从北大毕业后，她连接起电极与神经元

人类的大脑具有复杂而精细的结构，一直以来吸引着研究者探索其中的奥秘。脑科学研究的重中之重是开发更优化的脑机接口，来探索大脑中神经元如何在时间和空间中相互作用，从而实现复杂的生理功能。其中，植入式的神经探针电学器件在临床中可以实时检测患者的大脑神经信号。

然而，生物相容性是脑机接口研究中广泛存在的问题，其关键在于解决器件尺寸、力学性质、以及表面生物化学性质等多个层面与大脑神经元的不匹配性。同时，临床诊疗中各种脑部疾病的起因千差万别，疾病发生的脑部区域也各不相同，如何牵引神经发生小室中的神经干细胞填充受损的脑部区域也是一个极具挑战的课题。

经过反复的实验与论证，2023年10月，一篇跨越5年之久完成的论文发表在Nature Biomedical Engineering。其中杨笑担任第一作者。她所在的团队设计制造出一种新型类血管电子支架VasES (Vasculature-like Electronic Scaffold)，能够模仿大脑中的血管结构和生化表面，并提供支持新生神经元迁移到大脑病变部位的结构和生化线索，可以促进神经元向病变部位的迁移。这一研究首次在活体内实现了神经再生、迁移和修复，为疾病修复、诊疗和再生提供了无限可能。

脑机接口研究的纳米神经电子学领域涉及纳米材料制备、精细器件加工、电子学、神经科学、实验动物学、类器官等多个学科的交叉。能够取得如此突破性的进展，得益于杨笑潜心问道、逐个击破的科研追求，当然也离不开她成长道路上的良师益友。

“我幼年的理想：考北大，杨笑1999年7月9日。”

幼儿园离园纪念册上的笔迹稚嫩却有力，多年之后，杨笑和家人再次翻开这本纪念册时，她已如愿保送至北京大学化学与分子工程学院攻读本科，开启她的科研之路。

耳濡目染之下，杨笑不仅从家人的言谈中领略到北大的学风，更在心中埋下了对知识的无限渴求。初中时，杨笑就与同学们自发形成了化学实验兴趣小组，利用午休时间开展一系列实验：“吸烟有害健康——测量香烟中尼古丁含量”、“五水合硫酸铜制备”、“皂化反应自制手工肥皂”……7-8人的兴趣小组十分活跃，密集的趣味实验点燃了同学们学习化学的热情。初中毕业时，他们将实验记录报告和照片编撰成册，印刷珍藏，命名为《静听原子的碰撞》。

相比科研期间自主探索科学知识的边界，幼时的实验更多是利用既有的研究套路揭秘生活中的现象，是对杨笑和同学们兴趣的激发。当年兴趣小组的同学如今还保持着密切的联系，化学的种子生根发芽，包括杨笑在内的很多同学在高中便踏上化学竞赛之路，最终与化学和生物医药行业产生奇妙的“化学反应”。

2015年，杨笑本科毕业，凭借优异的成绩获得了北京市优秀毕业生和“化学之星”称号。在毕业典礼上，时任化院副院长裴坚老师或许是无心的说了一句话，“杨笑将来学成回国就回北大吧”。殊不知，这被杨笑一直记在心里，当做是莫大的鼓励和鞭策，并最终落地生花。

裴坚老师与化院的同学和毕业生们保持着密切的交流，他开设的课程《有机化学》将枯燥的有机反应讲解得深入浅出，每年都被评为最佳课程。顺应北大“大理科”、“大工科”的教学改革，2017年时裴坚老师专门前往美国波士顿，召集以北大化院毕业生为主的同学们一起座谈讨论。毕业多年，杨笑在大洋彼岸的美国常常能想起裴坚老师对学生的关怀，为裴坚老师当年的话感到备受鼓舞。

北大化院有着严谨的科研传统和扎实的学风，化院的老师们给杨笑留下了深刻的印象。李星国老师请杨笑帮忙校正《材料物理》的习题集，让她在学好课程的同时也为日后做材料方面的研究打下了基础。《无机化学》的教学团队阵容强大，在上课时除了讲解教材，还会结合他们各自研究的领域，使杨笑在本科阶段就对前沿的研究热点有所了解。阎云老师在《物理化学》课上让杨笑和同学们分组对该领域做调研，这对杨笑提升自己的学术表达发挥了莫大的作用。

课堂之外，杨笑在大一时就开始旁听各个课题组的组会，近距离地体会各个方向的研究内容。得益于北大兼容并包的学术氛围，杨笑可以自由地去旁听感兴趣的组会。纳米化学研究中心的老师们还组织了整个中心的大组会，在每周一次的会上，所有的学生轮流汇报工作，并进行开放式讨论。对杨笑来说，这不仅让她有机会近距离感受各个方向的研究方法，还很大程度锻炼了她发现问题的能力。

在大二时，杨笑正式加入彭海琳和刘忠范课题组，这是杨笑正式走上科研道路的起点。两位老师对于本科生的培养也十分重视，鼓励学生主动去发现科学问题，思考研究的创新性。在“䇹政基金”的支持下，杨笑选择通过本科生科研锻炼她的科研素养，与同时参加本科生科研的同学沟通交流，初步形成她的科研思维。

北大期间的求学经历为杨笑的科研道路打下了深厚的基础，注重基础、追踪前沿、兼容其它学科，这让杨笑在进入新的领域时也能敏锐地发现关键问题，找到恰当的切入点。而北大老师对于教学的认真态度、对于科研的执着追求、对于学生发展的殷切期待，在日后一直鞭策鼓舞着杨笑。

刘忠范老师曾倡导，“科技工作者的最高境界有两个，一个是上书架，一个是上货架”。这一观点很大程度影响了杨笑后来的研究方向，不仅要研究科学问题，更要把科学问题与实际结合，把科研成果转化为和生产生活相关的产品。在本科阶段，杨笑在彭海琳课题组研究二维纳米材料和异质结的合成和制备，但她更感兴趣的是实验室中生产出来的材料如何能设计成为有用的器件。因此，杨笑在后来选择博士和博士后课题组时，寻找的就是能将纳米材料运用在生物医学中的课题组。

在本科毕业时，杨笑拿到了多个名校录取资格，面临多种可供选择的研究方向，她很是花了一番功夫去思考到底应该如何抉择。对于化学来说，有些方向确实是见效快，研究周期短，而有些前沿的交叉方向涉及多个学科，实验周期更长，风险也更大。杨笑心想，越是门槛高、不确定性强的领域，只要沉得住气，机会也越多。因此，她决定接受挑战，选择脑机接口神经工程这一研究方向，来到哈佛大学Charles M. Lieber院士课题组。

二维材料的异质结是研究两种材料之间的界面，而杨笑在博士期间研究的则是纳米器件和生物之间的界面。在设计制造出VasES电子支架并在小鼠模型中实验后，杨笑渴望能够进一步推进将电子器件应用于临床的研究，因此在博士后期间选择加入斯坦福大学Pasca课题组，跨入人类类脑器官这一领域。

类脑器官的生物电子学研究是杨笑心中的前沿和热点，在临床上也有着重大的意义，杨笑想在未来继续深耕于这一领域，不仅要开发新的技术、取得新的成果，还希望能够推动在临床的应用。

在回顾自己充满挑战的科研之路时，杨笑坦诚地表示，成功并非易事，而是得益于母校师长和校友们的无私帮助和支持。尽管已经从北京大学毕业八年，杨笑对母校的感情却愈发深厚，她感到母校就像一个温暖的家。

事实上，早在大三暑期，杨笑和同学们就曾主动联系国外课题组进行交换学习。同届的同学之间相互交流访学经历，交换对于各个高校或课题组研究方向的心得体会，杨笑也是在这时与国外的老师建立了联系，这对于她后来寻找博士和博士后课题组也十分有帮助。

毕业之后，杨笑和同学们纷纷前往国内外高校继续深造。化院校友遍布世界各地，在国外的校园里也经常能遇见熟悉的面孔。杨笑在哈佛大学攻读博士时，同课题组就有洪国松和高腾两位同是毕业于北大化院的师兄。从本科的材料化学到博士的生物医学，在杨笑面临研究方向的巨大跨度时，在科研的起步阶段，两位师兄给予了杨笑很多热心帮助和悉心指导，可以说是杨笑科研路上除了导师外的重要一领路人。

杨笑的博士导师Lieber教授是四院院士（美国国家科学院院士、美国国家医学院院士、美国艺术与科学院院士、中国科学院外籍院士）。初到哈佛时，杨笑的科研思维还是在一开始就把完整的实验设计想得面面俱到，但Lieber教授鼓励杨笑多进行尝试，通过进行预实验来评估课题后续的走向，让杨笑获益匪浅。杨笑从Lieber教授身上学到了科研精神，学会在纷繁复杂的头绪中抓住关键问题，她希望未来也能传递给她的学生。

科研之余，杨笑与Lieber教授相处的也十分融洽。杨笑至今仍记得每年秋季课题组都会在Lieber教授家里聚会，观看他的拿手绝活——种南瓜。Lieber教授在家中后院种植的南瓜能达到直径一米多，重量达一吨，曾两次打破南瓜种植比赛的州记录。第一次见到需要用皮卡搬运的巨型南瓜，杨笑和同学们都十分兴奋，一起雕刻起万圣节的南瓜灯。

怀揣着一颗对科研的赤诚初心，杨笑向往着一直在这条路上走下去，在脑机接口和类脑器官领域取得更多成果，看到自己的成果真正在临床上造福患者。

延伸阅读

《北大校友研制仿血管电子支架，开辟脑机接口电子器件设计新方向，或可治疗创伤性神经元损伤》