文｜《中国科学报》见习记者赵婉婷 记者田瑞颖
“什么？我关注的动漫UP主居然是发Nature的大佬！”
钱徐预是一位拥有40万粉丝的“动漫区”UP主。近日，他在平台上发布了关于一项Nature研究的科普视频。当他提到自己就是论文一作兼通讯作者时，弹幕区顿时“炸开了锅”。
在美国哈佛大学医学院做博士后期间，钱徐预利用1800万个单细胞，以空前的分辨率绘制了人类大脑皮层发育的时空图谱，破解了人类大脑诞生的时空谜题。2025年5月，该研究发表于Nature。
钱徐预身上，有诸多学术光环：获得美国国立卫生研究院设立的K99/R00独立科研启动奖、瑞士苏黎世大学基金会脑疾病研究奖，入选《福布斯》杂志30位30岁以下精英榜……
除了科研，钱徐预还喜欢制作和讲解动漫、科普视频。今年10月，他将正式启动在美国宾夕法尼亚大学医学院和费城儿童医院的独立实验室，带领新团队，续写人脑发育的研究。
截图自钱徐预发布的科普视频
解码人脑皮层发育的时空图谱
钱徐预的电脑屏幕上，是密密麻麻的大脑皮层细胞图像。他在桌前已经坐了4个小时，不断对着电脑画圈，一遍遍地纠正算法，训练眼前的“机器”。
“我自己的眼睛能看出细胞边界，那算法一定也能学会。”连续一周的训练下，人工智能终于学会正确识别并分割显微图上的细胞边界。
这只是钱徐预在这项研究中，“枯燥”又重要的一个微小片段。
大脑皮层是感知、运动、记忆和意识的中枢，也是人类最独特、最发达的区域。在美国约翰斯·霍普金斯大学教授宋洪军团队读博士期间，钱徐预聚焦于干细胞大脑类器官的培养。
为了比对真实人脑皮层中的细胞类型与基因表达，以验证类器官的还原程度，钱徐预翻遍了文献，都未能找到想要的数据。
对于当时常用的单细胞RNA测序技术来说，原本有序排列的细胞会被分离成单独的个体。然而，大脑皮层内的细胞组成极为复杂，结构分化严密，细胞空间位置的破坏，会带来重要的信息缺失。
博士毕业后，钱徐预加入波士顿儿童医院/哈佛医学院Christopher A. Walsh的实验室进行博士后研究。也是在这里，他决定亲自填补这些数据空白。
在思考如何保留人脑皮层的空间信息时，他想到了多重扩展抗误差荧光原位杂交技术（MERFISH）。这项技术可以精确识别每个RNA分子的来源，并保留细胞的空间位置信息。
基于MERFISH技术，钱徐预团队最终构建了迄今为止最大规模的大脑皮层空间转录图谱，涵盖了超过1800万个单细胞，横跨七个发育时间点的八个皮层区域。
钱徐预告诉《中国科学报》，在成人大脑中，不同区域功能和形态各异，但在胚胎发育中期，不同区域尚未出现明显的区别。在这一阶段，不同皮层区域的神经元亚型构成，已经出现从前向后逐渐过渡的模式。这意味着，各区域的分子身份已在胚胎时期悄然预设。
这样的时空图谱首次揭示了皮层区域界限的起源与形成规律，为理解感觉系统的早期建构，以及与感觉相关的发育性疾病，比如视觉皮层相关癫痫、自闭症等奠定了重要基础。
钱徐预与建设中的宾大新实验楼合影
2024年夏天，钱徐预将论文初稿投至Nature。研究涵盖诸多亮点，但其中一位审稿人却认为，这反倒淹没了核心和故事主线。
钱徐预决定，将在视觉皮层的发现作为“核心卖点”。
过去人们一般认为，初级与次级视觉皮层的分化发生于胎儿出生后。而他得到的视觉皮层时空变化图谱显示，初级与次级视觉皮层之间，存在一道意想不到的基因表达断崖。
钱徐预立即开始补充实验，做更精细时间尺度的分析。为此，他增加了胚胎发育时间点，将皮层边界发生的时间点确定为胚胎发育18周到20周之间，进一步揭示了大脑发育期实现层级结构与区域分化的过程。
在经过6个月的补充实验后，论文最终被Nature接受。也正是进一步精细的分析，为神经发育相关疾病的早期干预提供了窗口。
值得一提的是，这篇研究最初提交给Nature的封面图片，是身为高中美术老师的钱徐预的父亲所画。虽然最终未能被选中为期刊封面，但画中五彩斑斓的郁金香，充分展现了家庭给予他的爱。
钱徐预父亲画的封面图片
享受合作
“我真心享受与他人合作，依靠合作者的专长，而非事事亲力亲为。”在钱徐预看来，这也是研究可以顺利开展的重要原因。
2022年春天，钱徐预得到了第一组可视化的单细胞数据。然而，胚胎期的人脑细胞密度极高，一张一平方厘米的组织切片上，重叠着几十万个细胞，“堪比假期旅游景点的游客”。
不把细胞区分开，就无法进行准确的单细胞分析。虽然MERFISH技术自带的算法可以给出细胞边界，但不够准确，无法直接套用。
一天，钱徐预在查阅文献时注意到，美国霍华德·休斯医学研究所的计算神经科学家Carsen Stringer开发了一种细胞分割算法Cellpose。
钱徐预立刻邮件联系了这位不曾相识的科学家，并详细“推销”了自己的研究。两人随后在经过简短的视频交流后，一拍即合。最终，在他们的共同努力下，实现了单个细胞的精准区分。
在后续的单细胞分析中，钱徐预与宾夕法尼亚大学教授李明瑶在生物信息学分析方面的合作，也有着相似的过程。
用颜色直观地显示不同层级的不同细胞类型
为了更加高效地合作，每次线上讨论，钱徐预都会做好会议记录。会后，他还会将新产生的想法写下来或者画成示意图，发给合作者的“会议记录”时常会变成“图文并茂”的十几页。
钱徐预很享受与“高手”合作的过程。在他看来，跨学科合作建立在彼此对对方专业能力的绝对信任之上。
实际上，关于人脑皮层时空图谱的绘制，也有不少团队试图突破。喜欢分享成果的钱徐预，并不介意在论文发表前跟业内交流最新的发现。
在刚利用MERFISH技术获得第一组可视化的单细胞数据时，钱徐预意识到这条路可行，就在学术会议上激动地和同行分享。之后每当有新的发现，他都会大方地进行交流。
钱徐预在哈佛医学院系内作报告 “如果别人是因为我的分享才开始行动，还赶在我前面做出来，那就只能反思自己了。”钱徐预笑着说。
他们还专门开发了一个网页，方便科研人员查看大脑皮层不同细胞在组织中的分布，以及特定基因的表达模式，“我们想让科研数据真正成为共享、复用的资源，这也是对开放科学的理解与承诺。”钱徐预告诉《中国科学报》。
可供免费访问的网站
钱徐预喜欢探索，从不放过任何一个突发奇想。读博期间，他将所开发的人类脑类器官模型应用于寨卡病毒，最终证明寨卡病毒可直接导致小头症或脑部发育异常，为美国疾病控制与预防中心制定相关防控指南提供了依据。而该研究最初的灵感来源，只是新闻里的一则短讯。钱徐预最新发表在Nature上的研究，最初也仅是源于一个小实验。
“总有时间留给热爱”
“那是我生命中最具决定性的时刻”，在钱徐预心中，动漫《新世纪福音战士（EVA）》让他第一次意识到，生物与生物技术可以重塑世界。
他把这部动漫翻来覆去看了许多遍，逐渐对生物工程产生了兴趣。为此，他在美国伍斯特理工学院读本科时就坚定地选择了生物医学。
在这条探索人类奥秘的路上，他对动漫的热爱依旧。2021年，在《EVA》新剧场版系列最终完结之际，钱徐预在B站开始分析动漫作品。
在他看来，做动漫视频分析，与做科研一样，都需要大胆想象，再小心求证。他甚至将动漫分析视频分为观察现象、提出假说、建立模型、验证模型、得出结论、讨论与运用几个部分，满满的“科研味儿”。
“这些分析没有局限性。就像生物研究一样，当下的发现未必正确，或许很多年后会被推翻，但这对当下的科学发展是有意义的。”钱徐预告诉《中国科学报》。
2022年，一次偶然的尝试，让他在B站开启了“副业”，创作生物医学类科普视频。
最初，钱徐预只是试着制作了关于《EVA》中生物学知识的科普视频，没想到很受欢迎。他又将自己从事的人脑类器官研究以视频呈现，一跃成为了“爆款”，播放量突破百万。动漫中的经典“梗”与恰到好处的配乐，让他的科普视频严肃而不失幽默。
视觉皮层分区的绿色和紫色是《新世纪福音战士》中初号机的配色
这样精心设计的小心思还有很多。在科研与爱好中互相“夹带私货”，这位90后“二次元”科学家乐在其中。
钱徐预坦言，自己并不会全天埋在科研里。8小时实验台前的工作之后，他会回到家中读文献，也会打游戏、追动漫、剪视频。他表示：“总有时间留给爱好。我们研究科学，是为了让生活更美好，前提正是生活中有让我们热爱的事物。”
如今，在宾夕法尼亚大学医学院与费城儿童医院担任终身轨助理教授的钱徐预，即将启动自己的实验室。他期待未来能够打造一个可以“自动驾驶”的课题组：在自由探索中，共同挺进人类大脑的神秘地带。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09010-1
文中图片均由受访者提供
本文链接：http://www.gihot.com/news-8-6229-0.html一作兼通讯发重磅研究！这位90后“二次元”UP主即将任独立PI
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