學科交叉實踐及思考-北京大學科學研究部-周輝

學科交叉實踐及思考-北京大學科學研究部-周輝第一頁，共40頁。一、部分國外進展第二頁，共40頁。StanfordBio-X第三頁，共40頁。StanfordBio-X支持、組織、促進生物和醫(yī)學的交叉學科研究通過來自工程、計算機科學、物理、化學以及其他領域的創(chuàng)意和方法解決生命科學重大問題，同時也為這些領域提供發(fā)展機遇產(chǎn)生重大發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新第四頁，共40頁。StanfordBio-X1998年JamesSpudich,Left,andStevenChu提出并證明建設BioX1999年JamesClark--Stanford校友，前教授和硅谷企業(yè)家，捐贈9000萬美元，另一匿名捐贈6000萬美元2003年10月24日投入使用，超過一半的實驗室空間預留為sharespace45faculty進駐ClarkCenter第五頁，共40頁。StanfordBio-X斯坦?；铙w成像創(chuàng)新中心（TheStanfordCenterforInnovationinIn-VivoImaging(SCI3)，分子和細胞水平活體成像.SCI3資源的主要節(jié)點在ClarkCenter.每年超過100個實驗室使用這一技術第六頁，共40頁。StanfordBio-XSimbios,斯坦福NIH生物醫(yī)學計算中心,獲得2000萬美元資助.中心在安全環(huán)境中開發(fā)軟件研究生物結構和功能.10年來，Simbios仍很成功，并繼續(xù)得到NIH資助。NeuroVentures資助主要的種子基金項目以及合作儀器項目胎兒非整倍性非侵害診斷技術（byshotgunsequencingDNAfrommaternalblood）Bio-X教授發(fā)現(xiàn)一種新方法測序DNA樣品，StephenQuake教授和其團隊發(fā)展了出生前診斷能力第七頁，共40頁。StanfordBio-XKarl

Deisseroth通過Bio-X平臺發(fā)明的

Optogenetics

(光遺傳學)，2010年的

Golden

Brain

Award

獎，2010年的Nature

methods

評選出Method

of

the

Year

2010。BillNewsome領導加強神經(jīng)科學合作的新計劃.該計劃的第一件任務就是發(fā)展光遺傳學實驗室.光遺傳學（optogenetics）：結合遺傳工程與光來操作個別神經(jīng)細胞的活性，發(fā)現(xiàn)腦部如何產(chǎn)生γ波（gamma

oscillations），并為它們在調控腦部功能中的角色提供新證據(jù)，這將有助于發(fā)展一系列腦相關失調的新療法第八頁，共40頁。BroadInstitute合作機構地圖（3英里范圍之內）第九頁，共40頁。BroadInstituteEliBroad和EdytheBroad夫婦捐6億美元創(chuàng)立于2003年，2004年正式啟動總面積4.5萬平方米所有項目必須圍繞研究所的科研目標進行，如果不符合研究所的宗旨，原則上不允許在研究所內開展第十頁，共40頁。BroadInstituteBroadInstitute歷年運行費（單位：百萬美元）第十一頁，共40頁。BroadInstitute

核心成員(coremember)+協(xié)作成員(associatemember)相同點：在各自原來的機構中仍然承擔教學和管理職責不同點：核心成員（共11位）在BroadInstitute有自己的實驗室以及團隊，工作的核心和研究內容都以研究所的總體方向為基礎第十二頁，共40頁。Broad的核心成員及CNS發(fā)表情況列表

*表示同時為項目組主任核心成員現(xiàn)任職及加入Broad時間總數(shù)(C/N/S)加入之后（不含加入年）總數(shù)(C/N/S)DavidAltshuler,M.D.,Ph.D.*Harvard醫(yī)學院及MIT生物教授，2003年加入，創(chuàng)始人之一22(1/14/8)20(1/11/8)PaulBlainey,Ph.D.MIT生物工程系助理教授，2012年加入1(0/0/1)0(0/0/0）ToddGolub,M.D.*Harvard醫(yī)學院教授，2003年加入，創(chuàng)始人之一28(6/18/4)21(2/16/3)MyriamHeiman,Ph.D.MIT腦認知科學系助理教授，2011年加入2(2/0/0)0(0/0/0)DeborahHung,M.D.,Ph.D.*Harvard醫(yī)學院微生物和分子基因學系助理教授，2006年加入5(1/1/3)1(0/0/1)StevenHyman,M.D.*Harvard心理、腦和行為交叉計劃主任，2003年加入，創(chuàng)始人之一12(2/5/5)7(2/4/1)EricLander,Ph.D.MIT生物學及Harvard醫(yī)學院系統(tǒng)生物學教授，2003年組建Broad123(24/64/35)77(17/44/16)AvivRegev,Ph.D.MIT生物系副教授，2006年加入24(8/12/4)23(8/11/4)StuartSchreiber,Ph.D.*Harvard化學生物學教授，2003年加入49(13/13/23)6(4/2/0)EdwardScolnick,M.D.MIT生物系教授（1882-2003任職于Merck，曾任Merck研究所主席），2004年加入35(5/19/11)1(0/0/1)FengZhang,Ph.D.MITMcGovern研究所助理教授，2011年加入12(3/7/2)3(1/1/1)第十三頁，共40頁。BroadInstitute三種組成方式之間的關系第十四頁，共40頁。WPI2007-每個基地的規(guī)模大致為200人，其中首席研究員，即PI為10~20名，PI中外國人應占到10%~20%，每一位PI帶領一個小組，每個小組既有獨立的研究目標和課題，同時又有交叉和相互間的聯(lián)系（平均14億日元），并計劃提供10~15年的穩(wěn)定支持，促進其成長為世界一流的研究基地在開展研究的最初2年間，為各首席研究員提供30萬~100萬美元的啟動基金。第十五頁，共40頁。第十六頁，共40頁。WPI第十七頁，共40頁。WPI第十八頁，共40頁。IIASA-InternationalInstituteofAppliedSystemAnalysis主要從事于全球、區(qū)域性的生態(tài)、環(huán)境、人口等社會問題的研究，在復雜系統(tǒng)研究方面主要提出了一種適應性動力學網(wǎng)絡（AdaptiveDynamicsNetwork）的研究框架，其目標是開發(fā)和應用一種新的數(shù)學和概念上的技術來理解復雜適應系統(tǒng)的動力學行為和演化，關注有限增長的適應性過程的長期含義第十九頁，共40頁。小結科學主流方向一批科學前沿水平的科學家極大的投入第二十頁，共40頁。二國內文理交叉組織

從國內文理醫(yī)交叉組織現(xiàn)狀來看，對文理醫(yī)交叉研究的組織開始從順其自然發(fā)展到針對性地設立專項支持21第二十一頁，共40頁。1、973項目十一五期間全國獲批的973項目667項，粗略統(tǒng)計與社會科學相關的研究項目28項如：金融風險控制中的定量分析與計算物聯(lián)網(wǎng)體系結構基礎研究干旱區(qū)綠洲化、荒漠化過程及其對人類活動、氣候變化的響應與調控中國人口重大出生缺陷遺傳和環(huán)境交互作用機理研究22第二十二頁，共40頁。涉及社會科學研究的973項目領域分布情況23第二十三頁，共40頁。編號實驗室依托單位年度1數(shù)量經(jīng)濟學北京大學20112現(xiàn)代教學技術陜西師范大學20113中醫(yī)養(yǎng)生學北京中醫(yī)藥大學20104青少年健康評價與運動干預華東師范大學20105青少年網(wǎng)絡心理與行為華中師范大學20106區(qū)域能源系統(tǒng)優(yōu)化華北電力大學20107環(huán)境與兒童健康上海交通大學20108媒介視音頻中國傳媒大學20099現(xiàn)代服裝設計與技術東華大學200910計量經(jīng)濟學廈門大學200911婦兒疾病與出生缺陷四川大學200912運動與體質健康北京體育大學200913計算語言學北京大學200814城市交通復雜系統(tǒng)理論與技術北京交通大學200815言語聽覺科學華東師范大學200816城市與建筑遺傳保護東南大學2008242、2008-2011期間建立的與社會科學研究相關教育部重點實驗室第二十四頁，共40頁。教育部重點實驗室未來布局：強調前沿領域，科技支撐教育，人文社科交叉主要方向包括：全球變化、新能源、節(jié)能減排、糧食與食品安全、人口與健康、城鎮(zhèn)化建設、文化創(chuàng)意創(chuàng)新以及金融、財經(jīng)和社會管理、現(xiàn)代化教育與教學方法、教育標準化與信息化、學習科學與創(chuàng)新思維培養(yǎng)、青少年認知與學習、青少年健康與干預、校園安全等25第二十五頁，共40頁。三北京大學文理醫(yī)交叉領域研究1、面向國家需求，服務社會經(jīng)濟發(fā)展計算所：“方正智思互聯(lián)網(wǎng)輿情預警系統(tǒng)”，已成功應用于中宣部、國務院新聞辦、國家教育部等。方精云：從事陸地生態(tài)系統(tǒng)對全球氣候變化的響應及其反饋作用的研究，在Nature/Science發(fā)表5篇論文，其研究成果成為國家在國際氣候變化談判中的科學依據(jù)26第二十六頁，共40頁。2、拓展研究領域催化學科生長腦科學研究:McGoven（麥戈文）腦科學研究所致力于神經(jīng)科學研究，特別側重于行為、遺傳和認知神經(jīng)科學方面的研究；心理系應用心理學統(tǒng)計科學發(fā)展：建立新體制機構——北京大學統(tǒng)計科學中心，依托數(shù)學學院、光華管理學院27第二十七頁，共40頁。3、培養(yǎng)兼?zhèn)淇茖W素養(yǎng)與人文情懷的優(yōu)秀人才北京大學軟微學院數(shù)字藝術系

培養(yǎng)既懂得藝術設計規(guī)律，又懂得計算機圖形藝術設計和能開發(fā)出相應的操作軟件、應用軟件、后期制作軟件的人才，為數(shù)字藝術設計產(chǎn)業(yè)解決迫在眉睫的問題28第二十八頁，共40頁。北京大學文理學科的交叉一直在進行，但不是有組織的行為，是根據(jù)學科發(fā)展、問題需求自行結合而實現(xiàn)的交叉文理交叉，學科交叉是否需要組織？組織能夠為文理交叉提供氛圍、提高交叉效率。組織工作包括（1）為交叉的需求提供組織便利（2）發(fā)掘方向進行提前布局29第二十九頁，共40頁。希望學校在支持文理醫(yī)交叉學科研究方面采取何種措施30第三十頁，共40頁。四、學科交叉思考前沿交叉(interdisplinary)—原始創(chuàng)新—一流人才聚集學科交叉(multidisplinary)—集成創(chuàng)新—工程目標牽引學科交叉主要還是相近學科的交叉遠緣學科的交叉在現(xiàn)階段還是有限31第三十一頁，共40頁。學科交叉interdisciplinary,multidisciplinary,trans-disciplinary對應于原始創(chuàng)新集成創(chuàng)新吸收消化再創(chuàng)新學科交叉interdisciplinary形成新的學科生長點—一批非常前沿的科學家的相互碰撞。集成創(chuàng)新就是需求驅動下的多學科聯(lián)合攻關multidisciplinary,trans-disciplinary；學科交叉較多是相近學科的交叉。第三十二頁，共40頁。Interdisplinary11=122=433=9第三十三頁，共40頁。Multidisplinary1+1=11+1+1=1第三十四頁，共40頁。要發(fā)揮學科綜合優(yōu)勢一定要有高顯示度的明確目標牽引一定要加強組織協(xié)調和頂層設計35第三十五頁，共40頁。學科交叉組織層次校際校內學科層第三十六頁，共40頁。Multidisplinary--同濟大學強勢