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韩鸿宾:“重视”凡是学科交叉和学创新的率先要素

2019-06-04

按:百廿载悠长学府,双甲子薪火相传。今年5月4日,北京大学迎来120周年校庆。值此之际,我们特别推出系列文章,叙述百廿美高梅游戏平台登录中的医学故事。 学科交叉在美高梅游戏平台登录有着历史渊源。“美高梅游戏平台登录医学”提高战略的要点便是“打破学部和学科中的界限”。校本部与医学部之间的深度融合也是学科交叉、科研创新的迫切需要。本期介绍的就是北京大学第三医院韩鸿宾讲课交叉学科团队。

韩鸿宾讲课交叉学科团队

正确繁荣进步几世纪,风学科在和前沿新兴学科的交叉发展受取得不断进步的动力和新生。学科交叉是催生创新的重要形式,对于医学而言,学科交叉的魅力就在于发现和解密未知,通告疾病的谜,连通过找到预防和医疗疾病的方法,保持人类健康。学科交叉的收获很漂亮,但是经过却会充满艰辛,学科中跨度越大,尤其困难。

韩鸿宾体会了这种困难,他和来自医学、药学、化学、物理、数学、计算机、消息等不同领域和学科的专家组成团队,经历十数载努力,末了破解了大脑深处的未解之谜,开拓了同片新的研究领域。那个研究团队发明了同种新颖磁成像方法,表明了脑子深部纳米尺度的细胞间这一超微结构的特征,察觉脑内新的解剖分区系统,提出脑分区稳态的辩论假说。他们希望这个为基础,脑科学和脑病治疗进入一个新发展等。

共同走来,韩鸿宾最大的感动就是:“重视是学科交叉、学创新的率先要素。”这个尊重不是礼仪上的微笑、点头、掌手,而是对历史的重视、针对彼此学科的重视、针对大学的感恩和重视。

重视历史,察觉未知

韩鸿宾和数学专家刘会坡、物理学专家洪远凯讨论建模计算

作为一名医生,韩鸿宾此生从业的好是“解决”脑卒中这同人类顽疾。

25年以前,参与手术被认为是看缺血性卒中的有用手段,但是,他在看治疗病人的过程中发现,不论口服药物还是介入手术都无法真正解决根本问题,治成功率与理论上相去甚远。

在回顾了脑卒中研究的历史文献后,他发现真正原因在于这诊断水平的取得后,人人还无法在脑缺血数只小时后在医学图像上发现缺血的区域。

所以,韩鸿宾放弃了立即热门的介入治疗专业,转折医学成像这同世界。

通过六年多的研究,在解决了卒中的超越早期成像显示难题后,韩鸿宾继续对下一个卒中治疗难题进行攻关,即使如何让神经保护药物通过血脑屏障进入缺血区发挥作用。通过近十年的努力,韩鸿宾没其他突破性进展。如果在2011年,世界药厂和研发单位为扰乱宣布神经保护药物治疗卒中以失败而告终。

对学术界和产业界对脑病治疗探索失败的打击和疑惑,韩鸿宾回忆了神经科学史乃至医学史,他发现脑科学的研究体系和中心理论基础上存在缺陷,换言之,因为“细胞学说”啊中心理论基础的医学研究存在一个系漏洞,人人对细胞生存微环境的询问远不如细胞本身。

“细胞学说”凡是现代医学与生命是发展的中心理论基础。靠近100多年的神经科学也主要是围绕神经元、神经网络和各胶质细胞而进行的。尽管最新研究表明,脑细胞外间隙占据了活体脑近20%的容积空间, 并且这个组织也脑内神经细胞提供了的直接的活环境,并且为是药品发挥作用的必经的路,但是人们对脑细胞外间隙的认识相当紧张,在医学专著中呢很少涉及。

韩鸿宾认为,当我们对脑结构还存在这样好的一个认识盲区时,不论在新药研发上或在脑病治疗上,还无法找到最佳的解决方案,再无法获得实质性的突破和进行。

达到世纪末,美军从哈佛大学购买了“通过脑细胞外间隙给药治疗脑病”的专利技术,但是由于对细胞外间隙结构及其间隙内分子运动的规律的不控制而无法获得广泛推广和使用。

目前,针对脑细胞间隙的探测主要依靠美国科学家发明的电化学、只示踪两类技术方法,立即少种方法只能探及脑皮层的外表区域,针对脑深部广阔区域的细胞及神经网络微环境空间乃至空间内的类淋巴组织液的引流途径却只能“望洋兴叹”。所以,研发可以探及深部,甚至全脑细胞微环境的活体分析方法就成为了解决问题的重要。

从2007年开始,韩鸿宾以钻方向锁定在了“探索和解密脑细胞外间隙”这个世界上。“当你去探索一个未知世界时,首先要重视历史。”立即是韩鸿宾的学科交叉尊重的率先则。

“举行科研,首先要问自己做的知识值不值得做,凡是不是在浪费人类的资源和协调一生有限宝贵的时间。这个答案只能够到历史遭遇寻找,厘清科学史、医学史、和谐所在学科的历史和进步脉络,你才可能知道自己所做的工作在全部体系中的位置,才可能客观清醒地分析和判断好未来向上的道路和趋势。”韩鸿宾说。

学科交叉,解密未知

细胞微环境活体成像分析系统工作界面

针对脑病治疗的难题,韩鸿宾从历史遭遇提炼了未来的趋势和要解决的正确问题,但是无奈的是,现有的工程技术手段无法解决这些难题,于是他决定自己来构筑一个行测量分析系统。

“你发现,没其他工程和技术平台可以让你的题材提供现成的帮助,对不起,你的人生即使比悲催了,你就得先变成一个工程技术人员,来补充这个空白。”韩鸿宾调侃道。

和一般的科研课题攻关不同,举行探测系统是单非常工程,从探测与定量分析系统的完整设计,到数学建模、信号源合成,再到信号采集、信号处理分析、计算和成像可视化……立即一路,每一步都是一个级。韩鸿宾开始了共同“遇问题、解决问题”的艰苦历程。

除了医学成像是自己的行业和规范外,韩鸿宾撞的题材关系了多学科:消息是、数学、化学、计算机、药学……他要“补”的征收很多。

2000年,为探讨脑缺血区超早期水分子布朗运动定量测量的难题,在北京大学和首都医科大学两校合并后,韩鸿宾跑去美高梅游戏平台登录“巴课”,宪章电磁学、宪章计算机、学数学…他还在美国落了磁共振成像序列设计物理师资格,成功解决了脑缺血超早期诊断的难题。2004年,韩鸿宾同时特别到德国慕尼黑LMU高等学校去上学数学建模,建立了同套损伤后定量分析血脑屏障通透性的成像分析方法。

“补课”被韩鸿宾打听其他学科,能够用对方学科的语言和其沟通。“重视,即使是自己和研究数学的人数用数学的语言和他说话,遇计算机和信息领域的专家,即使如用他们的正规语言和他沟通。”韩鸿宾解释。

韩鸿宾的“学科交叉尊重第二则”凡是:重视其他学科。

韩鸿宾第一遇到的是一个数学问题——细胞外间隙超微结构空间内分子运动的建模问题。

立即是单纳米尺度的超微结构,没有人“参与”过这个超微结构空间,啊没其他先验知识,只能使它的空中构象。针对这个不规则的超越小空间的辩论建模是最困难的同步。

“当起各数学家愿意和你因下来协商那个世界的榜样时,自己就是着力成功了一半。”当韩鸿宾寻求数学专家的合作时,他强调需要用数学的语言来解释他在医学上遇到的各问题。

幸亏对其他学科科学家的足够重视,被他有机会寻找到同尊重医学、重视生命的跨学科合作伙伴。

在请教了几位数学领域的专家后,韩鸿宾终于遇到了北京大学科维理天文与天体物理研究所的李柯伽和首都下物理和计算数学研究所的刘会坡,他们针对治病救人的医学事业有正在极高的尊敬感,这个思想让这场合作多顺利。

“柯伽和刘老师把好当成小学生一样,远谦逊地努力理解我说的每个专业名词。”这场跨学科的非常讨论经历了无数次星巴克、COSTA咖啡店的关门。“和一个数学领域的人数的合作特别困难,因为他们最较真和精准,和医生的思考模式非常不同,简直像是少只平行世界的人数在交流。”韩鸿宾说。

韩鸿宾和药品化学专家袁兰、贾彦兴、梁磊在实验室

建模完成后,系统要一个奇异分布于细胞外间隙的信号源,解决探测深度的超级能量源就是射频,要求所合成的成员探针要在间隙内发生射频信号,系统再对当下同微弱信号进行捕获和采访。

为合成这个新功能的化合物,韩鸿宾和化学和药品领域的专家进行了广泛而漫长的探索和合作。

在解决合成、提纯的题材后,还要解决好化合物的生物相容性测试,黄了同次又同次,内外历时6、7年。终于,在药学院袁兰、梁磊、贾彦兴课题组的支持下,课题组合成了流行光磁复合探针。

全部系统中较为轻松的就是医学成像这个环节,作为获得序列设计物理师资格的治医生,韩鸿宾带领团队比较顺利地解决了信号采集这同难题,来美高梅游戏平台登录信息科学技术学院的王为民、许胜勇,来基础医学院的崔德华、闫军浩、洪远凯,来临床神经科的马长城、傅瑜当专家还参与了这项艰巨的攻关工作。

末了,韩鸿宾带领的交叉学科团队发明了优化国际通用测量技术的活体超微结构成像分析方法,取得了国家发明专利。

至今,未知世界的大门被打开。韩鸿宾吗因此在国家自然基金委跨学科部得到了信息学部的国家独立青年是基金,研究收获得到中国医学奖一等奖。

经过颇艰苦,韩鸿宾组织很执着,结果非常美好。“如果你的耐力不够,如果对其他学科的重视不够,那么任何一个环节都可能导致你的失败。”韩鸿宾说。

融合创新,高等学校精神

研究收获荣获中国医学科技奖一等奖

依靠系统在技术性能达到的突破,韩鸿宾组织不仅阐明了脑子深部区域纳米尺度细胞间的超微结构特征,还发现了脑子内新的解剖分区系统,连进一步建立了流行给药方法—粗略扩散给药。

课题组采用极微量胞二磷胆碱就实现了脑子缺血性卒中神经元的预防性保护作用。立即意味,多被揭示无效的神经保护药物,以有可能通过这同行给药方法得到“复活”。新方法较美军从哈佛大学购买的专利技术越来越便捷、低毒,连在2015年取得国际发明专利。

韩鸿宾认为,细胞学说要细胞微环境学说作为补充,同重视脑细胞微环境的脑科学将开展进入新的发展等。

韩鸿宾还有一个心愿,即使在大学建设一个国际一流的细胞微环境活体成像分析平台。以平台建设成为国际一流的细胞外间隙探测与成像分析技术基地,随即联合各个学科发展好“细胞微环境”辩论,啊“细胞学说”这个医学发展体系的全面和前途医学作出贡献。

移动过多学科交叉的科研道路,韩鸿宾再懂得了高等学校的实质和意义。

作为世界、国家、民族精神、文化、文明传承的载体,高等学校也同时孕育着世界的前途。针对科技创新和科研工作者的支持正是大学精神的实际体现。重视和热爱培养好、完成自身事业发展的大学,在教书育人、继承知识、文明和知识的同时,重视和建设好大学,立即是韩鸿宾的“重视第三则”。

受益于大学的韩鸿宾,也是感恩大学,希望最大程度地回馈大学。探索未知,啊后学留下知识和技术是回馈;修建好学科和平台,推动科学的发展,也是回馈。并且担任科研处处长和学科建设办公室主任的韩鸿宾,希望为在任期间,因为美高梅游戏平台登录医学的怀抱和见解,带好科研管理队伍,因为一流的科研管理支撑和劳动好新时期国家“双一流”高等学校的建设,这个来回馈大学,报国家和社会。(本文作者:徐璐,林晓冬老师对此文亦有贡献)