2019麥克阿瑟天才獎出爐5位生物學家上榜

　　日前，麥克阿瑟基金會（MacArthur Foundation）公布了2019年麥克阿瑟獎（MacArthur Fellows）的獲獎名單。今年總計有26位杰出人士獲獎，其中5位從事生命科學領域工作的科學家獲此殊榮。

　　麥克阿瑟獎又被稱為“麥克阿瑟天才獎”，旨在表彰和鼓勵個人的創造力。今年基金會總裁John Palfrey先生評價道：“從解決氣候變化的后果到進一步理解人類行為，到融合不同形式的藝術表現，今年26位杰出的麥克阿瑟獎獲得者展現了個人的創造力在為老問題提供新視角、激發反思、產生新知等方面的力量。他們賦予我們抱有希望的理由，并且激勵所有人遵循自己的創造本能。”下面我們來看一看在生命科學領域的5位獲得殊榮的科學家：

　　Zachary Lippman博士：使用CRISPR技術生成更為優質的農作物

　　Zachary Lippman博士是在美國冷泉港實驗室（CSHL）工作的一名植物生物學家，主要研究指導植物發育和生長遺傳網絡，構建能夠抵御各種不利因素，更高產的農作物。一種植物結出果實多少的能力取決于植物生長兩個相互競爭方向之間的平衡，一方面是生長出更多根和葉（從而獲取更多營養），另一方面是生成可能產生果實和種子的花序（能夠開花的枝條）。

　　使用西紅柿作為模型，Lippman博士將傳統植物雜交和CRISPR基因編輯等基因組學工具結合在一起，優化植物在這兩個方面的平衡。他發現了能夠調節植物葉子和花序生長的重要基因，通過使用CRISPR編輯這些基因，可以對植物在這兩方面的平衡進行優化和微調。

　　氣候變化、人口增長、水源短缺等因素讓食物保障成為世界需要面對的重要挑戰之一。Lippman博士的研究可以被用于對很多其它農作物進行改良，以比傳統雜交方法更快的速度獲得抗旱、抗熱、抗病、高產的作物品種。

　　Vanessa Ruta博士：畫出大腦處理感官信息的神經網絡

　　洛克菲勒大學（The Rockefeller University）的Vanessa Ruta博士想要解決的是神經科學最基本的問題之一：我們的大腦如何處理感官信息并且做出行為反應。“雖然這些過程構成了人類經驗的基礎，但是它們如何從大腦中錯綜復雜的回路中產生仍然是一個謎。”她說。

　　Ruta博士使用果蠅為模型，使用光學標記、細胞內電生理學、以及化學成像等復雜技術，對果蠅的神經回路以單個神經突觸的精度進行觀察和調控。通過一個一個神經突觸地勾畫出果蠅對信息素（pheromone）的感知回路，Ruta博士的團隊發現了雄性和雌性大腦在感知處理方面的關鍵分歧點。

　　最近，她和她的同事們使用冷凍電鏡技術，解析了昆蟲氣味受體的蛋白結構。通過多學科手段和對解剖學、神經突觸活性以及行為的獨特理解，Ruta博士的團隊為進化和個人經驗如何塑造神經回路，讓同一感官刺激能夠激發截然不同的行為反應提供了洞見。

　　Joshua Tenenbaum博士：加深對人類思維的理解，讓人工智能更像人類

　　麻省理工學院（MIT）的Joshua Tenenbaum博士在計算認知科學、發育心理學、神經科學和人工智能的交叉點研究人類思維的工作方式。人類的思維能夠從非常有限的輸入信息中獲得知識，并且迅速排除噪音和矛盾信息的干擾來作出決定。Tenenbaum博士是開發和使用概率和統計模型來研究人類學習、推理和感知能力的先驅之一。這些模型可以幫助解釋認知的根本挑戰：我們的思維如何能夠很快地從很少的信息中獲取很多知識。

　　他的研究團隊證明人類認知能力的潛在機制與貝葉斯統計方法（Bayesian Statistical approaches）類似。這種方法將隨機事件出現的幾率定義為由我們的先前經驗和信心決定，而不是由它們出現的頻率決定。小孩可以只通過一個或幾個例子就學會詞語，他的團隊模擬這一行為的計算模型為解釋孩子語言能力的獲得提供了洞見。

　　Tenebaum博士的團隊使用行為學實驗來證明理論模型的有效性，他們構建的模型能夠對人類行為作出量化的預測。最近，Tenebaum博士擴展了他的研究方向，開始探索他的研究對人工智能和機器學習的影響。通常人工智能與人類學習相比，需要使用大得多的數據集。Tenenbaum博士的研究通過加深對人類思維方式的理解，將幫助讓人工智能更接近人類的認知能力。

　　Jenny Tung博士：揭示社會和環境因素給細胞和基因組留下的長久印記

　　杜克大學（Duke University）的Jenny Tung博士研究社會經驗、基因組學和健康之間的相互作用。她的研究發現了社會和環境壓力對健康、壽命、和進化適應度（evolutionary fitness）產生長久影響的分子機制。

　　通過對野生狒狒種群的研究，她的團隊發現干旱、社會地位低下、以及孤立等因素會嚴重縮短壽命。更重要的是，她和合作團隊發現這些經歷會表現在基因組和細胞水平上，它們會改變免疫細胞對傷口和感染的反應。而且，對恒河猴的研究表明這種影響具有因果性：社會地位低下的猴子與社會地位更高的猴子相比，促炎癥基因的表達水平更高。而且這種影響可以被逆轉，當猴子的社會地位提高之后，它們的免疫系統功能得到改善，基因表達的模式也出現相應變化。

　　Tung博士的研究對于人類健康有重要意義，長久以來，我們都觀察到社會壓力與不良健康結果之間的相關性。而她的研究表明，負面社會和環境因素與不良健康之間存在因果關系，并且揭示了社會行為和環境因素帶來的表觀遺傳學后果。這些研究將推動進化醫學（evolutionary medicine）這一新興學科的發展，改善人類健康。

　　Stacy Jupiter博士：理解環境變化的影響，幫助人類重建與大自然的聯系

　　在野生動物保護協會（Wildlife Conservation Society）工作的Stacy Jupiter博士是一名海洋科學家。她的工作是結合當地文化習俗和實地研究，開發出環保措施，同時保護海洋生態系統生物多樣性，和靠海為生的社區人民的生計。

　　Jupiter博士主要在美拉尼西亞（Melanesia）地區工作，這一地區包括斐濟、所羅門群島和巴布亞新幾內亞。它以杰出的生物多樣性而聞名，對環保工作具有重大意義。美拉尼西亞居民維護珊瑚礁自然資源的主要方式是定期停止捕魚。Jupiter博士與村民一起進行實驗性捕撈，提供清晰的科學證據來評估他們環保措施的有效性，并且幫助居民更好地選擇何時何地停止捕魚，以及停止捕魚的時間長短。

　　意識到本地居民的廣泛支持是環保工作成功的關鍵，Jupiter博士針對不同對象設計了量身定制的宣傳材料。從針對兒童的漫畫書和木偶劇，到指導國家政策的科學報告。Jupiter博士成功證明了，對生態系統的有效管理和保護，得益于科學與驅動資源利用和社區生計的社會因子之間的整合。她的研究在保障全球的環保工作能夠為所有社區帶來公平的結果方面具有關鍵性作用。