【前沿交叉学科】生物医学跨学科研究中心:不同的专业 相同的梦想

【编者按】北京大学前沿交叉学科研究院是跨学科的研究平台。研究院的基本任务是组织跨学科的学术交流、开展跨学科的科学研究和培养交叉学科的优秀人才。研究院以北京大学雄厚的基础学科和先进的技术学科为基础,组织联合相关的研究力量,建设具有良好学术交流环境、学科前沿性与学科交叉性相结合、实体与虚体相结合的交叉学科研究平台,为北京大学的交叉学科研究创造良好的学术氛围和研究条件。本网将陆续介绍一些相关的研究中心,以飨读者。

“生物医学作为目前发展最快的学科之一,是生物学家、医学家和数学、化学、信息科学、环境科学和工程科学等学科专家共同努力的结果。可以预言,生物医学未来的重大突破,一定是通过多学科的交叉来实现的。”这是2000年12月12日,时任北大常务副校长、现任研究中心主任的韩启德院士在北京大学生物医学跨学科研究中心成立大会上的发言。2006年4月,北京大学前沿交叉学科研究院成立,生物医学跨学科研究中心成为其研究中心之一。

三大任务

生物医学跨学科研究中心的设立有三大主要任务,第一是促进生物医学跨学科学术交流。为此,研究中心广泛开展了“跨学科学术交流讲座”活动,这种以学术交流为目的讲座已经成为了研究中心的一个品牌项目。讲座从2000年至今已坚持举办了236场,内容涉及临床医学、基础医学、物理学和化学等多类学科,不仅增进了不同学科之间的了解,也开拓了教师和学生的学术视野,激发了多角度的思维方式。

生物医学跨学科研究中心副主任方竞自身的“转行”经历,足以说明跨学科学术研究的重要和艰难。

“当年,我从力学专业向生物力学与医学工程专业‘转行’,这个过程的确很不容易。因为物理学者更注重逻辑,讲究从特殊到一般,追求事物的确定性;而生物学者则更注重经验和设想,认为个体不能够代表全部,所以并不认为万事具有唯一性。”两门完全不同的学科对学者思维方式的不同要求让方竞吃尽了苦头,让他至今回想起那段经历依然记忆犹新。由此可见,不同专业的学者要共同合作,思维上都面临挑战,更不用说要进行学科转行。“一开始的时候的确很难,因为我跟不上别人的思维方式。不过慢慢的我就习惯了,交流得多了也就能明白对方的想法了。”就这样,方竞用了近十年的时间转行成功。如今他已发表论文100余篇,获得及申请多项专利;他的研究领域从实验固体力学的方法和应用研究拓展到了细胞力学研究、微纳米技术在生物医学的应用研究以及医学信号的检测分析处理等等。方竞的事例证明了成立前沿交叉研究院的必要性,更为其他进行生物医学跨学科学术交流的工作者树立了榜样。

开展跨学科的研究工作是研究中心的另一个重要任务。目前研究中心有四大主要研究方向,依次为单细胞原位实时微纳米检测与表征研究、数字化诊疗仪器技术研究、医学信号与图像分析研究和大气压低温等离子体生物学效应及医学应用研究。近年来,围绕这四个学术方向,研究中心组织了三十余跨学科研究项目,来自基础学科、技术学科和临床学科等不同学科背景的研究者积极合作,创造研究条件并建立跨学科的实验室,取得了诸如“单个分子光学检测肾上腺素受体分子在活细胞内动态行为的研究”、“国人盆腔三维图像的建立及其在肿瘤外科中的应用”等重要研究成果。与此同时,研究中心正在积极开展许多新项目,如计算机专业的工作者正在研究网络的远程诊断;物理专业工作者正在试图用等离子体治疗肿瘤;而电子专业工作者正在讨论用计算机来制作医用图像等等。

培养具有交叉学科背景的新型人才无疑是研究中心最核心的任务。自2001年起,研究中心设立了生物医学工程研究生培养项目,指导教师来自北京大学理学部、信息与工程学部、医学部和多家临床医院,而研究生们则来自生命科学、电子学和生物医学工程等基础、应用和工程学科,在各有关学科优势互补、互相合作的基础上,开展生物医学工程跨学科前沿领域的研究和人才培养。

研究中心的一名学生对记者说:“我本科的专业是生命科学。大四保研的时候我本可以留在生科院,那样的生活相对比较安稳;但我还是选择了跨学科研究,这对我这样的女生来说是一个脑力和体力的双重挑战。但我觉得自己是幸运的,因为不是每个人都有机会涉猎多个领域的。我相信进了交叉学科的同学都是不甘平淡、有雄心壮志的人,我很高兴和大家一起选择了这条路,痛并快乐着。”

现状与成果

早在1998年,美国斯坦福大学就启动了生物学交叉学科研究计划,以加强生物医学、计算机技术、工程学、基础医学和地球科学等不同学科之间的跨学科学术交流,进行从分子到机体各个层次的生物物理学研究,以实现新发现和技术创新;而上海交通大学也于近年组织建立了跨学科研究机构,先后设立了微纳米科学技术研究院、空天科学技术研究院、能源研究院等七个跨学科研究院与研究中心,通过跨学科的交流合作来寻找新的学科生长点并培养综合型人才。

大学们纷纷建立交叉学科的研究机构这一行动表明,不同学科之间的交叉与融合是未来科学技术发展的趋势和规律。因此,北京大学设立前沿交叉学科研究院的做法是符合世界潮流和学术发展的;同时,北京大学的多学科特点又为发展跨学科研究提供了独特的优势和重要的基础条件,使众多跨学科工作者能够更方便、更快捷地进行学术交流。

方竞强调说,生物医学跨学科研究中心的建设旨在推动生命学科和医科与理科、工程技术学科之间的有机结合,重心在于解决医学问题。因此,北大众多的附属医院就成为了其他学校所不具备的优势资源。除此之外,北大自由开放的学术氛围也为学生们提供了一个很有利的平台,学生们可以根据自己的兴趣进行“学科转行”,进行不同学科之间大跨度的合作与交流,这也是其他学校所不具备的。

当然,研究中心目前也面临着很多困难,譬如研究中心的老师们都有自己的日常工作,很难抽出大量时间和精力聚到一起来精心研究跨学科项目课题;且对于科研工作者来说,失败是比成功更常遇到的情况,所以课题研究的进展较慢。不过值得一提的是,北京大学的领导们虽然对前沿交叉学科研究院寄语了很大的希望和期待,但并不急于求成、苛求科研工作者们在较短的时间内做出成果,而是给了研究者们很大的自由发挥的空间。

如此一来,研究中心的科研成果的取得进展虽然不快,但每项都十分有自己的特色,且质量上乘:今年三月,北京大学环境科学与工程学院要茂盛研究员与工学院张珏副教授领导的合作小组在利用低温等离子体灭活生物气溶胶的研究上取得突破,成果以论文“Rapid Inactivation of Biological Species in the Air using Atmospheric Pressure Non-thermal Plasma”在线发表于Environment Science and Technology (ES&T)。同年九月,心血管基础研究的最高专业期刊《Circulation Research》以“超快通讯(Ultra-rapid Communication)”的优先形式发表了北京大学生命科学学院王世强教授实验室、第三医院徐明、张幼怡、高炜、冯新恒教授、工学院席建忠研究员与中国科学院遗传发育研究所和北京安贞医院合作研究的重要发现:microRNA-24 抑制结构蛋白junctophilin的表达导致心肌细胞兴奋收缩耦联减弱。该期《Circulation Research》同时配发了一篇述评,高度评价该发现揭示了心力衰竭病理过程的关键调控机制。此外,北京大学第一医院影像科主任王霄英教授与北京大学工学院张珏副教授组织的跨学科研究团队共同研究将磁共振功能影像中的动脉自旋标记技术(Arterial Spin Labeling, ASL)应用于带状疱疹后遗神经痛患者的脑功能成像,该合作研究成果也于近期在线发表于国际疼痛学高影响力杂志Pain(DOI:10.1016/j.pain.2012.09.016)。

“具有不同学科背景和不同专业技能的人能够互相学习、交流合作,这本身是一件非常难得的事情,没有兴趣和责任感的人是坚持不了太久的。”研究中心的工作者们正是因为对交叉学科的研究抱有浓浓的兴趣和使命感才会凝聚在一起,尽其所能地为跨学科的交流和发展做出自己的贡献。方竞的话,正是对这群科研工作者们最好的脚注。

摄影:孙可

编辑:歆琴

链接:【前沿交叉学科】生物医学跨学科研究中心:不同的专业 相同的梦想插图

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