李澄宇實驗室里的小鼠，平時是沒有水喝的。它們只有在成功完成任務(wù)的時候，才能從科研人員遞來的固定器皿中舔到一口水。

　　這次的任務(wù)是——當(dāng)科研人員為小鼠送上兩種不同的氣味時，小鼠就可以舔到一口水;反之，如果聞到的氣味相同，則沒有水喝。

　　兩種氣味的給予時間間隔是6秒。聞到第一種氣味時，小鼠開啟了短時記憶“延遲期”，6秒鐘后，實驗者再給第二種氣味，兩種氣味都聞過后，小鼠開始做抉擇——舔水或者不舔。

　　而李澄宇的研究時段，就是從第一次給氣后的第二秒，到第二次給氣前，總共4秒鐘時間。在這個“記憶延遲期”里，科研人員會通過小鼠頭上的粉色“帽子”給綠色光。這種顏色的光早前被其他科學(xué)家證明，能對表達(dá)NpHR這種光遺傳分子的細(xì)胞產(chǎn)生亞秒級的抑制作用。

　　一開始，小鼠們笨笨的。它們并不太配合科研人員的實驗，總是“錯舔”。時間長了，訓(xùn)練次數(shù)多了，小鼠的成功率越來越高。

　　正式的實驗，科研小組一天會給小鼠100次光，總共5天。數(shù)據(jù)顯示，在小鼠完成任務(wù)的成功率較低階段，即50%至90%成功率間，給光會使得成功率更低一些，即對“延遲期”記憶有影響;但在成功率保持90%以上的階段，也就是小鼠學(xué)會“不同氣味舔水”后，給光并不會降低成功率。

　　這一現(xiàn)象，證明了一個此前長期不曾被證明過的理論——大腦內(nèi)側(cè)前額葉皮層細(xì)胞只負(fù)責(zé)工作記憶行為學(xué)習(xí)時的信息存儲，對抉擇行為沒有影響。因為在小鼠學(xué)習(xí)“不同氣味舔水”的過程中，記憶好壞受到影響;但在小鼠學(xué)會了“不同氣味舔水”以后，也就是成功率保持在90%以上后，負(fù)責(zé)短時記憶的細(xì)胞們就不再會受到光的影響了。小鼠學(xué)會這個任務(wù)之后，工作記憶的存儲是由大腦的其他部位來完成的。

　　這個如今在李澄宇口中“自然而然的”研究方法，事實上花了課題組13名科研人員整整3年的時間去實現(xiàn)。從2009年到2012年，課題組一直在摸索，怎樣搭建一個好的平臺去做研究，而從2012年至今，課題組只是在按照既定計劃做實驗。

　　李澄宇說，最難的不是“光遺傳”，也不是引入“氣味”，而是“行為范式”——用什么方法來教小鼠、教會小鼠什么，以保證實驗研究的時段剛好是“記憶延遲期”而不是“抉擇延遲期”。

　　緊盯“微小”差別 登上《科學(xué)》雜志

　　對普通人而言，“記憶延遲期”和“抉擇延遲期”似乎只是極其微小的差別。但就是這個微小的差別，科學(xué)家們花了大把的時間去研究——用什么實驗手段，能把“記憶”和“抉擇”這兩個行為分開來進(jìn)行研究。

　　79年前的猴子記憶研究，就沒能做到這一點。因為科學(xué)家只給猴子看了一次“食物在哪兒”，因此很難判斷它在“延遲期間”究竟是僅僅留下了記憶，還是順帶也做了決定，也不能清晰判斷大腦內(nèi)側(cè)前額葉皮層細(xì)胞到底是起了什么樣的作用。

　　這個微小的差別，花了科學(xué)家們近80年的時間去區(qū)分。

　　李澄宇實驗的一大亮點，即在于“不同氣味舔水”這個小鼠行為范式上。在第一次給氣后，小鼠要做的事，僅僅是“記憶”而已，因為在第二次給氣以前，它根本不需要做任何抉擇。

　　這個聽上去極其簡單的“行為范式”，保證了課題組的研究被準(zhǔn)確地控制在“記憶延遲期”而不是“抉擇延遲期”。

　　李澄宇告訴記者，決定用小鼠的嗅覺做實驗并不算太難。“嗅覺是動物最敏感的一種感官，很自然就會想到用它。”在伯克利工作時，他的博士后導(dǎo)師使用的研究方法是基于小鼠視覺的，但李澄宇回國后，根據(jù)自己的研究方向，果斷確定了嗅覺這個選項，“視覺研究訓(xùn)練動物相對會困難些”。

　　接下來的問題是，短時干預(yù)，用什么手段好?

　　2010年前后，學(xué)界興起了一股“光遺傳學(xué)”熱。斯坦福大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家卡爾·戴瑟羅特(Karl Deisseroth)將對光敏感的藻類蛋白轉(zhuǎn)入小鼠神經(jīng)元，起到“開關(guān)”神經(jīng)元細(xì)胞的作用，通過光的刺激控制細(xì)胞工作或者停工。

　　這項技術(shù)的應(yīng)用研究領(lǐng)域涵蓋多個經(jīng)典實驗動物種系，包括小鼠、大鼠、猴子等，并涉及神經(jīng)科學(xué)研究的多個方面，包括神經(jīng)環(huán)路基礎(chǔ)研究、學(xué)習(xí)記憶研究、成癮性研究等。

　　李澄宇是較早把這項技術(shù)運(yùn)用于學(xué)習(xí)記憶研究領(lǐng)域的學(xué)者之一。因為是“之一”，這其實也并不足以使得他的研究成果能夠登上《科學(xué)》雜志，“主要可能就是因為那個行為范式，這個比較難”。

　　這個說話嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家，很不喜歡談自己研究所處的“學(xué)界地位”。“所有科學(xué)研究，盡管在小的領(lǐng)域有競爭，但大部分都是建立在合作基礎(chǔ)上。”他毫不諱言自己的研究其實從同行處獲得了很多幫助，比如深圳先進(jìn)技術(shù)研究院王立平教授在光遺傳學(xué)技術(shù)方面，比如華東師大上海腦功能基因組學(xué)重點實驗室負(fù)責(zé)人林龍年教授在電生理記錄方法方面，等等。

　　未來，李澄宇的研究方向依舊會是工作記憶，“要研究其他腦區(qū)是怎么參與短時工作記憶的”。

　　這種聽上去枯燥無比、天天同老鼠打交道的基礎(chǔ)研究，總被很多人認(rèn)為沒什么用。登上《科學(xué)》雜志以來，采訪李澄宇的記者們問得最多的問題：就是“這項研究有什么用?未來能有哪些應(yīng)用?”他總是出于禮貌想出一些通俗易懂的應(yīng)用前景來，實際卻都是些沒譜的事兒。“過10年再問我這個問題還差不多，現(xiàn)在還沒研究清楚怎么回事兒呢。”他聳了聳肩，有些困難地“憋”出這句話來。