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一次科研团建中的偶然邂逅让从事电子领域的Zoltán Kócsi走进了昆虫学实验室。

 

撰文 | Zoltán Kócsi(澳大利亚Bendor Research公司的创始人兼董事、澳大利亚国立大学神经行为学博士生)

翻译 | 施普林格·自然上海办公室

我不是传统意义上的研究生。从工程学专业毕业后的30多年里,我一直在设计电子控制系统,我本来以为我会就这么干到退休。

一只蚂蚁在Antarium的轨迹球顶部。Antarium是Zoltán Kócsi在他博士课程中帮助设计的一个研究装置。丨来源:Zoltán Kócsi我的妻子Krisztina Valter曾是澳大利亚国立大学的临床医生,后来成为了视觉研究员。

有一年,我陪她参与了一次科研团建。他们讲的大部分生物学内容我都没有听懂,但有一个讲者引起了我的兴趣。他叫Jochen Zeil,是澳大利亚国立大学的神经行为学家,专门研究动物行为。他在演讲中用一个模型解释了为何昆虫大脑很小,复眼分辨率很低,但却总能找到向目标前进的路线(有时候这个目标甚至都不在视线范围内)。虽然他在谈论视觉,但他使用的都是我熟悉的词汇:像素、函数、向量、梯度。

而且,整个假设也很简洁。午餐时间,我的妻子介绍我们认识。在一堂15分钟的昆虫视觉基础速成班之后,Zeil和我就他的想法进行了漫长而愉快的交流。分别时,我开玩笑地说,如果他还缺一名博士生,可以考虑我。过了一个月后,我收到了他的邮件,上面写道:“一直没听到你的消息。你被录取了吗?”那一刻,53岁的我决定开始在澳大利亚国立大学攻读生物学在职博士。
 

重回实验室

 

博士生研究于我并不陌生:我在1985年拿到了布达佩斯技术大学(现更名为布达佩斯技术与经济大学)的电子学硕士;1990年移民到澳大利亚后,我曾在多家研究所工作,直到1995年我开始自己开公司。2000年代早期,我与人合著了两篇论文[1, 2],内容是我替一位阿尔茨海默病研究员开发的一个显微镜图像分析程序。但是,当你快要满头白发时,走出自己的舒适区是很难的。
 

我的生物学知识都是几十年前的了,所以我必须从头学起,还要学得很快。我埋头苦读,利用工作之余加速上完了“本科课程”。整个学习过程强度很大,但实验室其他成员和我的妻子都给了我很多帮助。一段时间后,我已经能跟得上课题组会议了,那些论文也看得懂了。但我学得越多,就越觉得自己孤陋寡闻:每篇论文都在告诉我我要读的东西还有很多。这让我疲惫和灰心,但我又乐在其中:当你不停地读,不停地思考,某个时刻你就恍然大悟了。

Antarium装置的外部丨来源:Zoltán Kócsi

和大部分研究人员和工程师一样,我对未知的事物非常着迷。学习生物学为我打开了一扇门,领我进入了一个异常复杂的世界。但一些研究文化上的差异也需要慢慢适应。假设你重复一个工程学实验,你会希望得到一模一样的结果。但行为生物学并不是这样的。你的实验对象有它自己的心智,你可以把一只蚂蚁放在轨迹球上,但你不能强迫它在上面走。此外,商业工程师设计的产品需要达到一定的标准和要求。你的目标是保证产品的可靠性和最低的成本。你会抓住所有机会检验你的想法,但通常情况下你不敢冒险:失败是不被接受的。而在基础科学领域,失败是可以接受的——运气好的话,你还能用失败的经历发篇文章。
 

基于经验

 

我主要研究昆虫视觉导航的神经基础。比如这些昆虫有哪些神经学技巧,可以帮它们从低分辨的图像中准确提取方向线索?回答这个问题有一个困难,那就是昆虫的演化是为了适应自然环境,而不是实验室环境。你可以给昆虫看黑白条纹,它们会有反应,但这无法告诉你它们怎么从很远的地方知道哪里有棵树,或是藏了个巢穴。此外,你也不能通过随意改变天际线的方式来研究这些动物的行为会如何变化。
有一天,我的导师在茶歇时说,如果能按照蚂蚁视觉创造一个虚拟现实场景,把蚂蚁放在这个场景中的轨迹球上的话,一切就好办了,我们就能投射蚂蚁自然环境的可操控3D模拟。这点燃了我那颗工程师的心,我对这个问题进行了非常深入的思考。几周后,我对导师说,我们或许可以搭建出这个场景,但费用可能不低。我们的原型叫Antarium,一共花费了3.5万美元,这是一个布满电路的宽一米的多面体。我负责的工作包括原型设计,寻找部件,安排加工,编写操控软件和调试电路。它最后成功了,但有一些严重限制。在我设计这个原型时,蚂蚁视觉的有些方面还没阐明,所以我只能靠猜。根据墨菲定律,我都猜错了。不仅如此,预算也限制了我们能做的。尽管如此,实验依然显示整个概念没问题,这让我们有机会申请更多经费,打造Antarium的升级版。
 

增强自信

 

2020年,我在Frontiers in Behavioral Neuroscience上发表了我的研究[3],并在去年8月提交了我的博士论文。评委的意见很积极,只要求我进行微小的改动。但读博路上最精彩的部分是我在2019年瑞典举办的第四届国际无脊椎动物视觉大会上做的口头报告:我得到了领域内许多大师的当面反馈。我读过这些人的论文,知道他们的研究非常前沿,而他们居然走到我面前说我的研究很厉害。那确实增强了我的自信。
话又说回来,一边开公司一边读在职博士并不轻松。我有很长时间都忘了什么是“空闲时间”,由于我工作时间减少了,不得不拒绝客户,我的公司也遇到了财务危机。现在,对61岁的我来说,整个过程已经接近尾声了。我知道我不会担任学术教职,博士毕业本身就是这段经历的一个句号。但我愿意再来一遍。新的知识能丰富你的内在,无论你年纪有多大。我的建议是:如果你有机会尝试一个新的领域,别错过。

 

参考文献

1. Cullen, K. M., Kócsi, Z. & Stone, J. Neurobiol. Aging 27, 1786–1796 (2006).2. Cullen, K. M., Kócsi, Z. & Stone, J. J. Cereb. Blood Flow Metab. 25, 1656–1667 (2005).3. Kócsi, Z., Murray, T., Dahmen, H., Narendra, A. & Zeil, J. Front. Behav. Neurosci. 14, 599374 (2020).


 

本文经授权转载自微信公众号“Nature Portfolio”,原文以Why I got a PhD at age 61为标题发表在2022年4月1日《自然》的职业版块上。

 

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溯源守拙·问学求新。返朴,致力好科普。

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