讀文獻、做實驗、寫論文……
科研也有竅門
5月10日
2017年度華中大校重大學術進展頒獎典禮
暨學術交流會
在一號樓報告廳舉行
在各自研究領域有所建樹的科研大咖
紛紛在學術交流環節現身說法
科研路上
他們為何成果豐碩
希望能令心懷科研夢的你有所啟迪
問題一:結合學術成果和研究經歷,談一談您是如何帶領團隊開展原始創新的?
“千人計劃”特聘教授,長期致力於研究興奮性神經突觸傳遞效率在生理和病理條件下改變的分子機理。
這個問題要從2010年我決定回國工作時說起。當時,美國正在討論和實施由美國總統簽名的“腦計劃”。這個計劃的核心內容之一是要構建“腦功能鏈接圖譜”,主要目標是確定千億個神經細胞在人腦內是如何鏈接的,並實現腦特異功能。但美國這個計劃,包括我國當時和現在的大部分腦科學研究工作主要是集中在觀察(成像)神經細胞及其細胞纖維投射的結構,併為此建立了多種不同形式的影像分析技術。但這些計劃和研究忽略了最為關鍵的科學問題,即什麼是圖譜?所謂的圖譜應該等同於我們熟知的地圖,在圖譜內,每個單元都有特定的名稱和準確的座標。但是,目前所謂的“腦功能鏈接圖譜”,其技術方法和理論基礎都不能完成構建真正意義上的腦功能鏈接圖譜。因為我們人腦有千億個神經細胞,迄今為止,我們不僅不知道這些細胞各自的特異標記分子叫什麼,也不知道這些細胞各自具有什麼樣的神經功能。
因此,我決定應用功能單細胞測序技術確定每個腦細胞表達的特異基因和蛋白分子,應用遺傳學方法標記(命名)每個表達特異標記分子的腦細胞,確定這些細胞與其它細胞進行信號交流 (功能鏈接),以及這種交流具有的腦功能。我認為這才是真正意義上的“腦功能鏈接圖譜”。當時,我在美國的實驗室沒有條件完成這個任務,所以我決定全職回國。在華中大,我用七年的時間組建了一個擁有研究生、博士後和技術人員共52人的團隊,還構建了超過300多個基因突變株、近4萬多隻突變小鼠用於這項研究工作。確定新的記憶神經細胞和它們的環路結構就是這項研究工作的一部分。最近,大量相關突破性工作將陸續發表。
教育部“新世紀優秀人才支持計劃”入選者。研究領域為:空間慣性傳感器及其在衛星重力測量和空間引力實驗中的應用,等效原理實驗檢驗及其相關引力實驗研究,精密重力測量。
科學研究最重要的就是選題。我的導師羅俊教授一直給我們強調,一個人一輩子或許也就做成一到兩件事情,要去做一些具有挑戰性的科研工作,不能什麼熱門就跟著做什麼。這樣的選題思路意味著我們必須要堅持原始創新,必須要有恆心,能堅持。我博士尚未畢業就轉了課題,開展空間高精度慣性傳感器研究,主要目的是針對衛星重力測量和空間引力波探測等國家重大需求。國外有法國等幾個國家掌握了核心技術,該技術因涉及敏感領域,我們不可能引進,但國家有需要。在消化測量原理和有限資料基礎上,我們堅持依賴自我,特別強調做好頂層設計,全面梳理並部署空間慣性傳感器的各項單元技術的攻關研究,研究初期就把最終應用條件和環境要求納入到科研全過程中。例如我們建立了工藝保障和測試評估平臺,反反覆覆驗證並確定了自主知識產權的研製工藝,確保掌握其核心技術;在測試和評估方面,建立了數字仿真、半物理仿真、扭擺懸掛、高壓懸浮、自由落體等多種手段的綜合測試和評估平臺,提高空間慣性傳感器研製的可靠度,降低空間應用的風險,確保兩次空間實驗未出現任何故障,取得圓滿成功,得到總體單位高度評價。
教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授,國家自然基金委“國家傑出青年科學基金”獲得者。主要從事G蛋白偶聯受體(GPCR)家族結構與功能及下游信號轉導機制和分子藥理學研究。
問題二:基礎或應用基礎研究應該如何與國家重大需求相結合?
“千人計劃”國家特聘專家。主要研究方向是高能大功率質子加速器的物理與工程,包括質子注入、快/慢引出、空間電荷效應、軌道校正、束流動力學等。
服務國家重大戰略需求意味著人力、物力、財力的大量投入和政策傾斜,這是基礎或應用基礎研究產生突破和發展的重要基礎和途徑。因此,基礎研究需要聚焦目標,整合人才力量和科研資源,充分擔當起推進國家創新驅動重大戰略實施的光榮使命。
主講中國大學視頻公開課《哲學導論》、國家級精品課《人文社會科學哲學》,為教育部重大攻關項目“國家治理體系和治理能力現代化”和國家社會科學基金重大委託項目“治國理政新思想新理念新戰略研究”首席專家。
問題三:請談一談有效開展學科交叉研究或多學科協作的經驗。
主要研究金屬及FGM零件增材製造、新材料製備成形加工一體化、機器人成形、燃料電池等離子熔射製造等技術裝備、增量製造過程計算機模擬等。
因此,在創形創質並行製造研究所的基礎上,我們打破華中大院系獨立行政管理體制,成立跨材料、機械、能源的交叉學科團隊,核心團隊涵蓋材料、機械、控制、檢測、熱力學方面學科,合作模式包括校外老師以項目合作的模式和院系以項目經費分配的形式。
具體實施過程中,團隊老師各自牽頭,經費集中使用。同時,我們注重充分發揮高校老師智力資源優勢,對於重大項目中的關鍵問題解決,如果其他團隊更有技術積累或優勢,則可以以項目委託的方式形成“核心+衛星團隊”的合作模式。
“千人計劃”特聘教授,美國伊利諾伊大學香檳分校Leonard C. and Mary Lou Hoeft 講席教授。長期從事細胞生物力學、腫瘤幹細胞生物學及幹細胞生物學相關研究。
我們開展的生物力醫學研究就是運用多學科交叉和協作的例子。大家都知道,腫瘤的發生和發展是一個非常複雜的過程,以前的研究都偏向於從化學小分子、細胞因子、表面標記物等角度來思考。我們提出的生物力醫學,是在他們的基礎上,加上了力學、機械和免疫的因素。由於其是一個非常複雜的事件,我們就要更全面地來考慮,把各種能用的學科和技術都加進來。只要是對解決問題有幫助的,我們都可以進行交叉。
攝影:辛國勝
閱讀更多 華中科技大學 的文章