關於做研究，我只講一點，就是我研究生時期做的研究。饒毅剛才也提到了，其實比饒毅講的更有趣。大家都聽說過老年性癡呆症（Alzheimer disease），美國每年投到老年性癡呆症福利的錢和國家健康中心（NIH）的經費幾乎相等。如果你能夠解決，不要說根治，你只要能讓病情延緩一兩年，就可以為國家省出好多錢，而且錢只是其一，更重要的是治病救人。老年性癡呆症的症狀就是腦子裡面有很多叫做senile plaque的老年癡呆斑，那時候有一個理論就是，老年癡呆是因為有這個癡呆斑。那麼癡呆斑是什麼化學物質呢？在我讀研究生的前兩年，有人發現這個癡呆斑是一種叫amyloid的東西，叫beta-amyloid蛋白質。beta-amyloid 蛋白質是一個細胞表面受體中間的一段，當一個酶把他切出來後，beta-amyloid就會形成非常難溶的物質，於是就堆積在那裡了。
這之後有好多人研究這種蛋白質。我記得以前在神經科學院開會，參會人數有時能達到兩三萬人。我的研究方向是果蠅神經學，屬於“無脊椎動物神經科學”區域，這個領域的會議大概只有十幾個人在那兒聽講座。但如果是研究amyloid蛋白質的，情況則大不相同，由於人數太多不得不分成7個區域，就這樣每個區域都座無虛席。我曾經在amyloid領域做過一次演講，當時嚇得要死，從來沒有當著這麼多人做演講。
Amyloid蛋白質是一個前體，一個偶然的機會我在果蠅裡面發現了它。當時我們老白叫我做一個基因，她覺得這個基因跟早期胚胎發育有關，只有一個突變。於是我們用位置克隆法去找這個基因，在這個過程中我找到了一個基因，它的信使RNA（mRNA）只在神經系統裡面表達，當時猜測這可能是跟我們胚胎發育有關的基因。於是我就給這個基因cDNA測序，然後對照cDNA文庫，確定出來這個序列是什麼，發現是beta-amyloid前體蛋白。我當時根本不知道什麼是beta-amyloid，也不知道什麼是前體，只知道這是個蛋白質。當時對Alzheimer disease一點都不懂，但是查了兩天文獻後卻發現這是個非常有趣的問題，因為大家從來沒有想過這麼一個跟老年癡呆症有關的蛋白會在果蠅裡面出現。我們於是開始研究果蠅裡這個基因的功能，也不再去找原來那個胚胎基因了，我的整個研究生階段都花在了這個課題上面。因此，做科學就需要瞪大眼睛發現有趣的事情（keep your eyes open for interesting things）。那時候我還沒有對原來想找的那個基因投入太多，也沒有任何興趣，反而對這個新的基因很有興趣，當然最後我做出的貢獻不大。剛才饒毅說得對，我的貢獻不大、但是學到很多東西，例如生物化學、神經生物學、疾病等。
另外，還有一個問題我想說說，我在上海時那邊的大學本科生和研究生經常會提到一個問題，就是覺得很迷茫，做科學很難，不知道將來的出路是什麼樣，等等。這麼早就開始想這個問題很不錯，但是說實話，我們那時候根本就沒有想過這個問題，根本沒有想過未來，只是做要做的事情。
還有一個很重要的事情，就是我們大家去美國，遠離家鄉和父母，朋友就顯得很重要，朋友可以給你提供幫助，我在科學界就交了很多朋友。這張照片是我一年級結束時參加一個美國果蠅年會拍的。這個果蠅年會現在已經發展到了3000人了，不過那個時候還很小，只有300人，其中中國大陸去的有整整10個人。我們這10人身在異國他鄉，於是就變成了朋友。這張照片拍了一些中國大陸去的朋友，有很多人在科學界很活躍。比如說這個金亦石教授，目前在U.C. San Diego做教授，也是Howard Hughes的研究員，他是北大的校友，北大1979級畢業生，還是天津高考狀元。這個是張康，在Utah大學做的MD和PhD，現在是那兒做人體遺傳學的教授。這個是林海帆，現在是耶魯大學的教授，幹細胞研究所的所長。這其中最重要的名流就是這個了，這是年輕時候的饒毅院長——現在也蠻年輕的，不過那時候更年輕——還有他更年輕更漂亮的太太吳瑛。那時候饒毅是加州大學三藩市分校（UCSF）的研究生，吳瑛是斯坦福大學的研究生。我跟饒毅是在那次會議上認識的，會後吳瑛坐飛機過來要跟饒毅一塊去度假，恰好我是從波士頓開車過去開會的，於是就順便開車帶他們到尼亞加拉大瀑布（Niagara Falls）。在那裡我們一起玩了幾天，從此建立了深厚的友誼。
說實話，如果說哪一個朋友對我的幫助最大，那就是饒毅。我那時候還是一年級，饒毅已經是三年級了，比我高兩級。那時候饒毅在三藩市，我在波士頓，我們每隔兩三個月總要打電話談談。剛才我說過我們那個學校比較小，也沒有什麼驚喜，饒毅總告訴我科學多麼有趣。可以說，沒有同饒毅的友誼，就沒有我的今天。
我到加州大學三藩市分校去做博士後也是一個意外，而且也是因為饒毅。那時候我對三藩市比較感興趣，我想住在三藩市。博士畢業那會兒一開始我申請了兩個教授做博士後，一個是加州大學伯克利分校的，一個是斯坦福大學的。申請之後我就給饒毅打電話，問他這兩個學校怎麼樣。他說不錯啊，不過你既然要來這裡，也到我們實驗室來看看吧，於是我就到UCSF去看。我去的是UCSF的老校園，現在UCSF有一半搬到另外一個地方了。那兒的環境確實很好，從我實驗室的窗戶往西望去就可以看到太平洋，每年10月份每天還可以看到美麗的夕陽。我的導師是詹裕農和葉公杼教授，他們兩位也是饒毅的導師。
我之前想去的那兩個實驗室，兩個教授都很有名，口才都很好，我就是因為聽了他們的講座所以希望去他們實驗室的。UCSF的這個實驗室的老師不像之前兩個實驗室那麼會講，而且也不像那兩個實驗室有組織性，但是不知道為什麼就是讓人感覺很舒服。比如詹裕農教授——後來我主要是跟著詹裕農教授做研究——他會讓我做我想做的事情，不會來干涉我，而且他給我好多科學空間，UCSF的空間很小，但是科學空間很大，這很重要。比如我要到別的實驗室去的話，每個人都在做axon guidance，你要做分子，稍微往這邊走一下，發現這邊已經有人在做，你不能過來；要往那邊走一下，也有人在做，也不能過去，所以你只有一個非常窄的過道。另外，詹裕農教授也會引導我，讓我受益匪淺。總之，跟他談下來以後就想要去他的實驗室，也說不出原因，有的時候說不出來的感覺就是這樣。
下面再給你們簡單講講我做博士後的工作吧。我去詹裕農教授實驗室想做的是樹突修剪（dendrite pruning），你們知道神經元裡面有軸突和樹突，很多人都在做軸突，我覺得樹突知道的人少，研究得不多，所以我應該去做樹突。我記得當時寫的“博士後提議”，都寫的怎麼去做樹突發育（dendrite development），而且設計“遺傳篩選（genetic screen）”，可以去拍攝樹突。但那時候有個技術問題，樹突在果蠅胚胎裡面生長得很晚，到16小時的時候生物化學免疫抗體（immunology biochemistry antibody）就看不進去了，因此樹突剛要長出來的時候突然就沒有了，我那個screen做了半天也沒做出來。我博士後出站以後，第一次回到UCSF時得知，後來有兩個博士後接著做，終於得到了GFP，現在整個實驗室都在做dendrite，當然，這是後話。
當時做dendrite screen是我的主要項目，我也知道這個不一定能夠做出來，所以同時還找了兩個副課題，一個是genetic screen，另外一個是什麼樣的基因能夠對神經元生長出軸突、生長出樹突有作用。當時讓我受益很大的是一位叫做Ira Herskowitz的教授，他是一名非常著名的酵母遺傳學家，研究酵母的出芽生殖。他發現酵母中有很多Rho GTPase、CDC42，它們與酵母的出芽生殖有關。我想，酵母出芽生殖長一個新芽和神經元長一個軸突也許有什麼聯繫，於是我就想看果蠅裡面有沒有CDC42。最後，我們在果蠅裡不僅找到了CDC42，還找到了Rac和Rho。因為做酵母出芽生殖做得多，可以用定點突變的方法，很容易就測出GTPase這個東西在神經元裡面有沒有作用。就這樣，儘管我的主課題進展不好，但副課題有了結果，我也變成了Rho GTPase的專家。現在Rho GTPase變得非常受重視，甚至饒毅後來也跟著做起了Rho GTPase。我從研究生時期就一直做果蠅，博士後又做了兩年果蠅，覺得應該學點新的東西。我就想，Rho GTPase在果蠅神經元裡起作用，那麼會不會在高級一些的動物裡面也起作用？也許起同樣的作用，也許起不同的作用。這裡順便強調一句，學術思想自由非常重要。當時我做的是果蠅遺傳學，想從果蠅轉接到小鼠，但又覺得小鼠遺傳學很難做。最後在一位朋友鐘為民的建議下，在做博士後的中途期間，我勇敢的去做了小鼠遺傳學，把這個Rho GTPases放到老鼠裡面，結果發現了更有趣的事情。鐘為民剛好以前做過很多小鼠遺傳學研究，我跟他在上海上中學時就認識，後來博士後又在同一個實驗室。他現在是耶魯大學的教授，在耶魯和北京兩地教書。這是我們兩人的照片，是在西班牙南部一個小山莊裡請了一個西班牙老農給我們照的。所以說，友誼很重要，在你們成長的過程中，一定要珍惜友誼，加強友誼，這樣才會有一大群朋友給你幫助。
果蠅和老鼠都做過之後，我們的文章發表了，並且使我幸運的在斯坦福大學得到了一份工作。這是斯坦福的校園，非常的美，大概饒毅也會承認，斯坦福是美國乃至全世界最漂亮的學校，儘管與北大相比沒有未名湖。我很幸運能找到一個這麼好的工作，有好的學生和好的博士後。
我到斯坦福大學後做的第一個工作跟照片中這兩位教授有關係，這一位你們可能都知道，是一位神經科學大師；如果沒有學神經科學的話，那麼另一位你們肯定知道，叫高爾基（Golgi），你們都知道的高爾基體（Golgi Apparatus）就是他發現的。但是高爾基體只是他很小的發現，最大的發明是高爾基著色（Golgi staining），就是把神經組織放到一個鉻酸銀的溶液裡面，把它蓋在黑暗裡面浸上一個禮拜，再加上另外一個溶液，再浸上一個禮拜，突然發現，有1%的神經元被標記，而且這1%的神經元一旦被標記了，整個軸突、樹突就看得很清楚。高爾基染色法讓我們第一次知道神經元的形狀有多複雜，這是100多年前的事情。他用高爾基染色將整個神經系統，從幼胎到成蟲，從無脊椎動物到人，整個做了一遍，得到了很多對神經系統的結構和功能的總結，很多人都認為他是歷史上最偉大的神經學家。我在做博士後的時候，有幸親手做了一個高爾基染色，當時是想看一下Rho GTPase放到小腦裡面有什麼問題，要一個一個細胞的看才看得清楚，所以我學了這個技術，後來發現這個技術確實很重要。但是高爾基染色只是讓你看一看這個細胞，如果有一個技術不僅能夠讓你看到這個細胞，而且能夠在單細胞裡面把基因去掉，或者加一個轉基因，那就會讓高爾基染色更上一層樓。那時候我研究的是Rho GTPase，每個細胞都有Rho GTPase，你要做個基因敲除，沒有到神經元就已經徹底壞掉了，也就沒辦法研究了。如果能夠實現，就可以把Rho GTPase從一個細胞裡面去掉，然後看這個細胞有什麼問題。我在斯坦福大學做博士後的時候，第一篇文章就是建立一個標記方法（marker methods），做基因突變，讓我們能夠標記一個單細胞去看它的樹突發育和軸突發育。另外，這個方法也可以標記一個細胞組，因為它們是從同一個細胞裡出來的兄弟姐妹，這樣可以看看這個血統家族的兄弟姐妹對神經發育有什麼啟示，不僅進行分類，而且讓我們能夠從裡面拿掉基因，這個方法對我們的研究起了很大的作用。
本來我們只是希望用這個技術研究Rho GTPase，後來發現這個技術不僅能用於研究Rho GTPase，而且還可以用來做很多新的研究。四五年前，我們決定不做Rho GTPase了，轉向新的感興趣的東西。這裡再強調一句，你應該關注感興趣的事情，如果你對某些事情感興趣，如果做新的事情達到目的地的可能性更大，就要果斷放棄原來做的。儘管當時如果繼續做Rho GTPase，也可以得到很好的東西，但是我發現了新的更感興趣的東西。比如說我開始是研究單個神經元怎麼產生軸突和樹突，很長時間都對這個問題感興趣，但現在更感興趣的問題是這麼多神經元怎麼接在一起變成一個大腦的，神經元之間又是怎麼形成神經元電路（neuronal circuits）的，在成體裡面怎麼組織起來的，神經元電路怎麼在胚胎發育過程中形成而且保持相互之間的特殊連接的。有了這些更加令人感興趣的問題後，Rho GTPase就不是最好的方向了。
再舉一個例子，就是嗅覺通路（olfactory circuit）。幾年前Linda Buck、Richard Axel兩人因為嗅覺研究獲得了諾貝爾獎，他們在老鼠裡面發現了一千個GPCR，並且找到了嗅覺系統的表面是怎麼組織起來的。如果成百上千個神經元表達同樣的神經GPCR 受體，他們把軸突投到同一個位點同一個嗅小球上去，就知道哪個嗅小球被啟動了，這樣就知道動物這個受體被啟動是因為配偶（mating fellowship）來了，或者那個受體被啟動是因為要打架了。當時不知道的是，建立map以後，怎麼把這個map投到大腦這種更高級的嗅覺系統裡面，來分析這個map。我之前對嗅覺神經從來沒有研究，開始對嗅覺感興趣是因為在斯坦福大學教課，主講本科生“神經分子細胞生物學”課程時學了一些嗅覺方面的知識，感覺很有趣。
剛才說的那個標記方法成功之後，我們發現能夠在嗅覺系統上把他們不知道的事情更進一步表達出來，可以畫出嗅覺通路。舉一個例子，去年我們在《CELL》上發表了一篇論文，主要是講可以把標記放到果蠅或者老鼠大腦裡面，進而研究資訊接收之後是怎麼投射到大腦裡面的。通過這個研究發現了果蠅為什麼對水果很敏感，它們是怎麼識別配偶的。我們發現在相同的神經元裡面，食物和性這兩個是很重要的，這樣就把整個領域都概括了。子曰：食色性也。看樣子孔夫子早就知道了這一規律。幾年前我們開始利用老鼠做研究，最近有很多新的進展，能夠看到哺乳類動物的大腦裡面神經元是怎麼組織起來的。我們以前曾經利用老鼠做過研究，所以這一次從果蠅轉到老鼠就不是很難，一下就跳過來了。
最後再給打架講講做科學的好處，我喜歡旅行，而做科學有一個好處就是可以經常旅遊，可以到不同的地方去。這張照片是一張日出的照片，當時光線不大好，照片很暗，不過它不是一般的日出，而是我們爬到富士山頂照的日出。順便再說說爬富士山的情況，爬到富士山頂需要比較長的時間，一般都是白天爬，爬到半山腰睡一覺，然後半夜起來再爬，到達山頂正好看日出。當時我跟另外一個亞裔科學家——饒毅也認識的——伯克利的John Ngai教授一起去爬山，有一個熱情的日本研究生帶路。由於前一天下雨，我們爬上去時都被淋成了落湯雞。爬富士山的路上每隔一定距離就有一個站，爬到第7站時我們想這個天看什麼日出，乾脆就在這兒睡一覺明天下去好了，於是大家擠在一起烤火取暖，各自找地方睡覺。睡到半夜，我還是不甘心，心想跑到這兒來挺不容易的，儘管知道可能性很小，但還是抱著僥倖心理硬著頭皮爬起來。到外面一看，發現星空燦爛，趕緊回去把他們搖起來，他們開始還不相信，被我硬拉到外面，發現天氣真的不錯，於是收拾行裝再次出發。淩晨4點32分，我們終於爬到了山頂，正好太陽出來了，於是照了很多日出的相片。兩分鐘後，John請我給他和日出一塊照張相，正要照的時候一陣霧過來，什麼都看不見了，所以John的相片上面全是霧，看不到日出。如果這陣霧早到兩分鐘的話，我們就看不到日出了。所以有的時候小概率事件也是會發生的，故而如果你覺得某件事件很重要的話，就需要不惜一切代價去做。
剛才我講了很多主觀報告，講了生活是一系列的意外事件，而且每一件事都會有多個出路（multiple outcomes），有很多不同的路可走，走這條路到這個地方，走那條路到那個地方，所以沒必要刻意追求什麼，該發生的事情就讓它發生吧。聽起來這好像比較消極，不太對，其實你還是可以控制自己的命運。為什麼呢？因為針對每一個具體的事件，你可以為這個事件做好準備，這樣你就可以每一次都做出正確選擇。如果你想達到一個目的，而這條路可以讓你更有效的達到你的目的，那麼一旦選擇以後，就要努力工作，不能三心二意。