我们的大脑是一个迷人而复杂的生命机器。了解它是如何工作的以及它如何改变可以提供关于我们是谁以及我们如何能充满活力和健康地生活的见识。即使经过多年的研究,我们仍然每天都在发现大脑的新特征和功能。其中一些发现极大地改写了我们认为对我们自己和我们社区可能的事情。我们可以授权自己利用现在可用的信息,同时对可能出现的新发现保持开放态度-帮助我们沿着共同的旅程迈向更深的自我理解和健康。我们的大脑及其功能为了帮助分解大脑的不同部分及其独特功能,可以将大脑视为三层楼的房子:顶层或“投影仪”由大脑皮层代表的顶层分为两个结构相同的两半,并由左侧和右侧表示。本楼层的重点是对自愿行为(例如决定点击本文),感觉处理,学习和记忆的调节。该楼层还负责构建我们对感官现实的感知。此处表示的大脑区域直接从实时感官输入(眼睛,鼻子,皮肤,嘴巴,耳朵,肌肉,器官)接受信息,但是它们也可以通过大脑的记忆和情感中心进行调节。因此,我们对“现实”的理解很大程度上受到我们过去经历的影响,这使我们每个人都能始终体验自己的现实版本。这种现象可以帮助解释为什么目击者的账目会因人而异,以及为什么您的朋友在面对您时能更好地帮助您找到钥匙。大脑皮层分为四个不同部分:额叶或“决策者”。将此视为顶层的前室。额叶在计划,决策和运动(包括言语)中起作用。顶叶或“感觉”。这是两个侧室之一,负责体感处理。颞叶或“麦克风”。这是两个侧房中的第二个,负责听觉感觉处理(感觉和听觉)。枕叶或“范围”。最后是后室或枕叶。这负责视觉信息的处理(见)。中层或“第一响应者”中层帮助我们在对现实的体验以及如何选择对现实的反应中利用记忆和情感。储存记忆以及养成习惯和模式,可以帮助我们完成重复的任务,而不会花费大量的精力。考虑一下您第一次学习某种东西后比做您非常熟悉的事情要多疲倦。如果我们无法学习和存储记忆,我们会经常精疲力尽。同样,记忆和情感可以帮助我们根据以前的经验做出选择。 研究表明,体验越消极,记忆就越稳定,并且对决策的影响就越大。这些回路在愉快的经历,奖励和成瘾中起作用。“中层”分为以下几个部分:基底神经节或“习惯前”。已知这组结构在控制自愿运动,程序学习,习惯学习,眼球运动,认知和情绪中发挥作用。杏仁核或“处理器”。这涉及记忆,决策和情绪反应的处理,包括恐惧,焦虑和攻击性。海马或“导航员”。中层的这一部分以其在信息整合中的作用而闻名,从短期记忆到长期记忆,以及在空间记忆中可以进行导航。底层或“幸存者”大脑的这一部分会影响您整体身体健康和平衡的感觉,并分为两个“主要房间”。屋子的后面:小脑或“运动员”这涉及运动和某些心理过程的协调。一些人将小脑描述为基于身体或运动的智力来源。例如,一些 建议在舞蹈或运动方面熟练的人将拥有较大的小脑区域。此外,最近的一项研究利用了名为“交互式节拍器”的大脑训练软件程序来改善受试者的整体节奏和时机。使用该软件改善了用户的高尔夫表现,并增强了与小脑的连接性。房子的前部:脑干或“幸存者”想想脑干就像前门一样。它将大脑与外界连接,所有感觉输入进入,运动命令消失。此外,脑干包含许多不同的结构,对于我们的基本生存至关重要。这里的区域控制着呼吸,进食,心律和睡眠等功能。结果,该区域的脑部受伤通常是致命的。在脑干内,还有另外两个区域:下丘脑或“基础”。这涉及调节激素并控制饥饿和口渴,体温,黏附和睡眠等经历。松果体或“第三只眼”。这涉及激素调节。它产生褪黑激素,褪黑激素是一种在睡眠中起作用的激素,可调节我们的日常和季节性节律。由于褪黑激素的产生对光敏感,因此松果体从眼睛接收到有关环境光量的信息。这可以解释为什么有人认为它是“第三只眼”。关于松果体在神秘经历中可能扮演的角色有许多故事。但是,现代科学尚未证实这种说法。我如何使用关于大脑的已知知识来改善自己的健康状况?随着我们继续更多地了解大脑,正在开发新产品和服务作为增强大脑性能的潜在方法。人类有着悠久的历史并且对精神投入很着迷。这些范围从天然的精神活性物质,如槟榔,含尼古丁的植物和古柯,到精神活动的过程,如有节奏的击鼓和冥想。最新进展提供了声称有助于调节意识,知觉,情绪和认知的新产品和服务。这些包括:化学制品一个向精神是思想,以改善认知功能的物质。尽管最近开发的药物被用于治疗多动症,但最常用的促智药是咖啡因和尼古丁。这些发展激发了人们对天然促智药(称为适应原)的兴趣。有人报告这些有助于改善注意力,减轻压力和改善情绪。今天使用的一些最受欢迎的适应原是:参绿茶葡萄柚籽提取物红景天玛咖根枫烯鲨酸电子设备市场上有许多新的电子设备吹捧使用大脑信号的电气和磁性方面来读取大脑的功能或应用外部信号来修改大脑。尽管需要进一步研究以验证其主张,但电子设备包括:费舍尔·华莱士费舍尔·华莱士(Fisher Wallace)的这种设备使用放置在太阳穴上的电极向大脑施加电脉冲模式。已显示所应用的模式有助于产生放松的心理状态,并已与治疗焦虑症,抑郁症和失眠症有关。应用和视频许多人发现电话应用程序和视频是帮助冥想练习的有用且便捷的工具。其中一些包括:顶空。这款CBT 应用程序提供了一系列指导性冥想,与没有指导的冥想相比,许多人发现这些冥想更容易遵循。Insight计时器。对于那些喜欢静默冥想的人,Insight Timer提供了一个计时器,可以在冥想的开始,结束以及选择的间隔内播放冥想碗的声音。间隔铃有助于在整个冥想中将注意力重新带回当前时刻。衷心的冥想。使用此短视频,如果你想学习如何放松随时随地。培训班存在许多声称有助于增强记忆力和技能的课程。交互式节拍器。上面提到的交互式节拍器是一种基于学习的疗法,声称可以提高认知和运动技能。MindValley超级大脑课程。这也是一个基于学习的平台,声称可以提高内存,重点和工作效率。补品尽管几乎没有甚至没有确定的研究表明补品可以直接影响大脑健康,但有些人仍然誓言。有许多补品可供选择。这些包括:榕树植物药:重点。这种婆罗门叶,巴波巴草药和银杏的草药混合物声称有助于促进镇定和集中。Qualia Mind。该产品声称可帮助您集中精力,提高创造力并为您提供更多的精力和思想清晰度。防弹:NeuroMaster脑与记忆。该补品声称能支持记忆,并含有阿拉伯咖啡咖啡果实的提取物。枫烯鲨酸 枫稀鲨酸是一种从元宝枫植物里萃取出的天然活性成分,其主要成分含有重要的神经酸,α亚麻酸,多不饱和脂肪酸,黄酮,维生素E等人体所需的21种脂肪酸和8种氨基酸还有多种人体必须的常量元素和微量元素。资源和组织有许多在线资源和组织可以促进大脑研究。这些包括:脑研究基金会。这是一个非营利性私人组织,致力于促进和支持有关大脑的科学研究。国际脑研究组织。IBRO是一个博学的社会,它改善了全世界大脑研究人员之间的交流与协作。美国大脑基金会。这个组织致力于通过联系研究人员,捐赠者,患者和护理人员来治愈脑部疾病。
海外疫情持续发展身居海外的留学生们怎么样了?本周《华人故事》为你讲述两位留学生的抗疫故事疫情之下,中国留学生有着怎样的居家隔离生活?随着新冠肺炎疫情在全球蔓延,意大利已经成为欧洲疫情最为严重的国家之一。最近一段时间,疫情呈逐渐缓解趋势,意大利政府解除了民众跨大区流动的禁令,商店、餐厅、博物馆等公共场所已经重新开放,但意大利大部分的学校仍在停课当中,中国留学生的学业和生活都受到了一定的影响。林茵如是意大利罗马大学三年级的硕士研究生,今年29岁,来意大利已经有6年的时间了。意大利大规模暴发新冠肺炎疫情以来,她没有选择回国,而是在原地留守。为了不让家人担心同时更好的保护自己,林茵如选择了居家隔离,这期间,大使馆为他们送来了防疫“健康包”。林茵如说,既然选择了留守,就要去做更多有意义的事情,疫情暴发之后,她和意大利酒吧商会的成员们一起走上街头,为罗马市民免费发放口罩,宣传防疫知识。在了解到自己居住的小区里有很多当地人买不到口罩之后,她还联系了酒吧商会,为他们送去了口罩和牛奶等生活用品。自从意大利政府3月10日发布“封城令”开始,除必要外出之外,林茵如一直严格遵守居家隔离政策,每天在家居家学习。她的居家隔离生活究竟过的如何呢?哈佛大学生物系博士是怎样防疫的?近几个月来美国新冠肺炎疫情持续蔓延据中国驻美国大使馆统计数据显示目前在美中国留学生有40多万人而疫情发生以来选择留在美国的学生占到了90% 以上上图这位女孩名叫钱梦璐是美国哈佛大学生物学专业的博士生新冠肺炎疫情发生后她为了完成博士阶段的科研项目而选择留在美国面对来势凶猛的疫情作为一名平常就对各种病毒有着较多了解的生物学博士梦璐都有着哪些特别的防疫举措? 特殊时期,独自求学他乡是怎样一段难忘的成长历程?更多精彩与感动尽在本周《华人故事》播出时间6月27日 13:00CCTV4 中文国际频道《华人故事》与您不见不散【本期编辑:杨君君】来源:CCTV4《华人故事》中央广播电视总台华语环球节目中心新媒体END
如果要说大学里哪个专业最为悲催,生物学敢说第二,没有哪个专业敢说第一。生物学专业可谓是最为悲催的专业,各大985高校以高分招录生物学本科学生,然后他们在毕业时才恍然大悟,要么换行找工作,要么无休止的读研读博,等到他们硕士或者博士毕业,会发现,还是不好找工作。有一名海外留学的生物学博士在论坛一顿吐槽,称自己入了生物学的大坑,放弃吧有些可惜,不放弃吧又万分纠结,就像鸡肋一般,以至于发出愤怒的呼喊:那些忽悠学生读生物的专家教授们,你们害人不浅!如下便是其吐槽的全文。生物专业到现在也没有形成一个规模化产业,大部分生物学人才只能往高校,科研院所扎堆。经过多年的培养,各类高校出产的生物毕业生,早已供大于求,尤其以生物学博士为甚。有数据显示,在美国拥有生物博士学位的中国大陆籍人士都有数十万之多,这么多的人才,哪里有地方可“消化”?不论是人还是物,一旦被过剩,就会很悲惨,难逃被抛弃的命运。被过剩的生物博士们,怎么能够不悲催,怎么能够不喝西北风?与生物专业有关的职场上,生物技术员实验员一类的工作机会比较多,也相对稳定一些。这类职位一般只要求学士硕士学历,主要分布在医学院,医院,与生物相关的系,实验室和研究所等。还有一部分职位在生物高科技忽悠公司,尽管这类工作的薪水很难养得起家,竞争却非常激烈,求职者挤破脑袋。不幸的是,98%的求职申请信没有人会看一眼,就被扔到垃圾桶里。生物学博士们是申请不到这种职位的。即使博士们英雄竞折腰去申请,真心实意的想做好这份工作,当螺丝钉,还是会不幸地被告知:您大博士,学历太高,这底端中端的工作,多么不适合您,您应该去做更高端的工作,高端更适合您。高端的生物专业职位,如凤毛鳞角,僧多粥少,竞争无法想象的激烈,众多的博士们与之无缘。博士们经历了多年的煎熬后,猛然发现自己被过剩了,国外找工作无望,海归早已经没有位置,也是无望,被社会被职场拒绝于门外,被迫怀才不遇。剩下的生物博士们,只能继续无穷无尽的校园生活。他们继续打点小工,看导师脸色行事,无休止的做实验,发文章。他们继续过着苟且的日子,成为校园里最憋屈的一族,他们生活不稳定,在不同的生物学院,医学院,在不同的实验室转来转去,搬家来搬家去。在实验室导师们博导们的忽悠下鼓励下鼓动下,拿着低薪,过着博士后级的老年学生生活,无可奈何的侃崇高侃理想,为科学为真理而奋斗终身。直到有一天,手脚不麻利不光灵了,被老板开掉。忽悠专家早就说过,21世纪是生物学的世纪,20世纪末,生物很热很流行,成群结队的一批又一批的国人,前赴后继,溜到发达国家学生物,攻读生物大博士。北大清华等的生物专业,一段时间非常火爆,录取线出奇的高,不少省状元市状元县状元,都被“忽悠”到生物专业成为生物博士,不得不度过苦逼的人生,那些当年有志于生物科学而被拒于门外者,你就偷着乐吧。如果你正在学生物,拿到了或快拿到生物博士学位,如果生物职场无望,趁早转身转行,早转早脱离苦海。即使您的生物博士学位含金量极高,文章一大串,什么《自然》《科学》《细胞》大文宏文,如雷贯耳,如果不能转换为工作,帮你找到饭票,那都是风都是浮云。如果你在国外找工作无望,海归无岸无门无大树可靠,就要有壮士断腕的勇气,早转行转身早超生,毕竟要讨生活要过日子。
生物专业,属于自然科学的范畴,初期的研究方向是理解大自然中存在的一切生命体。随着研究的深入和成熟,生物方向的专业进一步细分到分子、细胞、有机体等。《启德教育2019美国留学报告》分析,在美国,生物的研究领域主要分为三大方向:基础研究、生物学应用研究和交叉新学科研究,每个研究方向都有非常细致的研究分支和课程设置,因此不同学校会把不同的研究分支设置在不同的学院下。一般基础生物学科设置在文理学院下,生物工程和医学工程设置在工程学院下,生物信息等课程则是设置在计算机学院下。美国大学开设生物技术和生物化学等生物硕士项目的非常少,在U.S. News 综合排名前100 的学校里只有30 余所高校开设。相比而言,生物专业的博士项目则有很多选择,作为基础学科,大部分的综合大学都有生物研究生项目,同时一些独立的医学院也开设了生物的研究生项目,因此申请生物博士的学生选择面非常广。生物博士项目的专业方向也很多,如偏基础的生物化学、分子生物、细胞生物学、植物科学,也有偏医学的如免疫学、遗传学、神经生物学,大体方向上可以分为生物科学和生物医学来申请。前者主要开设在文理学院,而后者一般开设在医学院。从申请难度上来说,因为医学院的激烈竞争以及对国际学生的招生数量限制,生物医学项目的申请难度要大于生物科学的项目。从整体的录取趋势来看,近年来,除了本身生物专业背景的学生外,也有很多医学类学科背景比如临床医学、药学专业的学生转申生物基础学科,因此生物及生物相关专业的申请难度逐年上升。而近几年美国生物医药行业的科研经费缩水,也大大提高了国际学生申请奖学金的难度。从就业角度来看,因为生物专业涉及的分支和研究领域众多,其就业面也比较广泛,不仅仅是科学研究院,很多医药类企业、卫生组织,甚至环境等相关产业都需要生物方向的人才。美国近几年对高端生物科技人才的需求不断增加,且生物类专业也多是STEM 项目,学生在毕业后能获得3 年工签,因此该领域的就业情景比较乐观。申请生物专业,学生必须具备相关专业背景或修过相关课程,排名靠前的学校需要GPA3.5+,托福100+,GRE310+,写作最好3.5+;部分学校或项目需要GRE Sub 生物成绩。在软性背景要求上,学生必须具备科研项目或实验室经历,有论文展示科研成果的学生在申请上更具优势。美国研究生生物专业排名1 哈佛大学 Harvard University1 麻省理工学院 Massachusetts Institute of Technology1 斯坦福大学 Stanford University4 加州大学伯克利分校 University of California—Berkeley5 加州理工学院 California Institute of Technology5 约翰霍普金斯大学 Johns Hopkins University7 加州大学旧金山分校 University of California—San Francisco7 Yale University 耶鲁大学9 Princeton University 普林斯顿大学9 Scripps Research Institute 斯克里普斯研究所(数据来源:2018U.S. News 美国大学专业排名)
随着科学不断进步,生物医学工程领域也在不断完善,一些过去无法治好的疾病得以解决。据美国劳工统计局的数据统计,随着医学行业的快速发展,医科类职业薪水也变得相对较高,中位数达到了88550美元。因此,生物医学行业近几年非常火爆,有很多学生都想在美国深造学医,但在美国本科阶段没有医学院,也不设医学专业,也就是学生在本科阶段无法申请入读医学专业,医学院通常只在硕士阶段开设。但是,在美国的本科阶段,同学们可以就读生物医学工程,生物医学工程(Biomedical Engineering,简称BME)是生物科学与工程设计相结合的交叉学科,涉及生物、化学、物理、机械工程、电子工程和材料科学等多个领域。那么就读生物医学工程,哪些院校是顶尖呢?1、哥伦比亚大学哥伦比亚大学位于曼哈顿,是一所享有盛誉的常春藤盟校,在美国各大学排名一直名列前茅。哥伦比亚大学的生物医学工程专业在全国排名中是非常出色的。该专业与医院、牙科、公共卫生组织和自然科学领域等深入合作,使学生可以在参与项目活动的同时积累丰富的实践经验。所有高年级学生都必须在生物医学领域的设计项目中接受为期两个学期的培训。2、杜克大学杜克大学位于北卡罗来纳州的达勒姆市,在杜克大学,每年都会有100左右人次获得生物医学工程专业学士学位。该校师生比例为1:7,这就意味着学生有很多机会可以和老师互动交流,同时获得研究和实习的机会。杜克大学生物医学工程专业在USNEWS中排名第三。3、佐治亚理工学院佐治亚理工学院位于亚特兰大的市中心,是上榜的10所学校里学费最便宜的大学之一,但是生物医学工程专业与其他顶尖院校相比却毫不逊色。因为佐治亚理工学院与邻近的埃默里大学在医科方面有着深度合作。佐治亚理工学院一直致力于解决社会中存在的实质性的问题而不断研究,是属于顶尖的研究性质的私立大学。4、约翰霍普金斯大学约翰霍普金斯大学以其在医学领域的先进课程而闻名,生物医学、公共卫生、空间科学、国际关系都是约翰霍普金斯大学一直以来的强项。约翰霍普金斯大学采用开放式合作的教学模式,使学生共同开发新的医学设备。使得约有80%的本科生在校四年期间从事过至少一项独立研究,并且很多时候是与该领域的顶尖研究者合作。5、麻省理工学院麻省理工学院几乎在所有的工程领域表现都很出色,生物医学也不例外。麻省理工学院每年为大约100名生物医学专业的本科生提供实习机会,他们有机会和研究生及教授共同研究项目,从而获得学分和薪资。麻省理工学院是美国10所生物医学研究所之一。6、莱斯大学莱斯大学的生物医学工程专业临近休斯敦的德克萨斯医学中心,莱斯大学可以为学生提供与医学研究人员交流的机会。本科的课程设有小班授课和实践,大学四年所灌输的学习内容几乎都围绕着:鼓励学生参与研究、开拓创新精神、增强解决问题能力的核心理念。7、斯坦福大学斯坦福大学是全美顶尖的工程学院和医学院之一,并且跨学科项目是由工程学院和医学院共同设立的,旨在促进各学术单位之间的合作。斯坦福大学确实是一个研究重校,拥有大量设施供学生探索研究。每年都会有30多人获得学士学位,大部分人都选择继续读研。8、加州大学伯克利分校伯克利的生物医学工程专业是全国最大的,目前拥有400多名本科生和200多名研究生。该学校的22名教授拥有150多项专利(有效+正在申请)。加州大学伯克利分校鼓励学生自主研究,鼓励参加为期15周的峰会课程,由团队的学生自己去开发和测试新的医疗技术。9、加州大学圣地亚哥分校加州大学圣地亚哥分校在工程学包括生物工程学方面具有很多优势,包括生物工程、生物技术、生物信息学、生物系统。并且每年为160多名毕业生提供与UCSD医学院研究合作的机会。10、宾夕法尼亚大学宾夕法尼亚大学位于费城,与宾大佩雷尔曼医学院在同一个城市。宾夕法尼亚大学约有1400名医学博士,生物医学工程系与医学设备实验室距离很近,因此生物医学工程专业80%以上的学生会进行独立研究。在校老师与300多名学生的人数比例为1:7.5,位列USNEWS前十。REF:
管楷(Kai Guan)天道首席顾问。国内顶尖医学科学院生物学硕士,毕业后留院,有超过五年的科研项目经验,期间发表多篇SCI论文,并主持国自然青年基金和面上项目各一,对学科领域与发展趋势有深刻的认识和理解。加入天道后专注于理工科高端研究生申请,帮助众多学子申请到美国知名院校,有丰富的生物医学类硕博申请经验,善于挖掘学生的闪光点,根据学生的背景制定个性化的背景提升方案,将职业规划与留学申请相结合,在申请的过程中对学生进行启发与引导,让学生在收获名校offer的同时更加明确未来的职业发展方向。去美国留学的人越来越多,医学专业也是当前去美国留学最为热门的专业,因为美国的医学比较发达,算是领衔世界的水平。因此,申请美国读医学专业的学生也非常的多,申请难度也越来越大,那么我们该如何做准备?对留学生又有哪些特殊要求呢?且看天道管楷老师给大家带来,针对2020年美国留学医学专业的分析,希望对大家有帮助。本文为天道教育管楷老师原创文章,未经许可不得转载,违者必究!1、医学专业相关的录取条件、录取情况是怎样的?医学院下的医学相关专业主要包括临床类的和基础类的。临床专业毕业后一般获得MD学位,基础专业毕业后一般获得PhD学位。MD项目的申请难度很大,国际生录取的比例极低。美国有些医学院也有药理学方向以及公共卫生相关方向,例如流行病学和生物统计学。有些学校的药理学开设在专门的药学院下面。大部分学校有专门的公共卫生学院。与医学相关的专业还包括生物类的,例如生物技术、生物信息等,这部分专业一般会开设在文理学院下。大部分专业方向都提供硕士项目,适合未达到申请博士条件的学生申请。总体上,硕士项目的申请难度远低于博士项目。2、医学专业对学生有哪些特殊要求?医学PhD项目的申请除了对于GPA、语言成绩等基本要求外,对于学生的科研背景要求很高。一般有机会录取的学生至少需要有两年以上的同一方向的科研经历。科研经历的时长、深度和一致性程度都是医学PhD项目申请中比较看重的因素。另外,助教经历、参加会议和讲座的经历,海外交流、交换、科研经历以及高水平论文的发表对于医学PhD项目申请也有很大的帮助。3、医学专业名校推荐选校时可以参考一下USNEWS生物科学排名和最佳医学院research排名,最好的学校例如哈佛大学、约翰霍普金斯大学、斯坦福大学、加州大学旧金山分校、康奈尔大学。有医学背景的学生也可以适当关注一下比较专业的医学院,例如梅奥诊所医学院、贝勒医学院、德克萨斯大学西南医学中心等等。4、天道对于医学相关专业的录取情况天道历年录取的名校生物医学专业硕士人数较多,像约翰霍普金斯大学、哥伦比亚大学、宾夕法尼亚大学和西北大学等,每年都有很多录取。生物医学博士的申请难度大,但是天道每年也会有一些不错的名校录取,例如2019年天道就获得耶鲁大学、加州大学旧金山分校、宾夕法尼亚大学、多伦多大学等生物医学博士全奖录取。5、医学专业有什么优势医学专业比较适合对于人类疾病健康感兴趣,有好奇心,有探索欲的学生。毕业后学生可以进入医院、学校、政府医药相关部分、生物医药公司、咨询公司、非营利组织等等,从事与人类疾病健康相关的工作。在人们对于自身健康日益重视的今天,日益增长的需求会极大得促进生物医学产业的发展,医学专业毕业的学生就业会越来越好。6、医学专业对于背景的要求医学相关专业一般适合本身是生物、医学背景的学生申请。硕士申请人最好有至少一段较为有质量的科研经历。博士申请人除了需要有两年以上的同一方向的科研经历,最好有英文论文发表,再有一些助教的经历。一些学习化学、物理或者药学的学生,有与生物医学相关科研经历的也可以尝试申请。有数据,有故事,懂考试,更热爱梦想。
最近三天,遗传生物学方面的突破进展捷报频传。10月21日,麻省理工学院和哈佛大学的研究人员在《自然》杂志上发表论文称,他们开发出了一种新的基因编辑技术,可以纠正多达89%的遗传缺陷,包括导致镰状细胞性贫血等疾病的缺陷。10月22日,著名的美国生物基因公司渤健(Biogen)表示,经过临床试验和数据分析,开发首个可以减缓阿尔茨海默氏病的药物 “Acanumab”的药物,将向美国食品药品管理局(FDA)申请上市许可。消息一出,渤健公司股票周二开盘即暴涨40%。10月23日,美国癌症基因检测公司Ambry Genetics在《美国医学会杂志》JAMA Network Open发文称,将基于DNA的基因检测与基于RNA的检测相结合可以改善不确定性变异的分类,并显著提高BRCA1(B乳腺癌1号基因)和BRCA1(乳腺癌2号基因)等基因的诊断率。MarketExpert24发布全球基因市场调查报告,预测全球基因组市场将以+ 12%的复合年增长率(CAGR)增长。生物技术即服务(Biotechnology as a Service)将以+ 9.9%的复合年增长率增长,到2026年市场规模将达到7750亿美元。由于慢性病的发病率上升以及生物技术领域的创新技术以及对生物农业产品的需求不断增长,预计中国生物技术市场在预测期内将实现10.6%的可观增长。Medgadget网站今年5月份的一项报告显示,到2024年,基因测试市场的价值估计为22834.19百万美元,预计在预测期间将以11.50%的复合年增长率增长。此外,分子生物学技术用于医学测试目的分子诊断技术,市场应用规模也相当惊人。锡安市场研究公司2019年6月10日发布的最新报告显示,2018年全球分子诊断市场约为80.2亿美元,预计到2025年将产生约145.6亿美元,2019年至2025年的复合年增长率约为8.9%。Careercast发布的2019职业评分报告中,Genetic Counsellor位居最佳职业第五位,就业环境十分友好,工作压力非常小,职业前景极为广阔,最重要的,年均收入中位数超过7万美元。分子生物学家的平均年收入为81,480美元。前10%的生物学家,收入约为147,350美元。大多数分子生物学家为研究开发中心工作,还有相当一部分则为大学或制药公司工作。在本月初的一篇推送中,我们曾提到未来十年,哪些专业最具“钱”景?微软创始人最看好这三大领域。在USNews最新发布的2020全球最佳大学排名细分的 28类学科中,生物类学科就占了两类,分别是生物和生物化学(Biology and Biochemistry),以及分子生物学和遗传学(Molecular Biology and Genetics)。综上所述,无论是从行业发展前景还是从薪酬水平来看,分子生物和遗传生物专业都是个值得推荐的专业。今天小编就为想要申请分子生物学和遗传学专业的同学们推荐分子生物学和遗传学领域世界排名前十的大学。这些院校在分子生物学和遗传学领域提供了一流的师资和丰富的专业课程。学生通常会选择攻读分子生物学和遗传学博士学位,但是攻读医学学位的人有时可以将这些领域的研究培训结合起来。10.加州大学圣地亚哥分校地点:圣地亚哥全球最佳大学综合排名:19在生物医学科学计划中,加利福尼亚大学圣地亚哥分校提供分子细胞生物学专业的研究生阶段课程,选择该专业的学生主要研究癌细胞生物学,人类疾病的细胞和分子基础以及RNA剪接等重点领域。9.宾夕法尼亚大学地点:费城全球最佳大学综合排名:16该课程的官网信息显示,宾夕法尼亚大学的研究生课程“细胞与分子生物学研究生小组”拥有380多名科学家。学科背景十分多样,包括佩雷尔曼医学院和艺术与科学学院的科学家。8.华盛顿大学地点:西雅图最佳全球大学总体排名:10根据华盛顿大学网站的资料,华盛顿大学的分子和细胞生物学研究生课程是与弗雷德·哈钦森癌症研究中心合作提供的。7.约翰·霍普金斯大学地点:巴尔的摩最佳全球大学总体排名:11卡洛尔·格雷德(Carol Greider)是2009年诺贝尔生理学或医学奖的联合获得者之一,他领导约翰·霍普金斯大学的分子生物学和遗传学系。6.牛津大学地点:英国牛津最佳全球大学总体排名:5牛津大学除了提供其他课程外,还提供基因组医学和统计学的研究生学位。根据学校的网站,学生将在完成四年制课程后获得博士学位。5.剑桥大学地点:英国剑桥全球最佳大学综合排名:9剑桥大学遗传学系拥有超过25个研究小组,专注于诸如发育生物学,微生物遗传学以及进化和种群遗传学等领域。4.加州大学旧金山分校地点:旧金山全球最佳大学综合排名:15在加州大学旧金山分校的Tetrad研究生课程中,学生将其博士研究重点放在生物化学和分子生物学,细胞生物学,发育生物学和遗传学上,但该课程总体上强调跨学科研究。3.斯坦福大学地点:美国加利福尼亚州斯坦福最佳全球大学总体排名:3斯坦福大学遗传学系的大多数学生都在攻读博士学位,但据该大学的网站称,攻读医学学位的学生也可以进行遗传学研究。2.麻省理工学院地点:美国马萨诸塞州剑桥全球最佳大学综合排名:2麻省理工学院生物系的研究重点是遗传学,例如基因编辑,表型变异和癌症。1.哈佛大学地点:美国马萨诸塞州剑桥最佳全球大学总体排名:1根据马萨诸塞州总医院的网站信息显示,该校分子生物学系也是哈佛大学遗传学系的一部分。
美国国家科学院评选新院士,中科院院士曹晓风当选美国国家科学院(National Academy of Sciences,NAS)昨晚在网上宣布了最新当选的120名院士和26名国际院士的名单,以表彰他们在原创研究方面的杰出和持续的成就。选举后,活跃成员总数达到2403人,国际成员达到501人。国际成员是学院的无投票权成员,且其国籍在美国以外。学院成员代表着各个领域和行业的创新思想家,其中包括250多位诺贝尔奖和普利策奖得主。其中,中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员、植物表观遗传学家曹晓风当选为美国科学院外籍院士。此外,还有6位华裔教授当选美国科学院院士,分别为斯坦福大学医学教授张元豪(Howard Chang),加州大学旧金山分校(UCSF)医学教授程亦凡(Yifan Cheng),西北大学教授、固体力学家黄永刚(Yonggang Huang),加州大学圣地亚哥分校(UCSD)物理学及生物学教授华泰立(Terence Hwa),加州理工学院神经生物学家曹颖(Doris Y. Tsao)和纽约大学(NYU)科朗数学研究所教授杨丽笙(Lai-Sang Young)。中科院植物表观遗传学家曹晓风当选为外籍院士曹晓风,中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所基因组生物学研究中心主任,研究方向为高等植物表观遗传调控及发育可塑性机理研究。她于1984年本科毕业于北京大学生物系,后在中国农业大学读研究生、1997年在北大生科院获得博士学位、同时兼任讲师。此后,她赴美国华盛顿州立大学生化研究所从事博士后工作,在美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)担任了4年助理研究员,于2003年进入中科院遗传与发育生物学研究所工作至今。她2015年当选为中国科学院院士,2016年当选为发展中国家科学院(TWAS)院士。2019年被评为欧亚科学院院士,获中国植物生理与植物分子生物学学会CSPB杰出成就奖,并以第一完成人的身份获国家自然科学奖二等奖。曹晓风在表观遗传学研究领域有突出贡献。她与所带领的团队累计发表同行审议的SCI论文100多篇,其中以通讯或第一作者在Science、Nature Genetics 、Current Biology、Cell Research、Nature Communications、PNAS 和Plant Cell 等国际著名刊物上发表高水平学术论文50余篇。她也是诸多重要生命科学刊物的编委,包括Journal of Genetics and Genomics、The Plant Cell、Current Opinion in Plant Biology、《中国科学:生命科学》、National Science Review等。6位华裔科学家当选美国科学院院士张元豪(Howard Chang),斯坦福大学皮肤学、遗传学教授,霍华德·修斯医学(HHMI)研究员。他致力于基因组学研究,研究集中于协调细胞命运控制中大量基因活动的机制。他的团队介绍了长非编码RNA在生物调控中的重要而普遍的作用。他于2014年起担任美国国家卫生研究院(National Institutes of Health,NIH)基因组科学卓越中心主任、《分子细胞》(Molecular Cell)编委,2017年入选美国国家医学科学院院士。程亦凡(Yifan Cheng),加州大学旧金山分校(UCSF)生物化学与生物物理学教授、霍华德·修斯医学(HHMI)研究员。他致力于冷冻电镜方法开发及应用,研究主要在于通过分子电子显微镜(cryoEM)研究大分子复合物的三维结构:其结构体系,其功能调节以及其组装和拆卸的动力学过程。他近期的研究活动包括整合素介导的TGF-b激活的结构机制、映射跨膜转运蛋白的构象周期稍等。黄永刚,美国西北大学机械工程,土木与环境工程以及材料科学与工程的Walter P. Murphy讲席教授,固体力学家。他对可伸缩和灵活电子学的机械学以及确定性3D组装感兴趣。他是美国国家工程院院士,欧洲科学院院士和中国科学院外籍院士。他本科于北京大学获得力学学士学位,研究生和博士就读于哈佛大学工程科学系。华泰立(Terence Hwa),加州大学圣地亚哥分校(UCSD)物理学系的联合主席教授,杰出教授,也是UCSD定量生物学专业的首位博士生导师。他是位理论生物物理学家,以大肠杆菌为模式生物进行数量和系统生物学研究。他的实验室当前的活动主要在定量和系统生物学领域,这是生物学、生物化学、工程学和物理学之间的新兴研究领域。曹颖(Doris Y. Tsao),加州理工学院(CIT)生物学教授;T&C Chen系统神经科学中心领导力主席,霍华德·修斯医学(HHMI)研究员。她的研究兴趣主要在于视觉感知的神经机制。2018年,她因为在揭示灵长类动物大脑视觉神经机制方面的成就,获得美国“天才奖”。她1996年本科毕业于CIT,于2002年获得哈佛大学博士学位,2014年起在CIT任教授。杨丽笙(Lai-Sang Young),纽约大学数学与神经科学教授,美国高等研究院杰出客座教授。她的研究兴趣在于动力系统理论与应用:混沌系统的几何和遍历理论;与概率论和统计物理学的联系;计算建模与理论神经科学。她于1973年获得美国威斯康星大学数学学士学位,1976年获得伯克利数学硕士,78年获得伯克利数学博士学位。美国国家科学院:美国科学的圣殿美国国家科学院(NAS)由John Adams,John Hancock和其他60名学者爱国者于1780年美国独立战争期间成立。创始者们认为,一个新的共和国需要能够收集知识并为公共利益服务的先进学习机构。该学院既是表彰其成员卓越成就的荣誉学会,又是一个独立的研究中心,召集来自各个学科、专业和观点的领导者应对重大挑战。值得一提的是,去年获选的华人共有4位,包括中国科学院院士、中国疾控中心主任、中科院微生物研究所教授、病原微生物与免疫学家高福,普林斯顿大学雪莉蒂尔曼(Shirley M. Tilghman)终身讲席教授、结构生物学家颜宁当选为美国科学院外籍院士;哈佛大学工程与应用科学学院教授锁志刚(Zhigang Suo)和洛克菲勒大学教授、HHMI研究员陈珏(Jue Chen)当选为美国科学院院士。
2017年5月7日,颜宁受普林斯顿邀请,离开清华大学赴美任教。引起人们的猜测。2019年4月30日,两年前当选美国国家科学院外籍院士的颜宁,是普林斯顿大学分子生物学终身教授、美国国家科学院外籍院士。消息一出,一石激起千层浪。外界开始质疑,颜宁选择离开中国是否有其他未知的原因。而她自己却三缄其口,只说希望在自己的学术道路上有所突破,换一个新的环境,在科研上创造更好的成绩。出生于山东章丘的阎学通,六岁时随家人移居北京。高中时,她因学习成绩突出而受到老师的重视。原本立志北大的她,在老师的建议下选择了清华大学生物科学与技术系。老师的建议是正确的。在清华期间,她的才华得到了展现。最终取得了优异的成绩。从清华大学毕业后,他选择送到普林斯顿大学攻读博士学位。四年后,颜宁获得了普林斯顿大学分子生物学博士学位,毕业只是一个新的起点,颜宁所在的课题组决定研究膜蛋白这个项目,世界学术界公认的难题在颜宁和她带领的大三学生手中开始了。正所谓初生牛犊不怕虎,他们的研究取得了进展,令美国学术界同行感到震惊。当人们以为颜宁这位美国科研界的后起之秀即将在这片土地上大放异彩时,颜宁却做出了令四人都震惊的选择。她选择回家,回到魂牵梦绕的故乡,她想为这片养育她的土地做点什么。不久,年仅30岁的颜宁回到了家中。她被清华大学聘为医学院教授,成为当时清华大学最年轻的博士生导师。伴随着荣耀而来的总是怀疑,当时国人都怀疑她是否年轻到足以胜任这份工作。她知道,面对质疑,最好的办法是用铁的事实回击。作为独立实验室的建设者和带头人,颜宁带领几名刚刚本科毕业的大学生,在没有任何经验的情况下,在新的实验室进行研究。为了破除别人的质疑,颜宁决定向世界上最难的学科——最难的结构生物学领域发起冲击。所有成功的荣耀背后,都有人付出不为人知的汗水。项目研究人员每天废寝忘食,舍弃自己的生活,不分昼夜,十几个小时泡在实验室里。该研究所甚至为此引进了世界领先的冷冻电镜技术。每年,颜宁领导的研究团队都会在《自然》、《科学》和《细胞》这三本世界顶级杂志上发表论文,这三本杂志加起来超过了全国99%的大学。一项研究成果甚至入选美国《科学》杂志评选的"2009年科学十大进展"。这一傲人成绩在国内外都是独一无二的,就连颜宁自己也承认,"如果我在国外,在同样的起点上进行同样的研究,进步不可能这么快。"这一切都不是终点,所有的研究都只是前提,是为后面更重要的研究做铺垫,很快,她在研究上攀上了一个高峰,一个困扰世界生物学界50年的难题!在14种人体葡萄糖转运体中,GLUT1是最早被科学家发现的。GLUT1的结构分析是膜蛋白研究领域中最具吸引力和竞争力的课题之一,全世界的结构生物学家都在为这一课题努力,许多研究者为此花费了近20年的时间,但这么多年过去了,很少有研究小组在这一领域取得成果。有些人甚至放弃了这一主题。直到她带领平均年龄不到30岁的中国队,仅用6个月就解决了困扰世界半个世纪的难题。这样的成就是丰厚的,她获得了国际蛋白质学会青年科学家奖和赛克勒国际生物物理奖。这两项成就也使他成为当今世界最杰出的女科学家之一。然而,国内绝大多数专业人士并没有因为她获得如此多的荣誉而停止对她的质疑,并认为他的科研成果的取得,多是因为清华大学引进了世界领先的"冷冻电子技术",因为有了这个设备的存在,她才能研究出其他实验室得不到的成果。而且,颜宁的科研成果大多只是建立在一定的基础上,并没有发现实质性的成果,象征意义太过实质。而且,由于国内特殊的环境,清华大学有这么多在国内也为数不多的研究人员廉价使用,这对她在国内外期刊上发表文章是一个重要的帮助。和。因为科研成果的实质效果不能为以后的科研延伸,科研成果没有效益,这些成果只是相对浪费国家的资金和科研力量,只是为她个人的成果和服务。事实上,这对国家没有任何好处。质疑只是质疑,不能成为一个科学家成功的标志,随后颜宁获得了"中国科学之星""2017影响中国科学人物"等多个称号。尽管获得了这么多头衔,她最终还是在2017年的院士评选中落选。太年轻资格不够,国内的选拔方式导致闫宁无法评上等等。在一片喧嚣声中,颜宁落选了。落选那年,颜宁应邀到美国普林斯顿大学任教。她选择离开这个对她来说或许有点自成一体的环境,去一个会给她带来压力的地方,试图迎接新的挑战,解开自己的枷锁。当时对颜宁的所有质疑,如今都已尘埃落定,冷冻电镜技术依然在清华实验室闪耀,但那个实验室里已经没有了忙碌的身影。不过,还没有人取得像当年颜宁那样的成绩。在那本科研杂志上,中国研究人员的名字越来越少,质疑她能力的人开始怀念。颜宁的成绩是得益于国内环境,还是科研能力超群,不得而知。但如今,在我们中国的科研人员中,还缺少一个叫"颜宁"的名字。
近日,研究生新生已开始陆续开学,很多同学问:如何成为一名优秀的博士生?对这个问题,施一公院士曾进行深入的思考,他结合自己的亲身经历,专门写了两篇长篇博文进行总结,朴实精辟,流传甚广,得到很多导师及学长学姐们的极力推荐,以下为完整版,分享给大家。 序:我从获得博士学位至今已经整整16个春秋,但博士阶段的感受仍然历历在目。我从指导自己独立实验室的第一个博士生到现在也已经13年了,其中的博士研究生和博士后中已经有11人在美国和中国的大学里担任独立实验室的PI。他们的成长过程差别极大,性格、能力也各有不同。应该说,没有任何一个学生可以简单地遵循另外一个优秀科学家的足迹脱颖而出。从这个意义上讲,科学家的成功是不可能复制的。但是,优秀科学家常常具备的共同特点应该对年轻学生有很大启发。文主要来自我在清华大学研究生入学教育里一次2.5小时的讲座,又综合了一些随后的思考和总结。在那次讲座中,我一再强调,我的目的不是要求研究生完全按照我讲的去做,而是希望从根本上冲击、振荡一下研究生的思考角度,启发大家找到最适合自己的成才之路。时间的付出所有成功的科学家一定具有的共同点,就是他们必须付出大量的时间和心血。这是一条真理。实际上,无论社会上哪一种职业,要想成为本行业中的佼佼者,都必须付出比常人多的时间。有时,个别优秀科学家在回答学生或媒体的问题时,轻描淡写地说自己的成功凭借的是运气,不是苦干。这种回答其实不够客观、也有些不负责任,因为他们有意忽略了自己在时间上的大量付出,而只是强调成功过程中的一个偶然因素,这样说的效果常常对年轻学生造成很大的误导,因为有些幼稚的学生甚至会因此开始投机取巧、不全力进取而是等待所谓的运气;另外一些学生则开始寻找他们的运气,把相当一部分精力和时间用在了与科学研究无关的事情上面。说极端一点:如果真有这样主要凭运气而非时间付出取得成功的科学家,那么他的成功很可能是攫取别人的成果,而自己十有八九不具备真正在领域内领先的学术水平。 大约在十年前,著名的华人生物学家蒲慕明先生曾经有一封非常著名的email在网上广为流传,这封email是蒲先生写给自己实验室所有博士生和博士后的,其中的观点我完全赞同。这封email写的语重心长,从中可以看出蒲先生的良苦用心。我无论是在普林斯顿还是在清华大学都把这封email转给了我实验室的所有学生,让他们体会。其中的一段是这样说的:“The most important thing is what I consider to be sufficient amount of time and effort in the lab work. I mentioned that about 60 hr working time per week is what I consider the minimal time an average successful young scientist in these days has to put into the lab work……I suggest that everyone puts in at least 6 hr concentrated bench work and 2+ hr reading and other research-related activity each day. Reading papers and books should be done mostly after work.”我认为最重要的事情就是在实验室里的工作时间,当今一个成功的年轻科学家平均每周要有60小时左右的时间投入到实验室的研究工作......我建议每个人每天至少有6小时的紧张实验操作和两小时以上的与科研直接有关的阅读等。文献和书籍的阅读应该在这些工作时间之外进行。蒲慕明有些学生读完蒲先生的email后告诉我,“看来我不是做学术的料,因为我真的吃不起这份苦。”我常常回复道,“我在你这么大年纪的时候,也会觉得长期这样工作不可思议。但在不知不觉之中,你会逐渐被科学研究的精妙所打动,也会为自己的努力和成绩骄傲,你会逐渐适应这种生活方式!”这句话表面上是劝学生,实则是我自己的经历与体会。 我从小就特别贪玩,并不喜欢学习。但来自学校和父母的教育与压力迫使自己尽量刻苦读书;我高中就读于河南省实验中学,凭借着比别人更加刻苦的努力,综合成绩始终名列前茅。1984年全国高中数学联赛我获得河南赛区第一名,保送进入清华大学。大学阶段,我保持了刻苦的传统,综合成绩全班第一并提前一年毕业。但这种应试和灌输教育的结果就是我很少真正独立思考、对专业不感兴趣。大学毕业时,我本没有打算从事科学研究,而是一心一意想下海经商。阴差阳错之间,我踏上了赴美留学之路。可想而知,留学的第一年,我情绪波动很大,内心浮躁而迷茫,根本无心念书、做研究,而是花了很多时间在中餐馆打工、选修计算机课程。第二年,我开始逐渐适应科研的“枯燥”,并开始有了一点自己的体会,有时领会了一些精妙之处后会洋洋得意,也会产生“原来不过如此”的想法,逐渐对自己的科研能力有了一点自信。这期间,博士研究生的课程全部修完,我每周五天、每天从上午9点做实验到晚上7、8点,周末也会去两个半天。到了第三年,我已经开始领会到科研的逻辑,有点儿跃跃欲试的感觉,在组会上常常提问,而这种“入门”的感觉又让我对研究增加了很多兴趣,晚上常常干到11点多,赶最后一班校车从霍普金斯医学院回Homewood campus(我住在附近)。1993年我曾经在自己的实验记录本的日期旁标注“This is the 21st consecutive day of working in the lab.”(这是我连续第21天在实验室工作。)以激励自己。其实,这多少有作秀之嫌,因为其中的一个周末我一共只做了五、六个小时的实验。到第四年以后,我完全适应了实验室的科研环境,也不会再感受到枯燥或时间上的压力了。时间安排完全服从实验的需要,尽量往前赶。其实,这段时期的实验时间远多于刚刚进实验室的时候,但感觉上好多了。研究生阶段后期,我的刻苦在实验室是出了名的。在纽约做博士后时期则是我这辈子最苦的两年,每天晚上做实验到半夜三点左右,回到住处躺下来睡觉时常常已是四点以后;但每天早晨八点都会被窗外纽约第一大道(First Avenue)上的汽车喧闹声吵醒,九点左右又回到实验室开始了新的一天。每天三餐都在实验室,分别在上午9点、下午3点和晚上9、10点。这样的生活节奏持续11天,从周一到第二个星期的周五,周五晚上做灰狗长途汽车回到巴尔地摩(Baltimore)的家里,周末两天每天睡上近十个小时,弥补过去11天严重缺失的睡眠。周一早晨再开始下一个11天的奋斗。虽然体力上很累,但我心里很满足、很骄傲,我知道自己在用行动打造未来、在创业。有时我也会在日记里鼓励自己。我住在纽约市曼哈顿区65街与第一大道路口附近,离纽约著名的中心公园(Central Park)很近,那里也时有文化娱乐活动,但在纽约工作整整两年,我从未迈进中心公园一步。 求学时期的施一公,图源:互动百科我一定会把自己的这段经历讲给每一个我自己的学生听,新生常常问我:“老师,您觉得自己苦吗?”我通常回答,“只有做自己没有兴趣的事情时候觉得很苦。有兴趣以后一点也不觉得苦。” 是啊,一个精彩的实验带给我的享受比看一部美国大片强多了。现在回想起当时的刻苦,感觉仍很骄傲、很振奋!有时我想:如果自己在博士生、博士后阶段的那七年半不努力进取,而是不加节制地看电影、读小说、找娱乐(当时的互联网远没有现在这么内容丰富),现在该是什么状况? 做一个优秀的博士生,时间的付出是必要条件。 方法论的转变要想在科学研究上取得突破和成功,只有时间的付出和刻苦,是不够的。批判性分析(critical analysis)是必须具备的一种素质。 研究生与本科生最大的区别是:本科生以吸取学习人类积累的知识为主、兼顾科学研究和技能训练;而博士生的本质是通过科学研究来发掘创造新知识,当前和以往学习的知识都是为了更好地服务于科学研究。在以学习知识为主的本科生阶段,提出问题固然重要,但答案往往已经存在,所以问题是否critical没有那么关键。博士生阶段则完全不同,必须具备critical analysis的能力,否则不可能成为优秀的科学家。这一点,我称之为方法论的转变。 其实,整个大学和研究生阶段教育的实质就是培养critical analysis的能力,养成能够进行创新科研的方法论。这里的例子非常多,覆盖的范围也非常广,在此举几个让我终生难忘的例子。 01正确分析负面结果(negative results)是成功的关键作为生命学科的一名博士生,如果每一个实验都很顺利、能得到预料中的正面结果(positive results),除个别研究领域外,一般只需要6-24个月就应该可以获得博士学位所需要的所有结果了。然而实际上,在美国,生命学科的一个博士研究生,平均需要6年左右的时间才能得到PhD学位。这一数字本身就说明:绝大多数实验结果会与预料不符,或者是负面结果(negative results)。大多数低年级的博士生对负面结果的看法很消极,直接影响了他们critical analysis能力的培养。 其实,只要有适当的对照实验(control experiments)、判断无误的负面实验结果往往是通往成功的必经之路。一般来说,任何一个探索型课题的每一步进展都有几种、甚至十几种可能的途径(hypothesis),取得进展的过程基本就是排除不正确、找到正确方向的过程,很多情况下也就是将这几种、甚至十几种可能的途径一一予以尝试、排除,直到找到一条可行之路的过程。在这个过程中,一个可信的(conclusive)负面结果往往可以让我们信心饱满地放弃目前这一途径,如果运用得当,这种排除法会确保我们最终走上正确的实验途径。从这个角度讲,负面的实验结果不仅很正常、也很有益于课题的最终成功。 非常遗憾的是,大多数学生的负面结果并不令人信服,经不起逻辑的推敲!而这一点往往是阻碍科研课题进展的最大阻碍。比如,按照一个常规的 protocol操作时不能得到positive control的相应结果,或者缺乏相应的对照实验,或者是对可信的实验结果在分析和判断上产生了失误,从而做出“负面结果”或“不确定”(inconclusive results)的结论,这种结论对整个课题进展的伤害非常大,常常让学生在今后的实验中不知所措、苦恼不堪。我告诫并鼓励我所有的学生:只要你不断取得conclusive的负面结果,你的课题就会很快走上正路;而在不断分析负面结果的过程中所掌握的强大的逻辑分析能力也会使你也会很快成熟,成长为一名优秀的科学家。我对一帆风顺、很少取得负面结果的学生总是很担心,因为他们没有真正经历过科研上critical analysis的训练。在我的实验室,偶尔会有这样的学生只用很短的时间(两年左右,有时甚至一年)就完成了PhD论文所需要的结果;对这些学生,我一定会让他们继续承担一些富有挑战性的新课题,让他们经受负面结果的磨练。没有这些磨练,他们很难真正具备critical analysis的能力,将来也很难成为可以独立领导一个实验室的优秀科学家。 所以,不要害怕负面结果,关键是如何从分析负面结果中获取正确的信息。 02耗费时间的完美主义阻碍创新进取Nikola Pavletich是我的博士后导师,也是对我影响最大的科学家之一,他有着极强的实验判断力和思维能力,做出了一系列包括p53、Rb、CDK complex、SCF complex、BRCA1等在内的里程碑式的研究工作,享誉世界结构生物学界,31岁时即升任正教授。施一公博士后导师 Nikola Pavletich1996年4月,我刚到Nikola实验室不久,纯化一个表达量相当高的蛋白Smad4,两天下来,蛋白虽然纯化了,但结果很不理想:得到的产量可能只有应该得到的20%左右。见到Nikola,我不好意思地说:产率很低,我计划继续优化蛋白的纯化方法,提高产率。他反问我:(大意)Why do you want to improve the yield? Don’t you have enough protein for crystallization trials? 你为什么想提高产率?已有的蛋白不够你做初步的结晶实验吗?我回敬道:I do have enough protein for crystallization screen. But I need to optimize the yield first so that I can accumulate more materials.我有足够的蛋白做结晶筛选,但我需要优化产率以得到更多的蛋白。他不客气地打断我:No. The yield is high enough. Your time is more important than yield. Please proceed to crystallization. 不对。产率够高了,你的时间比产率重要。请尽快开始结晶。实践证明了Nikola建议的价值。我用仅有的几毫克蛋白进行crystallization screen,很快意识到这个construct并不理想,需要通过protein engineering除去其N-端较flexible的几十个氨基酸。而除去N-端几十个氨基酸的蛋白不仅表达量高、而且生化性质稳定,纯化起来非常容易,根本不用担心产率的问题。 在大刀阔斧进行创新实验的初期阶段,对每一步实验的设计当然要尽量仔细,但一旦按计划开始后对其中间步骤的实验结果不必追求完美,而是应该义无反顾地把实验一步步推到终点,看看可否得到大致与假设相符的总体结果。如果大体上相符,你才应该回过头去仔细地再改进每一步的实验设计。如果大体不符,而总体实验设计和操作都没有错误,那你的假设(或总体方向)很可能是有大问题的。 这个方法论在每一天的实验中都会用到。比如,结构生物学中,第一次尝试纯化一种新的蛋白不应该追求每一步的产率,而应该尽量把所有纯化步骤进行到底,看看能否拿到适于结晶的蛋白。第一次尝试limited proteolysis,不应该刻意确定protease浓度或追求蛋白纯度,而是要关注结果中是否有protease-resistant core domain。从1998年开始自己的独立实验室到现在,我告诉所有学生:切忌一味追求完美主义。 我把这个方法论推到极限:只要一个实验还能往前走,一定要做到终点,尽量看到每一步的结果,之后需要时再回头看,逐一解决中间遇到的问题。03科研文献(literature)与学术讲座(seminar)的取与舍Nikola Pavletich博学多才。在我们许多博士后的心目中,他一定读很多文章、常常去听seminar。没想到,我最大的惊讶出现在我笃信无疑的这一点。 在我的博士生阶段,我的导师Jeremy Berg非常重视相关科研文献的阅读,有每周一次的组内journal club,讨论重要的科研进展。刚到Nikola实验室,我曾试图表现一下自己读paper的功底、也想同时与Nikola讨论以得到他的真传。施一公博士生导师 Jeremy M. Berg2016年起担任Science杂志主编96年春季的一天,我精读了一篇《Nature》article,午饭前遇到Nikola,向他描述这篇文章的精妙,同时期待着他的评述。Nikola面色有点尴尬地对我说:对不起,我还没看过这篇文章。噢,也许这篇文章太新,他还没有来得及读。过了几天,我因故阅读了一篇几个月前发表的《Science》research article,又去找Nikola讨论,没想到他又说没看过。几次碰壁之后,我不解地问Nikola:You know so much. You must read a lot of papers. Why is it that you didn’t read the ones I read?你知识如此渊博,一定是广泛阅读了大量文献。你为什么恰好没有读我提到的这几篇论文呢?Nikola看着我说: I don’t read a lot.我阅读不广泛。我反问:If you don’t read a lot, how can you be so good at research? And how can you reference so many papers in your own publications?如果你不广泛阅读,你的科研怎么会这么好?你怎么能在自己的论文里引用这么多文献?)Nikola的回答让我彻底意外:(大意)I only read papers that are directly relevant to my research interests, and I only read more papers when it comes to writing my own papers我只读与我的研究兴趣有直接关系的论文。并且只有在我写论文时才会大量阅读。我做博士后的单位Memorial Sloan-Kettering Cancer Center有很好的系列学术讲座(Institute Seminar Series),常常会请来各个生命科学领域的大牛来演讲。有一次,一个诺贝尔奖得主来讲Institute seminar,并且点名要与Nikola交谈。在绝大多数人看来,这可是一个不可多得的好机会去接近大人物、取得好印象。Nikola告诉他的秘书:请你替我转达我的歉意,seminar那天我恰好不在。我们也为Nikola遗憾。让我万万想不到的是,诺贝尔奖得主seminar的那天,Nikola把自己关在办公室里,早晨来了以后直到傍晚一直没有出门,当然也没有去听讲座。当然,这也许是巧合 – Nikola取消了他的出行计划;但以我们对Nikola的了解,他十有八九是在写paper。后来,我们也意识到,这样的事情发生在Nikola身上已经见多不怪了。 在我离开Nikola实验室前,我带着始终没有完全解开的谜,问他:如果你不怎么读papers,又不怎么去听讲座,你怎么还能做一个如此出色的科学家?他回答说:(大意)我的时间有限,每天只有10小时左右在实验室,权衡利弊之后,我只能把我的有限时间用在我认为最重要的事情上,如解析结构、分析结构、与学生讨论课题、写文章。如果没有足够的时间,我只能少读文章、少听讲座了。 Nikola的回答表述了一个简单的道理:一个人必须对他做的事情做些取舍,不可能面面俱到。无论是科研文献的阅读还是学术讲座的听取,都是为了借鉴相关经验、更好地服务于自己的科研课题。 在博士生阶段,尤其是前两年,我认为必须花足够的时间去听各相关领域的学术讲座、并进行科研文献的广泛阅读,打好critical thinking的基础;但随着科研课题的深入,对于文献阅读和学术讲座就需要有一定的针对性,也要开始权衡时间的分配了。 04挑战传统思维从我懂事开始,就受到教育:凡事失败都有其道理,应该找到失败的原因后再重新开始尝试。直到1996年,我在实验上也遵循这一原则。但在Nikola 的实验室,这一基本原则也受到有理有据的挑战。有一次,一个比较复杂的实验失败了。我很沮丧,准备花几天时间多做一些control实验找到问题所在。没想到,Nikola阻止了我,他皱着眉头问我 (大意)Tell me why you want to figure out why your experiment failed?告诉我你为什么要搞明白实验为何失败?我觉得这个问题太没道理,理直气壮地回答:I need to know what went wrong so that I can get it to work next time. 我得知道哪里错了才能保证下一次可以成功。Nikola马上评论道:(大意)You don’t need to. All you need to do is to carefully repeat your experiment and hopefully it will work next time. Many times figuring out why your previous experiment failed will take much longer time than simply repeating your experiment. For a sophisticated, one-time experiment, the best solution to a failed experiment is to repeat it carefully.不需要。你真正要做的是把实验重复一遍,也许下次就可以做成。与其花大把时间搞清楚一个实验为何失败,不如先重复一遍。面对一个失败了的复杂的一次性实验,最好的办法就是认认真真重新做一次。后来,Nikola又把他的观点升华: (大意)It is a philosophical decision whether to figure out why an experiment failed. The conventional wisdom of understanding every glitch may not represent the best approach.仔细想想,这些话很有道理。并不是所有失败的实验都一定要找到其原因,尤其是生命科学的实验,过程繁琐复杂;大部分失败的实验是由简单的操作错误引起的,比如PCR忘记加某种成分了,可以仔细重新做一遍;这样往往可以解决问题。只有那些关键的、不找到失败原因就无法前行的实验才需要刨根究源。 我选择的这些例子多少有点“极端”,但只有这样才能更好地起到震荡大家思维的作用。其实,在我自己的实验室里,这几个例子早已经给所有学生反复讲过多次了,而且每次讲完之后,我都会告诉大家打破迷信、怀疑成规,而关键的关键是:Follow logic!跟着逻辑走!我每天在实验室里注定会重复讲的一句话就是:Follow logic!每天对不同的学生讲,加在一起至少有5遍以上吧。而我自己每次与博士生讨论课题也总是遵循严密的逻辑,用推理、排除法找到实验的下一步解决方案。 严密的逻辑是 critical analysis的根本。来源科研大匠综合整理自施一公科学网博客