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哈佛實習經驗分享-微生物學系 劉萱孺
哈佛醫學院暑期實習研究心得
東吳大學微生物學系 劉萱孺
大一下的普物課下課後，有時我會和同學去找助教聊天，從他那裡得知物理系有一個去哈佛實習的機會。因為原本就對醫療影像有些興趣，便抱著「試試看也無妨」的心態報名，沒想到經過兩輪面試後竟然被錄取，這個經歷也讓我的大學生活有了一點改變。
從十二月底繳交書審資料，到一月分別和東吳物理系的梅長生教授、哈佛醫學院的Prof. Jason White的兩輪面試，整個甄選的過程其實是很緊湊的。當收到錄取通知時，我既興奮又有些不安，因為這將是我第一次離開熟悉的環境，到國外的實驗室參與研究，而且隨之而來的是辦簽證地獄。
因為J1簽證需要一個sponsor，而我當時並不知道sponsor是誰而找了代辦，後來在某個環節出錯才知道我的sponsor是哈佛大學，所以不能夠找代辦，只能自己研究怎麼跑流程。查了很多網路資料後，我好不容易完成了電子部分的資料填寫、約了美國在台協會 (AIT)的簽證面試，也在面試時被口頭通知過了，結果隔天因為川普的一句話而被改成拒絕，護照被寄回來，我的簽證也進入了非常漫長的行政審查。就在一切都準備就緒的時候，遇上了這種政策的突變，真的會感到很絕望，所幸一個月後因為法院的裁決，才使川普的政策被拒絕，我的簽證才得以通過，在七月初的時候終於可以前往美國。
聚焦超音波實驗室 (Focused Ultrasound Laboratory, 以下簡稱FUS lab)，隸屬於布萊根婦女醫院 (Brigham and Women’s Hospital)，專注於發展影像導引的聚焦超音波技術 (MRI-guided Focused Ultrasound)。實驗室致力於以非侵入性 (non-invasive)方式進行疾病治療，減少患者風險與恢復時間，並廣泛應用於腦部疾病 (neurological disorders)、顫抖症治療 (essential tremor therapy)等。其核心研究包括利用聚焦超音波暫時開啟血腦屏障 (blood-brain barrier, BBB)，以促進藥物或基因療法進入腦內；開發MRI導引的非侵入性治療方法 (MRI-guided non-invasive therapies)，以及改進頭骨造成的聲波畸變校正技術 (skull-induced phase aberration correction)，來提升能量聚焦的精準度與安全性。
我在那邊實習的內容是參與一位博士後研究生 (Stecia-Marie Fletcher, PhD) 正在進行的題目，這個研究主要是關於微氣泡介導的聚焦超音波 (MB-mediated FUS) 與放射治療 (RT) 結合，能形成一種新的神經外科燒蝕方法。相較於單獨使用FUS或RT，這樣的組合方式可能有一些優勢，例如減少副作用與長期風險、提升手術精確度等，因此使用健康的老鼠大腦進行實驗，研究合適的FUS與RT的參數。
我主要做影像分析以及後續的數據處理，以下詳細說明實驗的細節。研究對象就是上述的老鼠大腦，實驗分的組別有control組、FUS組、RT組，以及FUS+RT組；主要探討FUS、RT及FUS+RT對細胞與血管反應的影響。腦部切片會先被染上三個不同染劑，染色目標物分別是細胞核、ceramide（一種脂質）以及CD31（血管內皮細胞標記）。老鼠在接受處理 (treatment) 後的結果為，RT組並未有明顯變化；FUS組有相較RT組更強的訊號，而FUS+RT組則有最強的訊號（圖一）。綠色的訊號是CD31，它代表著血管受損或重塑；紅色的訊號是ceramide，它代表著細胞在受到壓力或損傷後啟動了凋亡 (apoptosis)。所以可以知道只使用FUS已能誘發細胞應激反應，但與RT結合後效果更強，支持「組合治療能促進局部細胞死亡」這個假說。
(圖一 經處理後四組的結果)
我認為這個實驗非常有趣，因為跟我以往做的微生物實驗很不一樣，我也嘗試使用很多不同的軟體進行分析，這些都是我自己平常比較少接觸到的。透過這些工具，可以很方便的觀察影像，也學會了如何從不同角度去解析實驗結果。這種跨領域的經驗讓我意識到，結合不同方法與技術能夠帶來更多的研究可能性，也拓展了我對問題的思考方式。而Stecia也是一位非常好的指導者，並沒有因為我缺乏物理背景而不耐煩，而是非常細心的指導我如何觀察那些腦部切片影像，讓我覺得在FUS lab實習是一件很愉快的事。Stecia也有帶我去觀看病人的臨床治療，短短的兩小時療程就可以改變一個人的生活，實際看到真的真的很震撼。
(圖二、三 與Stecia(左)和Keiko(右)合照)
除了平日的實習，假日我也幾乎跑遍了波士頓的鬧區。波士頓是一個歷史悠久的城市，街道上隨處可見大型雕像、古老的建築與墓園，路邊隨便遇見的墓碑，就是紀念保羅．里維爾 (Paul Revere)、山謬．亞當斯 (Samuel Adams)等在美國獨立戰爭中舉足輕重的人物。 除了歷史與文化，波士頓的日常生活也讓我有全新的體驗。美國給我的最大感受之一就是「自由」。這裡所謂的自由，不僅是政治或言論上的，更多的是生活方式與學術研究的開放氛圍。小小的城市裡聚集了來自世界各地的人種與文化，以FUS lab為例，除了來自台灣的我，還有來自德國、葡萄牙、巴西、泰國，甚至是千里達及托巴哥共和國的同事。實驗時我們常邊操作邊聊天，分享彼此的文化與生活習慣，這樣的交流不僅讓我拓展了視野，也讓實驗室氛圍更加融洽。雖然大家背景各異，但對科學的熱情與專注卻是一致的，每當我遇到困難，總有人願意停下來討論或伸出援手，讓我深刻體會到研究其實是一種集體合作，而不是一個人的奮戰。
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圖四 Granary Burying
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圖五 Christian Science Plaza
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圖六 Statue of Samuel Adams
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圖七 Bunker Hill Monument
而在生活層面，自由的感受同樣深刻。波士頓街頭的人們展現出自在的穿衣風格、對身材的自信，以及對生活的多元詮釋，不受社會目光所拘束。在週末陽光明媚的海灘上翻著書，或在公共花園的草地上席地而坐時，這些看似日常的片刻，卻讓我深刻體會到自由是一種生活的態度。
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圖八 週末跟朋友去羅德島
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圖九 MFA剛好在展出梵谷
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圖十 剛好遇到FUS lab summer picnic
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圖十一 Statue of John Harvard
這次在波士頓的實習經驗讓我重新思考了自己未來想要走的研究方向，也讓我收穫了很多美好回憶、見識到了充滿學術氛圍的地方並不是很沉悶，而是自由又快樂的。最後非常感謝梅長生教授以及學姊對我的諸多幫助，還有Prof. Jason和Stecia在實驗室對我的耐心又專業的指導。