发现雄性和雌性小鼠大脑中良好亲子行为的“开关”，这使马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的分子生物学家凯瑟琳·杜拉克获得了今年 300 万美元的突破奖，这是科学和数学领域最丰厚的奖项。9 月 10 日还宣布了另外三项主要的生物学奖项，以及两项物理学奖项和一项数学奖项，同时还有一些较小的奖项。
加利福尼亚州斯坦福大学的生物学家劳伦·奥康奈尔说：“凯瑟琳·杜拉克做了出色的工作，真正改变了这一领域。” 杜拉克的团队提供了第一个证据，表明雄性和雌性小鼠的大脑具有相同的与亲子行为相关的神经回路，只是在不同的性别中触发方式不同。“这与几十年来认为雄性和雌性大脑结构不同的教条相反，”奥康奈尔说。
杜拉克说，得知自己获奖时她感到震惊。“我的大脑一片空白，然后我开始流泪，”她说，并补充说，这条路很漫长才被接受，因为其他人最初对她的工作持怀疑态度。在 1990 年代，杜拉克分离了控制小鼠性别特定社会行为的信息素受体。未交配的雄性小鼠通常会攻击其他雄性并杀死幼崽。但杜拉克发现，如果它们的信息素受体被阻断，它们会尝试与雄性和雌性交配，并且未交配的雄性甚至会照顾幼崽。相比之下，缺乏信息素的雌性会尝试爬到雄性身上。
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为了阐明起作用的神经机制，杜拉克鉴定出一种称为加兰素的蛋白质，该蛋白质由参与亲子行为的神经元表达。杀死雌性中的神经元会阻止它们的亲子行为，而激活未交配雄性中的神经元会使它们产生母性。“这就像亲子行为的开关，”杜拉克说。“这真是太棒了。”她的团队随后使用加兰素标记来追踪与培养所需的动机、激素和行为变化相关的特定回路。
奥康奈尔说，这些研究“为更好地理解人类和灵长类动物大脑的灵活性奠定了基础”，并且有一天可能与治疗产后抑郁症等疾病有关。
意外之财日
还宣布了另外三项 300 万美元的生命科学奖项。西雅图华盛顿大学的大卫·贝克因开发用于设计合成治疗蛋白的 Rosetta 软件而获奖。他的 FoldIt 游戏已招募了超过 250,000 名公民科学家来帮助找到最佳的蛋白质构型。就在昨天，他的团队在《科学》杂志上发表了一篇报告，报告了一种可能阻止 SARS-CoV-2 进入人体细胞的新型蛋白质。
香港沙田香港中文大学的 Dennis Lo 因发现母体血液中存在胎儿 DNA 而受到认可，这一发现导致开发出更安全的无创产前检查方法来筛查唐氏综合征等疾病。
美国国立卫生研究院和国家神经疾病和中风研究所的 Richard J. Youle 因揭示两种蛋白质在帕金森病中的作用而获奖，这为治疗开辟了新的途径。
驯服随机性
数学突破奖授予伦敦帝国学院的马丁·海勒，以表彰他在随机偏微分方程方面的工作，这类方程用于计算当必须考虑随机影响时复杂系统如何演变。“我感到荣幸和幸运，”海勒说。“我根本没想到会这样。”
2011 年，海勒解决了一个此类难题，该难题模拟了水滴如何在餐巾纸表面扩散的方式。此后，他发表了一篇长达 180 页的史诗论文，表明类似的概念可以用来解决该类的所有方程。英国牛津大学的数学家特里·莱昂斯说，他对海勒的获奖感到“高兴”，并指出，在海勒的研究出现之前，数学家和物理学家使用不同的方法来研究此类方程，但没有看到这些方法如何通过一种方法统一起来。“他首次将世界的重要方面映射到一种精确的数学语言，”莱昂斯说。2014 年，海勒获得了菲尔兹奖，这是数学界最令人垂涎的荣誉。
基础物理学突破奖授予华盛顿大学的 Eric Adelberger、Jens Gundlach 和 Blayne Heckel，以表彰他们的超精密摆实验，这些实验表明，即使在低至 52 微米的尺度下，牛顿的万有引力定律仍然成立。基础物理学特别奖是对德克萨斯大学奥斯汀分校的理论物理学家 Steven Weinberg 一生成就的认可。Weinberg 是将电磁力与控制放射性的弱核力统一起来的框架的开发者之一。
突破奖是由俄罗斯-以色列亿万富翁尤里·米尔纳于2012 年创立的，现在由他和包括 Facebook 首席执行官马克·扎克伯格在内的其他互联网企业家赞助。由于冠状病毒大流行，今年的颁奖典礼已推迟至 2021 年 3 月 21 日。
本文经许可转载，并于 2020 年 9 月 10 日首次发表。