由中国人获得。

    “一个人成功并不算什么,能够帮助他人走向成功才是真正的成功。”除了取得上述个人学术成就外,王金辉亦致力于开发开源脑网络分析平台,以推动脑连接组学领域的发展。人脑连接组学研究步骤繁琐,参数选择多样,给科研工作者带来极大的不便。作为核心成员,他结合丰富的方法学和临床研究经验,开发了“脑网络分析工具包GRETNA”,该工具包囊括了当前主流的分析方法,实现了脑网络分析的自动化流水线作业,大大方便了人脑连接组学研究的开展。GRETNA现已成为人脑连接组学领域的主流工具包,并被Matlab团队遴选为12个高质量的神经科学工具包之一,在2015年度神经科学学会上加以展示。在很多业内人士看来,王金辉是一个在脑科学领域成果颇丰、星光璀璨的青年专家,但是他对于这一切却看得非常平淡,始终保持一颗平常心。“能够取得一点成绩,很大程度上得益于近几年脑科学的良好发展态势和国家的大力支持、学习与工作过程中恩师们的谆谆教诲与指导、以及同行间的无私交流和分享,我只是一个幸运的人,在自己的工作岗位上,做了自己该做的事情。”

    耕耘不辍,为了更好的未来

    已有的成绩都是过去时,王金辉更加注重未来。他认为,虽然当前脑科学研究如火如荼,方兴未艾,但是仍有许多基础的理论和方法问题尚未解决。2016年,王金辉成功申请到国家自然科学基金面上项目的资助,启动了“个体形态学脑网络:方法学建立与评价及其生物学意义和临床价值初探”的研究课题。当前的形态学脑网络研究主要是基于群组水平的形态学共变方法,该方法忽略了个体间的变异,从而限制了形态学脑网络的生物学意义探索和在重大脑疾病中的生物标记物开发。该项目旨在建立一系列的方法学来构建个体水平的形态学脑网络,并对其重测信度、认知相关和临床应用潜力展开研究,有望拓展当前人脑连接组学的方法学框架,为重大神经精神疾病的早期识别和客观诊断提供新的方法和途径。

    未来,随着大脑高精度海量数据的获取、新成像技术的出现、深度学习等分析方法的进步,我们对大脑势必会有更全面的认识。脑科学正处于重大突破的前夜,让我们发挥交叉科学和汇聚优势,迎接脑科学研究高潮的到来。奋斗正未有穷期,弥高弥攀永不休。对科研的热爱和责任滋养着王金辉历久弥新的那份坚持,任岁月变迁,他仍执着前行。

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