如果要用一句话形容这次短期访学，那就是它给了我这个“土博士”一次推开窗、看看外面世界的机会。

实际上，早在2013年夏天，我就已经上过Glover教授的暑期课程。他是生物医学影像研究中心的讲席教授，每年都被邀请来清华参加实验室的年度总结，我的课题也多次受到他的指导。可以说，他对我的研究方向比较熟悉，而我的研究方向也与其实验室的较为一致，这为此次访学之行奠定了良好的基础。同时，这也是我第二次去斯坦福大学放射科的RSL（Radiological Science Laboratory）访学，去年夏天，我便在Glover教授实验室进行了两个月的访学，完成了一个小型的项目。当时我们便约定，有机会还要一起做一些有意思的、激动人心的项目。

没想到这个机会来的这么快！在博士生短期出国访学基金的支持下，我们将一起完成一个PET-fMRI（正电子发射断层成像-功能磁共振成像）项目。当得知Glover教授将这个项目交付给我时，我难以抑制自己的激动之情——这是一个相当“珍贵”的项目（扫描每个被试的花费超过1000美金），这意味着基于之前的合作经历，我已经得到了Glover教授的信任。而且，该领域尚处于起步阶段，由于技术的限制，全球范围内有能力做类似实验的实验室不超过10个，而我们将在这张“白纸”上尽情描画！

飞机由于暴雨延迟了8小时，起飞时，我已经感觉到身体上的疲倦。尽管如此，在这12个小时里，我却不能控制自己不去思考跟项目相关的问题——怎么分析这些数据、有哪些有意思的问题可以问……就好像一个小孩得到了新的玩具，恨不能睡觉时也要细细把玩。

到学校后，为了可以尽快独立进行实验，我参加了实验室的磁共振培训。与清华大同小异，培训反复强调了安全实验的重要性。同时，通过老师细致的讲解，我对RSL的设备有了大致的了解：RSL一共有三台3T的磁共振设备，配有EEG（脑电图）、TMS（经颅磁刺激）、TCS（直流电刺激）等成像和脑刺激设备。其中，有一台3T的PET-MR机器，也就是我此行需要工作的平台。据Glover教授介绍，因为硬件配置高、摄像头时间分辨率好，这台机器成像的质量较高，他常常打趣称，我手里握着全世界最好的数据！

“弯道超车”的实验过程

我同时采集了正常人和抑郁症病人在执行与奖励相关课题时的PET和fMRI数据，希望探索这两种成像模态能否比单一模态提供补充的信息，以帮助我们理解抑郁症的病理机理。在进行两种模态数据的联合分析之前，我需要先分别分析和观察两种数据，对于这两个模态有一个基础的了解。

第一步，是重建所有的数据。经过向实验室的工程师请教，我学会了如何在GE的平台上重建数据、完成对数据的预处理，即衰减校正、散射校正等等。在此之前，我对于PET数据的理解仅限于本科影像学课程上对于成像原理的大体概念，但是拿到数据一看，才发现跟我想象的很有差距：PET数据的时空分辨都较fMRI低，且信噪比极低，在这种情况下，为了取得动态的信息，我们还需要进一步缩小每两帧图像之间的采样间隔，简直是对数据分析雪上加霜。经过试验，我们在信噪比和时间分辨率上做出了权衡，选择了30s的时间分辨率，同时保证一定的信噪比。

第二步，是确定分析方法。我首先用两个星期大体了解了PET重建原理和常用的分析方法。经过和Glover教授的讨论，我们认为现有的PET分析方法，即动力学建模，基于一些并不完全成立的假设，在进行静态分析时尚能得到较精确的结果，但在动态分析中却完全不适用。因此，我们希望借助于分析fMRI数据的经验，来对PET数据进行类似fMRI的分析，即一般线性模型。起初，我们也不确定该方法能否克服PET低时间分辨率的缺点，但在经过一系列尝试后，我们发现，这种简单粗暴的方法，效果竟出奇的好！不过，目前PET分析的主流方法还是动力学建模，于是，我们又对两种模型进行了对比，发现可以很好的拟合得出一致的结果，这就说明我们提出的方法，至少在性能上是接近传统动力学建模的。在分析的过程中，因为对于生理学知识不太熟悉，我们还与领域内的专家多次进行skype视频对话，期望达到真正的医、工结合。在此，我也要感谢他们的指导，让我可以“弯道超车”！

在分别分析了两个单独模态后，终于来到了最后一个问题的门口，也是最重要的问题，即：我们通过同时进行两种模态的成像，到底能够提供哪些额外信息呢？首先，fMRI提供了间接的神经活动信息，而PET提供了神经递质多巴胺的浓度信息，我的第一反应就是测量这两种信息之间的耦合程度。此前曾有研究在正常人群中分别测量fMRI和PET数据，用以研究并发现多巴胺的分泌会影响我们对于奖励的响应。我们自然地想到，这种耦合在病人中是否同样存在？如果不存在，那么这种连接的断裂是否与病人的病程相关呢？说干就干，我马上对正常人和病人之间的耦合程度进行比较：果不其然，病人的耦合几乎消失了，这就说明，抑郁症的病程影响了病人接受多巴胺、激活奖励系统的神经元的效率。且我们发现，这种耦合随病程的加重而进一步减弱，也即，通过研究fMRI-PET这两种成像模态，能够为我们理解精神科疾病，例如抑郁症、焦虑症的神经机理提供多维度的信息。据我所知，这还是第一次有人将PET-fMRI用于抑郁症的研究！在与Glover教授商量后，我们将研究结果整理和投往了MRI领域里最权威的会议——ISMRM（国际磁共振年会），希望这一发现能够给抑郁症研究领域带来新的认识。

“想不明白，再算一算”

在做项目的过程中，我很庆幸得到了Glover教授的大力支持。我们约定每周会议一小时，可私下里，我们讨论的时间远远超过1小时！任何时候，如我遇到问题，只要去敲他的门，他都会放下手中的工作与我讨论、引导我找到答案。正如他的口头禅：“Do some math”——想不明白的问题，算一算，也就明白了！课题刚有进展时，我发现有一些结果受运动伪影影响较大，甚至我们得到的结果有可能完全来自于运动伪影，这让我一度很受打击、心情低落。Glover教授发现后，专门空出了一个下午，和我一起查看数据，确定我们的结果的确受到了影响，但是去除运动伪影后，仍然得到了类似的结果。这就说明，虽然运动与结果相关，但结果里也包含了除运动伪影以外的有用信息。

   左：与Glover教授讨论；中：重建数据；右：fMRI-EEG实验

刚到实验室时，遇到需要口头报告的场合，我总免不了紧张，担心自己的口语不好，讲不清楚、没听懂大家的提问。第一次报告时果然如此，我顿时涨红了脸，越着急就越讲不清楚，真想找个地缝钻进去。老师看出了我的窘迫，马上接过话头，用易懂的语句跟我沟通，让我最终得以顺利表达出自己的想法。他看出我是一个容易紧张的人，之后的每次汇报结束，都会夸我的工作做得好，而且讲地越来越清晰。他的鼓励给了我很大的信心，让我相信我会越来越好。通过在组会上报告，实验室的其他同学也逐渐对我的工作有所了解，闲暇时也会一起讨论各自的实验情况，建立起了深厚的“革命友情”。其中，Jingyuan的研究方向与我较为一致，为帮助她完成课题，我成为了她的扫描志愿者、参与到了EEG-fMRI（脑电-功能磁共振）的实验中，这也让我对于联合成像有了一些了解。基于相似的研究兴趣，我们也约定好，今后有机会一定要合作完成一个项目。

Glover教授已过耄耋之年，工作依旧高效。他有自己的独立课题，每天早上7点左右就到达实验室开始一天的工作。这种精神很值得我学习。他总是跟我说，要做快乐的科研、问有趣的问题，而发表文章只是因为想跟同行分享新的发现。跟这样一位智慧的学者相处，会让浮躁的心慢慢地沉下来。

实验室其他同学的科研工作同样出色。通过跟他们的接触，我发现他们普遍效率很高，很好地平衡了科研和生活。实验室每到下午5点就几乎没人了，这是因为他们将工作和家庭生活完全分隔开，在需要陪伴家人的时候总是按时回家，我想这也是他们能够保持高效的原因之一。此外，令我印象深刻的是，他们在开始课题前都会进行大量思考，而我总是一刻不得闲地写代码，对需要解决的问题本身却没有足够的思考——常言道“旁观者清”，通过观察别人，看见了自己身上的问题，这真是我的幸运。

全方位的斯坦福体验

和本校学生享受一样的资源

斯坦福的访问学生和本校的学生享受一样的资源，让我有幸全方位地体验学校的生活。24小时自习室是周末我最喜欢去的地方，沙发小隔间、可连笔记本的巨大屏幕……让我愿意在那里待一天。在自习的间隙，我也愿意去图书馆转一转，读书的时光总是过去的很快。学习累了的时候，我总是去游泳馆里游个来回，再跑跑步，通过放松身心来缓解压力，继续投入科研工作中。

每天骑自行车上学，上学路上想想问题，也锻炼了身体，让我总能保持十足的干劲。斯坦福的橄榄球运动盛行，每周末都有比赛，学生可以免费去看球，自己学校得分后全场欢呼、呐喊，是放松自己和宣泄情绪很好的时刻。年底会有“Big Game”，即斯坦福对战伯克利的橄榄球比赛，作为两支加州很强劲的球队，每逢比赛开始前一周，两个校园里都开始布置、装饰，为自己球队加油。斯坦福往往把胡佛塔用激光染成粉色，对面的喷泉也用燃料染成粉色，校园里更是随处可见“BEAT CAL”的标语。我也有幸拿到了绝佳位置的学生票，为斯坦福摇旗呐喊。最终斯坦福取得了比赛的胜利，听说这也是从2010年开始的第8次连胜。

做饭可以说是我生活上的最大难题。上一次来访学，因为时间较短，我都是抱着“凑合凑合就算了”的心态来做饭，而这次要待上半年，实在是凑合不过。第一顿饭依然是无法下咽，但是经过了“无数次”的失败再失败，做饭逐渐变得容易起来。从第一顿饭的“乌漆嘛黑”到最后基本上色香味俱全，我也在做饭中找到了生活的乐趣。此外，我也参加了不少志愿活动，BBQ上负责签到，双语招聘会的会场布置以及在Soup Kitchen帮忙，都丰富了我的课余生活，也让我认识了不少新朋友。

斯坦福的博士生培养也与国内有些许不同。一次，实验室的一位同学要进行博士生资格考试。清华的博士生资格考试主要还是考核科研能力，比如阅读文献、撰写报告和口头报告的能力。而斯坦福考察的则是学生的基础知识，学生需要准备4个科目的口头考试，考试当天，轮流跟每个方向的老师进行10分钟的问答。资格考试的通过率较低，只有50%，完全印证了美国大学“松进严出”的宗旨。另一个有意思的地方是，国内的直博生通常需要5年毕业，而斯坦福的学制更长，往往是6年、甚至7年，学生在3年级、4年级时甚至还在选课上课，这样的培养模式也让学生更好的锻炼了独立进行科研的能力。

通过这次访学，我不仅得到了Glover教授的精心指导，完成了项目，也与其实验室建立了良好的联系。同时，独自在外的生活让我学会照顾自己，有机会体验缤纷的课余活动，认识了新朋友，是一份值得珍藏的宝贵经历。最后一次组会结束后，我一直保持着的兴奋、焦虑，才慢慢转变为满足和不舍……对自己能够顺利完成课题而感到心满意足，同时不愿意离开这个让我快乐科研的地方。

半年时间，说长不长，说短更不短。很感谢博士生短期出国访学基金对于博士生的大力支持，才能让我们这些“土博士”打开门出去看看外面的世界、建立自信心，安心回国继续自己的科研事业。Gary Glover教授是美国工程院的院士、RSL的建立者。他硕果累累，年过耄耋但仍然工作在一线，每周都有实验，并且持续参与新的课题。每年他休息的天数用双手都可以数的过来，他这种终生奉献给科研、以科研为乐的精神时时刻刻地影响着我，带领我领略科研之美。我走的时候他送了我一本书“The History of Pi”，告诉我一定要好好学数学。跟他一起工作的每时每刻，他都会用数学来影响你，没什么是“Do some math”解决不了的，如果暂时解决不了——再算一算！