Giải thưởng McKnight Scholar năm 2025

Hội đồng quản trị của Quỹ tài trợ McKnight cho khoa học thần kinh (MEFN) vui mừng thông báo rằng quỹ đã chọn mười nhà khoa học thần kinh để trao Giải thưởng học giả McKnight năm 2025.

Giải thưởng McKnight Scholar được trao cho các nhà khoa học trẻ đang trong giai đoạn đầu thành lập phòng thí nghiệm và sự nghiệp nghiên cứu độc lập của riêng mình và đã chứng minh được cam kết với khoa học thần kinh. Kể từ khi giải thưởng được giới thiệu vào năm 1977, giải thưởng danh giá dành cho những người mới vào nghề này đã tài trợ cho 291 nhà nghiên cứu sáng tạo và thúc đẩy hàng trăm khám phá đột phá.

Vanessa Ruta, Tiến sĩ, chủ tịch ủy ban trao giải và Gabrielle H. Reem và Giáo sư Herbert J. Kayden tại Đại học Rockefeller cho biết: “Các học giả McKnight năm nay minh họa cho phạm vi tiếp cận và quan điểm phi thường cần thiết để thúc đẩy sự hiểu biết của chúng ta về chức năng não bộ—từ kiến trúc phân tử của các thụ thể cảm giác và các thuật toán thần kinh của các hành vi phức tạp, đến mô hình tính toán và dịch thuật lâm sàng”. “Quỹ McKnight Endowment Fund for Neuroscience tự hào hỗ trợ thế hệ các nhà khoa học thần kinh xuất sắc tiếp theo này, không chỉ vì nghiên cứu sáng tạo của họ mà còn vì cam kết sâu sắc của họ đối với hoạt động cố vấn và thúc đẩy một cộng đồng khoa học năng động, đa dạng. Đầu tư vào cả khoa học tiên phong và các nhà khoa học cam kết xây dựng các cộng đồng nơi khám phá có thể phát triển chưa bao giờ quan trọng hơn ngày nay. Thay mặt cho toàn thể ủy ban, tôi xin chúc mừng tất cả các ứng viên vì sự sáng tạo, cống hiến và tầm nhìn của họ”.

Mỗi người nhận Giải thưởng Học giả McKnight sau đây sẽ nhận được $75.000 mỗi năm trong ba năm. Họ đang:

Có 146 ứng viên cho Giải thưởng McKnight Scholar năm nay, đại diện cho các giảng viên khoa học thần kinh trẻ xuất sắc nhất cả nước. Các giảng viên đủ điều kiện nhận giải thưởng trong năm năm đầu tiên làm việc tại vị trí giảng viên toàn thời gian. Ngoài Ruta, ủy ban tuyển chọn Giải thưởng Scholar còn có Gordon Fishell, Tiến sĩ, Đại học Harvard; Adrienne Fairhall, Tiến sĩ, Đại học Washington; Yishi Jin, Tiến sĩ, Đại học California San Diego; Jennifer Raymond, Tiến sĩ, Đại học Stanford; Michael Long, Tiến sĩ, Đại học New York; và Marlene Cohen, Tiến sĩ, Đại học Chicago.

Thông tin ứng tuyển cho chu kỳ giải thưởng năm 2026 sẽ được đăng vào ngày 1 tháng 8 năm 2025 và các đề xuất sẽ được chấp nhận đến ngày 1 tháng 12 năm 2025. Xin lưu ý rằng thời hạn này sớm hơn khoảng sáu tuần so với ngày nộp đề xuất trong những năm gần đây. Để biết thêm thông tin về các chương trình giải thưởng khoa học thần kinh của McKnight, vui lòng truy cập trang web của Quỹ tài trợ.

Về Quỹ hỗ trợ thần kinh McKnight cho khoa học thần kinh

Quỹ McKnight Endowment Fund for Neuroscience là một tổ chức độc lập được tài trợ hoàn toàn bởi Quỹ McKnight của Minneapolis, Minnesota và được điều hành bởi một hội đồng gồm các nhà khoa học thần kinh nổi tiếng trên khắp cả nước. Quỹ McKnight đã hỗ trợ nghiên cứu khoa học thần kinh kể từ năm 1977. Quỹ thành lập Quỹ Endowment Fund vào năm 1986 để thực hiện một trong những mục đích của người sáng lập William L. McKnight (1887-1979). Là một trong những nhà lãnh đạo đầu tiên của Công ty 3M, ông có mối quan tâm cá nhân đến các bệnh về trí nhớ và não và muốn một phần di sản của mình được sử dụng để giúp tìm ra phương pháp chữa trị. Ngoài Giải thưởng Học giả, Quỹ Endowment Fund còn tài trợ cho các nhà khoa học đang làm việc để áp dụng kiến thức đạt được thông qua nghiên cứu chuyển dịch và lâm sàng vào các rối loạn não ở người thông qua Giải thưởng McKnight Neurobiology of Brain Disorders.

Giải thưởng McKnight Scholar năm 2025

Tiến sĩ Arkarup Banerjee, Trợ lý giáo sư, Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor, Cold Spring Harbour, NY

Cơ chế mạch thần kinh cho hành vi mới lạ

Nguồn gốc của các đặc điểm hành vi đa dạng đã làm say mê các nhà sinh vật học trong nhiều thế kỷ. Nhiều nghiên cứu đã xác định được các con đường di truyền ảnh hưởng đến hành vi của động vật, nhưng cơ sở mạch thần kinh về cách các hành vi phức tạp tiến hóa, đặc biệt là ở động vật có vú, vẫn còn phần lớn là khó nắm bắt. Vì các hành vi không hóa thạch, nên một chiến lược mạnh mẽ là so sánh các loài mới phân kỳ gần đây thể hiện sự khác biệt đáng kinh ngạc về hành vi.

Phòng thí nghiệm Banerjee nghiên cứu giao tiếp bằng giọng nói giữa các loài gặm nhấm, đặc biệt chú trọng đến loài Chuột biết hát Alston—một loài gặm nhấm Tân Thế giới có nguồn gốc từ các khu rừng mây ở Trung Mỹ. Không giống như hầu hết các loài gặm nhấm chỉ phát ra tiếng kêu nhẹ, thay đổi, siêu âm, những con chuột biết hát này cũng phát ra những bài hát lớn, rập khuôn, mà con người có thể nghe được, được sử dụng cho các tương tác bằng giọng nói nhanh giống như cuộc trò chuyện của con người. Sử dụng hệ thống mô hình này, phòng thí nghiệm Banerjee theo đuổi hai câu hỏi bổ sung: Hệ thống thính giác tương tác với hệ thống vận động như thế nào để tạo ra vòng cảm biến vận động nhanh cần thiết cho các tương tác bằng giọng nói? Và những thay đổi trong mạch thần kinh cho phép sự tiến hóa nhanh chóng của các hành vi giọng nói mới như thế nào?

Tiến sĩ Josefina del Mármol, Trợ lý Giáo sư, Trường Y khoa Harvard, Boston, MA

Cảm biến nước và sự tiến hóa của quá trình lên cạn ở động vật không xương sống

Chinh phục một môi trường sống sinh thái mới đòi hỏi sự thích nghi về mặt sinh lý, trong những trường hợp cực đoan, bao gồm sự phát triển của các cơ quan và khả năng cảm giác mới. Trong số những ví dụ rõ ràng nhất về sự thích nghi như vậy là sự xâm chiếm các hốc trên cạn của động vật không xương sống biển. Sự chuyển đổi này dẫn đến sự xuất hiện của một giác quan mới: giác quan về độ ẩm, để thông báo cho động vật về hàm lượng nước trong không khí và tránh bị khô hạn. Làm thế nào một sinh vật phát triển một phương thức cảm giác mới từ đầu?

Đề xuất này xem xét việc tiếp thu cảm biến độ ẩm để hỗ trợ sự sống trong các hốc trên cạn, bằng cách nghiên cứu hình thức, chức năng và lịch sử tiến hóa của một họ thụ thể cảm giác động vật không xương sống cổ đại được sử dụng để cảm nhận độ ẩm ở động vật không xương sống trên cạn. Những khám phá này sẽ làm sáng tỏ cơ sở phân tử và cơ học của sự đổi mới cảm giác và cách thụ thể cảm giác có thể được tiến hóa tái sử dụng để phục vụ một vai trò mới tạo ra sự sống trên cạn và cuối cùng định hình lại sự sống trên trái đất.

Chantell Evans, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Đại học Duke, Durham, NC

Hiểu biết cơ học về quá trình thực bào tế bào thần kinh trong quá trình cân bằng nội môi và thoái hóa thần kinh

Các bệnh thoái hóa thần kinh như Parkinson, Alzheimer và ALS là do mất dần các tế bào thần kinh. Những căn bệnh này có tác động sâu sắc đến bệnh nhân, gia đình họ và hệ thống chăm sóc sức khỏe, và hiện tại vẫn chưa có cách chữa trị nào được biết đến. Mặc dù những tiến bộ khoa học đã xác định được các gen liên quan đến nguy cơ mắc các bệnh thoái hóa thần kinh tăng cao, nhưng cơ chế cơ bản thúc đẩy các bệnh này vẫn còn khó nắm bắt.

Thông qua nghiên cứu của mình, Tiến sĩ Chantell Evans đang có được hiểu biết sâu sắc hơn bằng cách đào sâu vào các cơ chế phân tử cho phép các tế bào thần kinh duy trì sức khỏe của chúng thông qua sự kiểm soát của ty thể. Nhóm của bà đang khám phá cách các tế bào thần kinh chủ động loại bỏ các ty thể bị hư hỏng thông qua con đường thực bào ty thể và cách rối loạn điều hòa thực bào ty thể góp phần vào sự khởi phát của bệnh. Sử dụng hình ảnh tế bào sống tiên tiến và các công cụ tiên tiến khác, bà sẽ nghiên cứu cách động lực không gian và thời gian của thực bào ty thể thay đổi để đáp ứng với hoạt động của tế bào thần kinh và cách những thay đổi trong tỷ lệ thực bào ty thể có thể khiến các tế bào thần kinh dễ mắc bệnh hơn. Bằng cách hiểu các quá trình này ở cấp độ phân tử, nghiên cứu của Tiến sĩ Evans có thể khám phá ra các cơ chế mới để làm chậm hoặc ngăn chặn sự tiến triển của các bệnh thoái hóa thần kinh, mang lại hy vọng cho những đột phá trong tương lai.

Tiến sĩ Yvette Fisher, Trợ lý Giáo sư, Đại học California, Berkeley, Berkeley, CA

Khám phá các cơ chế tế bào và mạch hỗ trợ mã hóa không gian bền bỉ nhưng năng động

Để duy trì cảm giác về phương hướng, não của chúng ta theo dõi các chuyển động của cơ thể cũng như các điểm mốc xung quanh. Tuy nhiên, các tín hiệu này có thể thay đổi: một điểm mốc nổi bật có thể biến mất sau một đám mây, hoặc một chấn thương mãn tính ở chân có thể thay đổi lượng chuyển động của chúng ta với mỗi bước đi. Não xây dựng và duy trì cảm giác về phương hướng mạch lạc như thế nào để thích ứng linh hoạt với những thay đổi như vậy?

Nghiên cứu của Tiến sĩ Yvette Fisher tìm cách sử dụng mạch điều hướng để hiểu cách các mạch thần kinh thực hiện các phép tính khác nhau trong các điều kiện khác nhau. Tiến sĩ Fisher và nhóm của bà khám phá câu hỏi này bằng cách sử dụng bộ não của ruồi, Ruồi giấm. Nhiều loài côn trùng là những nhà hàng hải chuyên nghiệp và các mạch chứa la bàn bên trong của ruồi gần đây đã được xác định trong một vùng não được bảo tồn cao ở các loài côn trùng. Bằng cách kết hợp hộp công cụ di truyền tiên tiến của ruồi với khả năng tiếp cận in vivo điện sinh lý và hình ảnh 2 photon trong quá trình hành vi, nghiên cứu này sẽ khám phá cách những thay đổi theo thời gian thực trong sinh lý học synap, khả năng kích thích nội tại và động lực mạch cho phép não ruồi hình thành cảm giác định hướng chính xác trong các điều kiện và trạng thái hành vi khác nhau.

Tiến sĩ Christine Grienberger, Trợ lý Giáo sư, Đại học Brandeis, Waltham, MA

Phân tích cơ chế dẻo dai của vỏ não mới trong nhiệm vụ học tập liên tưởng cảm giác

Chúng ta thường coi nhẹ khả năng học tập đáng kinh ngạc của não bộ—cho dù đó là hình thành thói quen mới, nhận ra âm thanh có ý nghĩa hay nhớ lại sống động những khoảnh khắc trong nhiều năm qua. Tuy nhiên, các cơ chế tế bào cho phép não bộ chuyển đổi những trải nghiệm cảm giác thoáng qua thành những thay đổi lâu dài trong hành vi vẫn chưa được hiểu rõ. Một câu hỏi trung tâm là các tế bào thần kinh trong vỏ não cảm giác thích nghi như thế nào khi chúng ta học và những thuật toán nào chi phối những thay đổi này.

Tiến sĩ Christine Grienberger giải quyết câu hỏi này bằng cách nghiên cứu cách cơ chế dẻo dai của não định hình lại hoạt động thần kinh trong quá trình học. Phòng thí nghiệm của bà sử dụng kỹ thuật ghi hình điện và hình ảnh độ phân giải cao ở những con chuột tỉnh táo, có hành vi để nghiên cứu cách từng tế bào thần kinh điều chỉnh phản ứng của chúng khi động vật học cách liên kết các tín hiệu môi trường cụ thể với phần thưởng. Bằng cách liên kết tính dẻo dai ở cấp độ tế bào với những thay đổi về nhận thức và hành vi, nghiên cứu này nhằm mục đích khám phá các nguyên tắc cốt lõi về cách não học hỏi từ kinh nghiệm. Những hiểu biết sâu sắc này cuối cùng có thể hỗ trợ sự phát triển của các liệu pháp mới cho các rối loạn thần kinh tâm thần và truyền cảm hứng cho những hướng đi mới trong trí tuệ nhân tạo.

Tiến sĩ Theanne Griffith, Trợ lý Giáo sư, Đại học California, Trường Y khoa Davis, Davis, CA

Vai trò phi chuẩn mực của đầu vào cảm giác trong sự phát triển và thích nghi của hệ thống vận động

Động vật cần chuyển động có mục đích để sinh tồn được ban tặng khả năng nhận thức trực quan về vị trí các bộ phận cơ thể của chúng trong không gian, được gọi là proprioception, cần thiết cho cả chuyển động thô và khéo léo. Proprioceptors là các tế bào thần kinh cảm giác chuyên biệt trong hệ thần kinh ngoại biên khởi tạo tín hiệu proprioceptive và theo truyền thống được biết đến với khả năng định hình chức năng vận động bằng cách mã hóa chiều dài và lực của cơ. Công việc trong phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Theanne Griffth nhằm mục đích chứng minh rằng các chức năng sinh lý của chúng phức tạp hơn và có phạm vi rộng hơn.

Trong nghiên cứu của mình, Tiến sĩ Griffith đang khám phá ra một vai trò mới cho tín hiệu cảm giác bản thể như một động lực chính của các quá trình phát triển và thích nghi trong các hệ thống vận động. Sử dụng phương pháp tiếp cận sinh lý học hệ thống tích hợp trải dài trên các mô và thang thời gian, công trình của bà sẽ thay đổi hoàn toàn cách chúng ta xem các thụ thể bản thể trong các mạng lưới cảm giác vận động và có khả năng tiết lộ các cơ chế mới đóng vai trò là chỗ dựa cho những tiến bộ trong điều trị trong tương lai để điều trị các bệnh phát triển và thoái hóa.

Tiến sĩ Matthew Lovett-Barron, Trợ lý Giáo sư, Đại học California, San Diego, La Jolla, CA

Sinh học thần kinh của nhận thức mở rộng trong các tập thể động vật

Trong các tập thể động vật như đàn chim và đàn cá, tác động của các kích thích giác quan lan truyền qua các nhóm, vì mỗi cá thể phản ứng với hành động của những cá thể lân cận. Sự truyền tải thông tin xã hội này mở rộng nhận thức của mỗi loài động vật vượt ra ngoài phạm vi cảm giác trực tiếp của chúng, tăng cường khả năng định hướng, kiếm ăn và tránh kẻ săn mồi. Tuy nhiên, các cơ chế thần kinh cho phép các cá thể nhận thức và phản ứng với hành động của các đối tác xã hội của chúng vẫn còn chưa được biết rõ.

Tiến sĩ Lovett-Barron sẽ nghiên cứu các cơ chế này ở cá thủy tinh, một loài cá nhỏ có thể tiếp cận bằng quang học và bơi theo đàn bằng thị giác. Bằng cách chụp ảnh hoạt động thần kinh trên não của cá thủy tinh tham gia vào thực tế ảo xã hội, phòng thí nghiệm Lovett-Barron sẽ xác định các mạch thần kinh cho phép cá trích xuất các tín hiệu có liên quan từ chuyển động và tư thế của những người hàng xóm của chúng. Cuộc nghiên cứu này sẽ cho thấy cách xử lý thần kinh của các tín hiệu thị giác xã hội cho phép các hành động nhóm được phối hợp, cung cấp những hiểu biết quan trọng về cách nhiều bộ não tạo ra các hành vi tập thể thích ứng trong tự nhiên.

Tiến sĩ, Bác sĩ Lucas Pinto, Trợ lý Giáo sư, Trường Y khoa Feinberg thuộc Đại học Northwestern, Chicago, IL

Giải mã tính toán nhận thức trong vỏ não

Các hành vi nhận thức như ra quyết định phát sinh từ các quá trình thành phần. Ví dụ, khi điều hướng mà không có GPS, việc quyết định rẽ theo hướng nào đòi hỏi phải tích hợp thông tin trực quan với kế hoạch và bản đồ không gian bên trong của bạn. Mỗi quá trình thành phần này đều sử dụng các tập hợp vùng tương tự của vỏ não. Nhưng làm thế nào cùng một vùng có thể hỗ trợ các quá trình khác nhau?

Tiến sĩ Pinto và nhóm của ông sẽ thăm dò cách thông tin chảy qua các mạch vỏ não được định tuyến lại ngay lập tức bởi các phân tử điều biến thần kinh để đáp ứng nhu cầu nhận thức. Họ đã tận dụng chuyên môn của mình trong đào tạo hành vi tự động bằng máy tính để tạo ra một nhiệm vụ ra quyết định cho những con chuột điều hướng trong mê cung ảo, giúp giải quyết một số quá trình nhận thức lần đầu tiên. Trong khi chuột thực hiện nhiệm vụ này, phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Pinto sẽ sử dụng công nghệ tiên tiến in vivo công cụ kính hiển vi để đo lường và làm nhiễu hoạt động của các tế bào thần kinh vỏ não, và các đầu vào vỏ não và điều biến thần kinh mà chúng nhận được. Công trình này sẽ tạo ra các tài khoản mạch biến đổi về tính toán nhận thức linh hoạt trong vỏ não.

Tiến sĩ Sergey Stavisky, Trợ lý Giáo sư, Đại học California, Davis, Davis, CA

Hiểu — và khôi phục — ngôn ngữ bằng cách đo động lực học của nhóm thần kinh người có độ phân giải tế bào

Ngôn ngữ là một khả năng độc đáo của con người. Nó nằm ở đỉnh cao với các khả năng nhận thức khác, bao gồm trí nhớ và khả năng điều khiển, và hỗ trợ cả trí thông minh cá nhân và xã hội của chúng ta. Do thiếu các mô hình động vật và sự hiếm hoi của việc ghi lại não người, nên chúng ta biết rất ít về cơ sở sinh học của ngôn ngữ khi giải quyết tính toán mạch - các tế bào thần kinh riêng lẻ. Hơn nữa, chúng ta không có công nghệ nào để sửa chữa sự mất mát tàn khốc của khả năng giao tiếp thông qua ngôn ngữ do chấn thương thần kinh.

Tiến sĩ Stavisky và nhóm của ông hy vọng sẽ giải quyết được khoảng cách về khoa học thần kinh và y học này bằng cách xác định các biểu diễn thần kinh của các đặc điểm ngữ nghĩa trên toàn bộ mạng lưới ngôn ngữ của não. Họ sẽ ghi lại từ hàng nghìn tế bào thần kinh riêng lẻ ở những người tham gia thông qua các thử nghiệm lâm sàng về giao diện não-máy tính (BCI) của phòng thí nghiệm và các cơ hội phẫu thuật thần kinh khác. Bằng cách xác định sơ đồ mã hóa cho các khái niệm cụ thể trên toàn bộ nhóm tế bào thần kinh, công trình này sẽ thúc đẩy sự hiểu biết của chúng ta về cơ sở tính toán của ngôn ngữ con người. Nó cũng có thể chỉ ra các kiến trúc tốt hơn cho các hệ thống trí tuệ nhân tạo. Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, dự án này nhằm mục đích phát triển một bộ phận thần kinh ngôn ngữ giả giúp những người mắc chứng rối loạn ngôn ngữ có thể giao tiếp hiệu quả.

Tiến sĩ Alex Williams, Phó Giáo sư, Đại học New York và Viện Flatiron, New York, NY

Phương pháp tính toán để mô tả tính biến thiên trong mạch nơ-ron quy mô lớn

Tiến sĩ Williams nghiên cứu cách các mạng lưới nơ-ron lớn có thể hoạt động đáng tin cậy, mặc dù cả não và hành vi đều có bản chất thay đổi và thường nhiễu. Theo truyền thống, các nhà khoa học đã tính trung bình hoạt động của não qua nhiều thử nghiệm và cá nhân, điều này che giấu những khác biệt quan trọng. Phòng thí nghiệm Williams phát triển các phương pháp tính toán mới để nắm bắt các mô hình hoạt động thần kinh độc đáo ở từng động vật và thử nghiệm hành vi. Bằng cách đó, họ muốn khám phá cách các khác biệt trong hoạt động của não liên quan đến các khác biệt trong hành vi và phân biệt giữa sự thay đổi lành mạnh và các dấu hiệu rối loạn chức năng.

Để đạt được những mục tiêu này, phòng thí nghiệm Williams phát triển các phương pháp thống kê mới và khuôn khổ lý thuyết áp dụng rộng rãi trên nhiều vùng não, sinh vật mô hình và giao thức hành vi khác nhau. Công trình trước đây của họ đã phát triển các phương pháp tiếp cận để nắm bắt những thay đổi từng khoảnh khắc trong biên độ phản ứng, thời gian và các chuỗi lặp lại hoặc "động cơ" trong hoạt động thần kinh, tất cả đều có thể là cơ sở cho các quá trình như học tập, chú ý và ra quyết định. Trong các công trình khác, họ đã giới thiệu các phương pháp để mô tả cách tiếng ồn phản ứng thần kinh được điều chỉnh bởi các đầu vào cảm giác và hành vi, và cách cấu trúc của các phản ứng thần kinh thay đổi giữa các loài động vật hoặc loài riêng lẻ. Cuối cùng, công trình của họ nhằm mục đích cung cấp một bức tranh rõ ràng hơn về cách biến đổi tự nhiên của não hỗ trợ hành vi linh hoạt và mạnh mẽ, và cung cấp các công cụ thực tế có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khoa học thần kinh.