那個(gè)用一生描繪大腦圖譜的神經(jīng)科學(xué)家去世了
2020年4月26日清晨，神經(jīng)解剖學(xué)家Karl Zilles因病去世，享年76歲。Zilles教授的研究興趣涉足神經(jīng)解剖學(xué)、生物人類學(xué)、實(shí)驗(yàn)神經(jīng)學(xué)和精神病學(xué)等諸多領(lǐng)域，他在神經(jīng)科學(xué)尤其是神經(jīng)解剖學(xué)方面所做的諸多開(kāi)創(chuàng)性工作，推動(dòng)了當(dāng)代神經(jīng)科學(xué)事業(yè)的快速發(fā)展。這位睿智、幽默、勤奮的科學(xué)家將其一生奉獻(xiàn)給了自己熱衷的事業(yè)，他的離去是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域乃至整個(gè)科研界不可彌補(bǔ)的重大損失。
和Karl Zilles共事是怎樣一種體驗(yàn)?zāi)兀?/span>
Este Armstrong是Karl年輕時(shí)的工作伙伴，她給我們分享了他們?cè)缒旯ぷ魇业膱?chǎng)景：Karl對(duì)于大腦研究具有與生俱來(lái)的好奇心，無(wú)論是老鼠、猴子的大腦，亦或是昆蟲、刺猬的大腦，都能引起他極大的興趣。我們?cè)诼蹇朔评盏恼訚衫镅芯窟^(guò)鱷魚的行為和大腦，我們?cè)诼芬姿拱材悄喜空绲母邷叵潞沽鳑驯?，Karl卻興奮得說(shuō)：“這是我工作的高光時(shí)刻! 這真是太棒了！”
Jean-Pierre Changeux教授說(shuō)：Karl Zilles是我此生最敬佩的腦科學(xué)家。每一次和他見(jiàn)面都是一次快樂(lè)的啟迪。他豐富的文化底蘊(yùn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了神經(jīng)解剖學(xué)的范疇，他在各方面都是公認(rèn)的專家，從動(dòng)物行為、大腦生理學(xué)到進(jìn)化論、人類認(rèn)知。
Randy L. Gollub教授表示：Karl有一種奇妙的說(shuō)話方式，他總能和別人分享他的喜悅。無(wú)論是他最喜歡的娛樂(lè)活動(dòng)，亦或是領(lǐng)域內(nèi)令人興奮的進(jìn)展。他的表情會(huì)傳達(dá)出他的喜悅，而你也會(huì)因此感到喜悅。
毋庸置疑，Karl Zilles是難得一遇的科研伙伴。他的知識(shí)面廣、精力充沛，對(duì)研究工作抱有巨大的熱情和原始的驅(qū)動(dòng)力。他的幽默、善良和健談能把枯燥的科研工作變得輕松而舒適。更為重要的是，他將追求真理作為科學(xué)研究和探索的唯一目標(biāo)，溫和幽默的背后是對(duì)科學(xué)本質(zhì)的堅(jiān)持，是嚴(yán)謹(jǐn)、是執(zhí)著、是不隨波逐流，他是飛速發(fā)展的科學(xué)浪潮中的一塊磐石，總是能用調(diào)皮幽默的話語(yǔ)傳達(dá)出尖銳的思想和精確的批判。
科研之外，Karl喜歡和朋友借著啤酒侃侃而談，也享受獨(dú)自在博物館的悠長(zhǎng)時(shí)光；他癡迷于非洲沙漠的野性之美，亦流連于東方庭院的悠然靜謐。他的個(gè)性就是如此鮮明豐富而又令人印象深刻。除了在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域中有所建樹(shù)外，他博覽群書，精通樂(lè)理，醉心藝術(shù)，其淵博的學(xué)識(shí)涉及到哲學(xué)、人文、歷史、繪畫、建筑等各個(gè)方面?？梢哉f(shuō)，“博學(xué)者”是對(duì)他最準(zhǔn)確的詮釋。他把對(duì)科學(xué)的執(zhí)著視為生命的核心，用自己睿智的見(jiàn)解、深遠(yuǎn)的洞察力、以及無(wú)與倫比的熱情和創(chuàng)造力在當(dāng)代神經(jīng)科學(xué)史上留下了濃墨重彩的一筆。
1944年，Karl Zilles出生于維爾茨堡。受母親的影響，Karl從小就對(duì)科學(xué)和藝術(shù)具有極大的熱情。年輕時(shí)的Karl精力充沛，好奇心強(qiáng)，思維開(kāi)闊，不懼挑戰(zhàn)。他曾夢(mèng)想成為一位鋼琴演奏家，遺憾的是在十幾歲的時(shí)候因?yàn)樘匕l(fā)性震顫不得不放棄自己的音樂(lè)夢(mèng)，也因此他對(duì)探究大腦的奧秘產(chǎn)生了濃厚的興趣，并將自己的一生奉獻(xiàn)給了神經(jīng)科學(xué)事業(yè)。從此音樂(lè)界少了一名鋼琴演奏家，科研界多了一名神經(jīng)科學(xué)的“藝術(shù)大師”。
1964年，Karl Zilles開(kāi)始在法蘭克福大學(xué)攻讀醫(yī)學(xué)專業(yè)。大學(xué)期間，Karl選擇了神經(jīng)科學(xué)作為自己的研究方向。1971年，27歲的Karl Zilles以論文“人類前腦的量化問(wèn)題”獲得了醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。1971-1977年，Karl Zilles在漢諾威醫(yī)科大學(xué)神經(jīng)解剖學(xué)系擔(dān)任科學(xué)助理和高級(jí)助理，在此期間，他研究了“中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的自發(fā)性神經(jīng)細(xì)胞死亡”問(wèn)題，并于1977年獲得了解剖學(xué)博士學(xué)位。畢業(yè)后的Karl先后在基爾大學(xué)解剖學(xué)研究所擔(dān)任高級(jí)助理和C3教授職稱。直到1981年，他被科隆大學(xué)解剖學(xué)研究所聘為C4教授，并在同年被任命為該研究所所長(zhǎng)。
從那時(shí)起，Karl Zilles教授選擇了以大腦圖譜作為最主要的研究目標(biāo)。
對(duì)于大腦的研究表明，大腦可分為不同的腦區(qū)，不同區(qū)域具有特定的結(jié)構(gòu)特征，承擔(dān)著相應(yīng)的功能。腦圖譜是理解腦結(jié)構(gòu)和功能的基石，準(zhǔn)確地繪制出不同腦區(qū)的精確位置、連接特點(diǎn)和相應(yīng)功能能夠?yàn)樯窠?jīng)科學(xué)領(lǐng)域的其他研究提供基礎(chǔ)支持。
1909年，Korbinian Brodmann教授完成了自己的宏篇巨著——Brodmann細(xì)胞結(jié)構(gòu)腦圖譜，奠定了腦圖譜的研究基礎(chǔ)。Karl Zilles教授將Brodmann教授視為自己的人生偶像，其一生的工作都受到Brodmann的影響。雖然Brodmann腦圖譜的研究具有劃時(shí)代的意義，但這項(xiàng)偉大著作也有其自身的局限性，Karl Zilles教授的目標(biāo)是以更客觀的標(biāo)準(zhǔn)，從更全面的角度，在Brodmann 腦圖譜的基礎(chǔ)上建立一個(gè)更加精細(xì)、能反映腦區(qū)功能信息的、細(xì)胞層面的全腦圖譜。Karl Zilles教授堅(jiān)信，在對(duì)于腦圖譜的研究，必須以真實(shí)可靠的、可量化的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，才有助于更客觀地描述大腦這一精細(xì)且復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
用不受觀察者個(gè)體差異影響的算法識(shí)別梭狀回的子區(qū)及其分界線。圖片改編自Palomero-Gallagher, N., & Zilles, K. (2018). Cyto-and receptor architectonic mapping of the human brain. In Handbook of Clinical Neurology (Vol. 150, pp. 355-387). Elsevier.
Karl Zilles教授和Dr. Markus Axer團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于3D偏振光成像(3D-PLI)的超高分辨率的神經(jīng)纖維和纖維束可視化方法，用于探究人類及其他物種（包括鳥類、嚙齒類、非人靈長(zhǎng)類在內(nèi)）的腦神經(jīng)纖維和纖維束。這項(xiàng)技術(shù)可以使不同走向的神經(jīng)纖維及其纖維束形成鮮明的對(duì)比，以此來(lái)估計(jì)其空間分布。此外，對(duì)髓磷脂的高敏感性使3D-PLI技術(shù)非常適合辨別大腦纖維結(jié)構(gòu)的病理改變。
Karl Zilles教授于1991-2012年擔(dān)任C. & O. Vogt腦研究所所長(zhǎng)，C. & O. Vogt腦研究所的前身是柏林大學(xué)“神經(jīng)生物實(shí)驗(yàn)室”。Oskar Vogt是上世紀(jì)初德國(guó)著名的神經(jīng)科醫(yī)生，他和妻子Cécile Vogt是大腦圖譜研究的先驅(qū)。1898年，Vogt夫婦在柏林成立了一個(gè)名為“神經(jīng)學(xué)中心”的私人研究所，1902年正式與夏利特的生理學(xué)研究所合并為柏林大學(xué)“神經(jīng)生物實(shí)驗(yàn)室”，Oskar Vogt教授為研究所主任。Oskar Vogt的學(xué)生來(lái)自世界各地，他們從那里開(kāi)啟了自己的科研生涯。Oskar Vogt的許多學(xué)生在日后成為了赫赫有名的神經(jīng)學(xué)家，其中最久負(fù)盛名的就是前文提到的Korbinian Brodmann。
1959年，Oskar Vogt教授去世后，Adolf Hopf 教授接任“神經(jīng)生物實(shí)驗(yàn)室”主任。1965年，Adolf Hopf 教授將該研究室遷至杜塞爾多夫，并更名為C. & O. Vogt腦研究所。1988年Adolf Hopf 教授退休后，C. & O. Vogt腦研究所的發(fā)展曾陷入短暫的停滯，直到1991年，Karl Zilles教授被任命為新一任所長(zhǎng)。上任后，他組織了大規(guī)模的大腦圖譜重建工作，開(kāi)發(fā)并推動(dòng)了概率性大腦圖譜(Probabilistic cytoarchitectonic brain mapping)、超高精度大腦圖譜(Ultrahigh-resolution cytoarchitectonic brain mapping)等多個(gè)項(xiàng)目。在他的領(lǐng)導(dǎo)下，C. & O. Vogt腦研究所蓬勃發(fā)展，重現(xiàn)往日榮光。
左圖為Brodmann與Cécile和Oskar Vogt在柏林大學(xué)“神經(jīng)生物實(shí)驗(yàn)室”的合影
中圖為Hopf教授和Zilles教授合影
右圖為Karl Zilles與于利希研究中心董事會(huì)主席Joachim Treusch教授的合影
同樣的故事也發(fā)生在于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)醫(yī)學(xué)研究所。1998年起，Zilles教授開(kāi)始在于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)醫(yī)學(xué)研究所擔(dān)任所長(zhǎng)，他上任時(shí)，整個(gè)醫(yī)學(xué)研究所只有不到20個(gè)工作人員，所里設(shè)備陳舊，員工態(tài)度怠慢，工作懶散。Zilles教授沒(méi)有被眼前的困境嚇退，他以此為挑戰(zhàn)，迎難而上。Zilles教授以他的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求而出名，彼時(shí)的他以身作則，每天早出晚歸，以他對(duì)科研的熱情感染和鼓舞著周圍的員工。短短幾年的時(shí)間，Zilles教授憑借著他的感染力、奉獻(xiàn)精神、淵博的學(xué)識(shí)以及嚴(yán)明的紀(jì)律使得于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)醫(yī)學(xué)研究所煥發(fā)了生機(jī)。
Karl Zilles教授善于激發(fā)學(xué)生對(duì)于科研的熱情，尊重個(gè)體差異，懂得因材施教。他鼓勵(lì)下屬和學(xué)生探索自己的研究興趣，關(guān)注學(xué)生和下屬的個(gè)人發(fā)展，并支持他們從年輕的科研“雛鳥”逐步成長(zhǎng)為一個(gè)個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。曾經(jīng)有一位學(xué)生因?yàn)橛X(jué)得自己提出的問(wèn)題太過(guò)愚蠢而表示道歉，Karl認(rèn)真地答道“沒(méi)有愚蠢的問(wèn)題，只有愚蠢的答案”。在Zilles教授的領(lǐng)導(dǎo)下，醫(yī)學(xué)研究所也爬上了自己的巔峰，發(fā)展成了如今頗具規(guī)模的神經(jīng)科學(xué)與醫(yī)學(xué)研究所(INM)，下轄13個(gè)分支機(jī)構(gòu)，研究領(lǐng)域涉及到大腦結(jié)構(gòu)、功能、神經(jīng)影像、計(jì)算神經(jīng)學(xué)、神經(jīng)疾病等多個(gè)領(lǐng)域。研究所的規(guī)模也從最初不到20人發(fā)展到了幾百人。于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)神經(jīng)科學(xué)與醫(yī)學(xué)研究所(INM)逐漸成為了歐洲的腦科學(xué)研究重鎮(zhèn)，Zilles教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在這里開(kāi)展了多個(gè)具有時(shí)代意義的腦科學(xué)研究項(xiàng)目。
2012年，Zilles教授退休，但他并未因此選擇停下自己的科研腳步。作為于利希-亞琛研究聯(lián)盟(JARA)的共同創(chuàng)始人，自2012年起，他在亞琛工業(yè)大學(xué)附屬醫(yī)院精神病學(xué)、心理治療和精神行為學(xué)系和于利希研究中心神經(jīng)科學(xué)與醫(yī)學(xué)研究所(INM-1)擔(dān)任JARA-BRAIN高級(jí)教授。他仍然一心撲在心愛(ài)的科研工作上，直至生命的盡頭。
Karl Zilles教授幾十年如一日，潛心耕耘，在自己的領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就。同時(shí)，他的科學(xué)信念和人格魅力激勵(lì)和引導(dǎo)了一大批科學(xué)工作者。他率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與世界各地其他研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展密切的國(guó)際性合作，為推動(dòng)神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。Karl Zilles教授不僅僅是一位備受推崇的科學(xué)家，同時(shí)也是整個(gè)學(xué)科發(fā)展的重要推動(dòng)者。
在大家看來(lái)你是一位德高望重的學(xué)術(shù)泰斗，但對(duì)于課題組的我們而言，你不僅是一位古靈精怪的老頭，也是一位堅(jiān)定可靠的人生導(dǎo)師，更是一位不可或缺的朋友和家人。日常生活里，你總喜歡與我們分享新鮮有趣的事物，經(jīng)常用Karl式的玩笑逗樂(lè)大家，我們也總毫不手軟地調(diào)侃彼此。在治學(xué)方面，你嚴(yán)謹(jǐn)審慎、析毫剖厘。每當(dāng)面對(duì)學(xué)術(shù)爭(zhēng)論時(shí)，你總是面帶微笑、言辭鑿鑿地捍衛(wèi)自己的觀點(diǎn)，卻又鼓勵(lì)我們不斷對(duì)你發(fā)起“挑戰(zhàn)”。作為您的學(xué)生，我們不僅被您的好奇心和熱情所打動(dòng)，更折服于您的嚴(yán)謹(jǐn)和懷疑精神。
清楚地記得，去年初夏的一天，像往常一樣，陽(yáng)光透過(guò)樹(shù)蔭，斑斑駁駁地投在小小的辦公室里。不同于以往，屋子里的我們不再嘻嘻哈哈，剛剛得知您確診的消息，我們有些難以消化。為了紓解我們的情緒，你打開(kāi)了新掃描的達(dá)芬奇手稿。頭一天，你剛從英國(guó)開(kāi)會(huì)回來(lái)，你急于和我們分享你的新發(fā)現(xiàn)，你從達(dá)芬奇的“洋蔥頭”大腦結(jié)構(gòu)講到最早的三重腦假說(shuō)。而最讓人驚訝的是，你在他的腦室草圖旁邊發(fā)現(xiàn)了一個(gè)幾不可見(jiàn)的示意圖，而這個(gè)示意圖看起來(lái)竟然像是人類大腦皮層的俯視圖！你興奮地告訴我們，之前從沒(méi)人在意過(guò)這個(gè)示意圖，這很有可能說(shuō)明，達(dá)芬奇曾經(jīng)在16世紀(jì)見(jiàn)到過(guò)真實(shí)的人類大腦皮層。你沉浸在自己的發(fā)現(xiàn)里，感慨著達(dá)芬奇的天才。而我們，再也忘不了你眼里的光和得意的神情。
在病重時(shí)，你也保有著自己一貫的紳士和體貼。你樂(lè)觀積極地面對(duì)著病痛并轉(zhuǎn)而安慰我們。你曾為需要在家休養(yǎng)不能時(shí)常來(lái)指導(dǎo)我們而表示遺憾和抱歉。即使在生命的最后階段，你仍然通過(guò)Dr. Nicola Palomero-Gallagher關(guān)心組里的科研進(jìn)展，更是請(qǐng)求她代替你來(lái)照顧我們直到完成博士學(xué)業(yè)。您在這小小的辦公室為我們撐起了一方世界，伴隨著氤氳的煙絲香氣，您的奇思妙想和我們的歡聲笑語(yǔ)充盈了這里?，F(xiàn)在，您離開(kāi)了，這間辦公室再也等不來(lái)他的主人。
2020年4月26日，您在安靜平和中去世，留給我們的是您耀眼而傳奇的一生。在這個(gè)特殊時(shí)期，為了讓世界各地的科學(xué)工作者有機(jī)會(huì)向這位偉大的神經(jīng)科學(xué)家辭別，Jülich研究中心建立了一個(gè)電子吊唁簿，讓大家可以用文字、圖片或點(diǎn)燃蠟燭的方式來(lái)紀(jì)念Karl Zilles教授。
https://trauer.op-online.de/traueranzeige/profdrmeddrmed-hc-karl-zilles
There are some who bring a light so great to the world that even after they have gone the light remains.
Karl Ziles
Karl Zilles教授的科學(xué)生涯及其聲譽(yù)使他擔(dān)任了許多重要的職務(wù)。他曾擔(dān)任杜塞爾多夫-于利希合作研究中心的發(fā)言人。同時(shí)，他也是德國(guó)國(guó)家科學(xué)院(Leopoldina)院士，北萊茵-威斯特法倫(Nordrhein-Westfalen)科學(xué)與藝術(shù)學(xué)院院士。2006年因其杰出的貢獻(xiàn)，Zilles教授被授予Dr. Robert Pfleger 研究獎(jiǎng)。2011年，德國(guó)羅斯托克大學(xué)授予他榮譽(yù)博士學(xué)位。2012年，美國(guó)斯坦福大學(xué)聘請(qǐng)他為客座教授。此外，Zilles教授曾擔(dān)任人類腦圖譜組織(OHBM)委員會(huì)主席。2014年，在第20屆人類腦圖譜組織(OHBM)年會(huì)上，組委會(huì)將OHBM-玻璃腦終身成就獎(jiǎng)(Glass Brain Award)授予Karl Zilles教授，以表彰他在人腦圖譜上做出的突出貢獻(xiàn)，他也因此成為了獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)的第一人。Zilles教授還是Brain Structure & Function雜志的推動(dòng)者和（共同）主編，該雜志因其高質(zhì)量而受到高度評(píng)價(jià)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，Zilles教授已發(fā)表學(xué)術(shù)論文千余篇，參與著作上百部，其中包括Nature, Science, Nature Reviews Neuroscience, Neuron, Trends in Neuroscience, Brain, Neuroimage, Cerebral Cortex等高質(zhì)量文章。他曾多次被評(píng)為全球神經(jīng)科學(xué)和行為研究領(lǐng)域被引次數(shù)最多的科學(xué)家之一。
