尖端科研中的“艺术品”

来源 :摄影世界 | 被引量 : 0次 | 上传用户:racheal2009
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  托马斯·迪林克(Thomas J.Deerinck,下称迪林克)是一位生物医学科学家,从事显微影像研究已有近40年,现就职于美国加州大学圣地亚哥分校显微镜和影像国家研究中心(National Center for Microscopy and Imaging Research,简称NCMIR)。迪林克同时也是一位获过多个微观摄影奖项的摄影师,喜欢欣赏海边美景的他对于自然生命内部的微观世界也充满好奇,并致力于研发新技术推进生物医学显微影像的发展。2003年起,迪林克多次在尼康小世界微观摄影大赛(Nikon Small World Photomicrography Competition)中获奖,其作品登上过多家知名报纸、杂志和科研期刊,如《纽约时报》(The New York Times)、《国家地理》杂志(National Geographic)、《科学美国人》杂志(Scientific American)、《发现》杂志(Discover)等。他的作品被认为富有自然的启迪意味,并被作为摄影艺术品在纽约/巴黎/伦敦/上海等地的画廊展出。
  科学家的工作是由无数次探索和发现组成的。通过以下根据迪林克给我们的采访回复整理出的他的自述文字,或许我们也可以有所体会—显微镜下的研究工作,不仅仅是一次次的科学探索,同时也是一段段神奇旅程,人们从中找寻蕴涵于生命内部的美丽世界。
  显微摄影的艺术之美
  多年前,我被Mark Ellisman博士—一位显微影像领域富有远见的先锋人士,介绍到位于美国圣地亚哥的NCMIR工作。年轻时,我受到很多摄影师的影响,包括传奇般的瑞典摄影师伦纳特·尼尔逊(Lennart Nilsson,1922~),他从1950年代开始拍摄大量在当时被看作是难以捕捉到的生物医学影像,这些作品改变了许多人对生命和生活的看法,也包括我。
  每次将新的样本放到显微镜下观察,我都像一个首次造访新世界的探索者。看到自己身体中细胞和组织所呈现出来的美,人们经常会感到惊讶。比如,观者很容易将某些影像中的主体误认为是一大片花朵,而不是一群癌细胞。其实,许多人都没有意识到我们周围存在着一个极富魅力的微观世界,它的美堪比美国约塞米蒂(Yosemite)国家公园或者中国的九寨沟,只是大多数人无缘得见。
  用看待艺术品的视角观察显微镜下的生物医学影像,可以帮助普通人发现生命的奇妙与美丽。它给了我们探索和亲近自然的机会,让我们欣赏到生命的精巧和特别之处。当然,通过这些影像,公众也会意识到生物医学研究的重要性—这关乎许多生命。当公众更多地了解和接触科学,社会发展也会受益。
  成为显微摄影“红人”
  我在实验室里的时间可以平均分成两部分,即研制新的显微摄影工具和探索更先进的显微摄影技术。科学家可以将这些成果用于自己的研究项目,其中大部分技术应用与各种人类疾病息息相关,如癌症、阿兹海默症、帕金森症,等等。
  我每天很早来到实验室,几乎都是第一个,然后在没有任何干扰的情况下开始工作。NCMIR是一个相当大的实验室,里面活跃着细胞和分子生物学家、化学家、物理学家和计算机科学家,等等。虽然我们的工作领域各种各样,但都依赖先进的显微镜。大家在一起工作,实验室里永远都不缺热闹。
  在NCMIR,我有机会与许多杰出的科学家一起工作,比如Michael Karin博士。他是加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego,简称UCSD)的一位研究员,是癌症、炎症和代谢疾病领域的专家。在研究中,他培养出一种缺少某种关键蛋白质的转基因果蝇,发现这种关键蛋白质会导致衰老。这项研究很可能帮助人们在未来找到大幅延长寿命的方法。这项研究成果被著名的《科学》杂志发表,因此他需要一张绝妙的果蝇照片作配图,可能还会成为期刊封面。这次拍摄极为艰难,我使用了扫描电镜,被摄样本的尺寸不大于1毫米,还要拍出它飞行的样子。这需要一些技巧,但结果很令人满意(图03)。
  还有一次,我的长期合作伙伴克雷格·温特尔(J.Craig Venter,1946~)博士打来电话,说他有一个很特别的样本,想让我用先进的电子显微镜观察一下。温特尔博士是世界知名的顶尖科学家之一,他的团队致力于人类基因组研究。他手中的很多研究项目都是最高机密,很少有人能接触到研究过程。我对拿其样本到显微镜下观察非常兴奋,因为那是首个在实验室里人工合成的生命体(图04)。尽管这个细菌在镜下不是特别美丽,但这个小东西的影响是深远的。
  工作使用的拍摄设备
  NCMIR是世界上拥有显微镜种类最多、最先进的实验室之一。在这里工作,我能直接接触到许多独一无二的显微镜。这些设备不仅可以借助光线工作,还能借助电子和X射线工作。如果你将显微镜看作一种特殊种类的相机,它所配置的都是“长焦镜头”。在这里工作对我这个“摄影师”来说,如同梦境般美妙。
  当今,显微镜和生物医学影像的进步可谓日新月异。举例来说,我有幸与Roger Tsien(钱永健,1952~)博士合作20年。他的绿色荧光蛋白研究是显微镜及生物医学研究中的一项革新,某种意义上,这深刻影响着世界范围内数百万人的健康和幸福。绿色荧光蛋白可以让科学家利用分析生物学技术(molecular biology techniques)单独标记细胞和组织中的单个蛋白分子,使它们可以在显微镜下的黑暗环境中发出多彩的光线(对该领域的杰出贡献让Tsien博士获得了2008年诺贝尔化学奖)。这项技术让我们能够用荧光“画出”部分细胞和组织,理解它们在基本结构中的功能作用,这些照片也显示出隐藏着的深邃的自然之美。
  同时,显微镜本身也发展得越来越先进。随着科技的创新,新型的光学显微镜可以不再受光的衍射的局限。我最钟爱的光学显微镜类型是能发射高能脉冲激光光束的显微镜,能够在照亮细胞和组织的同时产生许多色彩丰富的影像。这种器材很棒,每台都要几百万美元,不是每个科学家都有机会接触到。
  样本准备是成功秘诀
  想掌握显微摄影技术,需要大量的学习和实践。我认为,要想创作出色彩鲜艳的影像,最关键的秘诀在于精心准备拍摄样本。有时,我要花几天或几周来准备这些样本。我曾拍摄过大量关于人类和动物大脑的影像,这可以算是最富有挑战的工作之一。当时,我进行的准备工作非常细致:首先,将需要拍摄的样本通过一系列化学方法进行处理,然后用一种特殊机器将其切成薄片;接着,我对细胞的不同部分用特殊的荧光染色剂进行着色,这样在后期的激光束照射下,标记部分就会发光。如我所说,这个过程可能很困难,很费时间,但这努力是值得的。
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