和所有人一样，Carla Shatz 曾经的头脑里也充满了尚未成熟的神经元。那些潜伏的细胞究竟是如何自我连接，形成了成人大脑令人惊叹的复杂结构？这个过程何时发生？如何发生？Shatz 是第一位担任哈佛大学享有盛誉的神经生物学系主任的女性，她花费了近三十年时间深入探究这些问题。她与《Discover》杂志的副主编 Josie Glausiusz 分享了她的答案。
您如何研究大脑的早期形成阶段？ 我们研究的是眼睛在发育过程中如何与大脑连接。我们以此为模型，试图理解神经系统是如何完成大脑布线的。眼睛里大约有一百万个神经细胞，它们可以映射到大脑视觉区域大约两百万个神经细胞。它们如何决定连接到那两百万个靶神经细胞中的哪一个？在发育初期，万物都连接在一起。然后，就好像神经系统在进行地址验证电话，检查哪些“电话”线路连接正确，哪些不正确。
这个过程何时开始？ 最令人惊叹的是，这个过程比视觉本身开始得还要早。在子宫里，两只眼睛就会自发地向大脑发送信号。神经活动波会扫过胎儿的视网膜。这几乎就像神经系统在通过运行测试模式来为视觉进行排练。大脑中的自发活动很可能是在启动神经系统。当孕妇感觉到宝宝踢她时，我们认为那是脊髓中的电路在自我调整和练习的反映。
当这个“打电话”的过程被阻断时会发生什么？ 精炼、筛选和纠错就不会发生。如果您阻断神经活动，那么详细的布线就不会在发育过程中出现。它会变得有些紊乱。这有一个重要的临床启示，那就是许多早期的发育问题可能由滥用药物引起，这些药物可以穿过胎盘并干扰“打电话”的过程。
早期发育如何影响我们成年后的思维和行为？ 有大量证据表明，出生后剥夺婴儿的刺激会导致连接性严重丧失，因此互动和充满爱的环境对正常发育至关重要。这是“用进废退”的道理。即使有学习障碍或阅读障碍的孩子，也可以通过密集的培训和再培训从中受益。大脑具有巨大的灵活性。
当今脑科学面临的最大挑战是什么？ 如何将我们对分子和工作电路的知识结合起来，从而真正理解行为。过去二三十年是一个激动人心的时期，因为我们已经将神经系统分解到其个体分子层面，并开始理解这些分子的工作原理以及单个神经元是如何工作的。现在是时候将“Humpty Dumpty”重新拼凑起来了。
您认为我们是否能够通过脑干细胞移植来治愈脑部疾病？ 我认为这具有巨大的潜力。如今我们发现，我们体内存在持久的祖细胞或干细胞，我们可以对其进行收集。它们可以由您自身的细胞产生，然后可以被告知该做什么以及变成哪种细胞。
什么样的疾病可能是此类移植的最佳候选者？ 目前，帕金森氏症无疑是最佳选择。这在瑞典已经在进行，尽管使用的是从发育中的大脑中提取的胎儿细胞。这当然极具争议，并且在美国不允许这样做。干细胞的好处在于它们不是从胎儿身上提取的。
您最大的恐惧是什么？ 是我们的社会，由于对干细胞或其他类型研究的担忧，将不允许我们探索那些显然具有巨大益处的方向。对基因工程或基因疗法滥用的有效担忧，也将阻止我们在治愈疾病方面互相帮助。
您为什么成为一名神经科学家？ 我高中时，我的祖母中风了，我看到她因此变得多么虚弱。而且没有人能为她做任何事！看到她那样太可怕了。她的精神完全正常，但身体的一侧却完全瘫痪了。我家族中有许多人是医生，他们都告诉我应该去医学院。但我决定不，我要去读研究生。我当时想，“我们需要更多的研究；我们必须更多地了解事物是如何运作的。”
如果您能进入自己的大脑，您会去哪里？ 我想我会去大脑皮层。它的组织是如此美丽。它的连接重复了一遍又一遍，几乎就像晶体结构一样。能从内部观察它如何运作，那将非常酷。
您作为一名女性科学家是否遇到过任何困难？ 人们在我的职业生涯中给予了我巨大的支持。我所有的导师都是男性。然而，有时我确实觉得，作为一个女人，我感到有义务选择一些职业道路，以成为一个榜样。我想一个很好的例子是，我从加利福尼亚搬到波士顿来接受这份工作。我不仅仅是因为这是一份好工作。我也是因为这是作为一名女性向我提供的，我感到有一种道德责任去认真考虑，因为这个国家在这个职位上的女性非常少。
