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郁彬主讲才斋讲堂第120讲:撩开基因空间表达神秘面纱 展示交叉学科合作研究之秘
日期: 2016-06-03  信息来源: 研究生院

当下,基因工程是生物学领域的重要研究课题,而将统计学和计算机科学完美结合的数据科学则更是信息时代的热门领域。当基因空间研究与数据科学相遇,将会产生怎样的火花?5月26日晚上,著名统计学家、美国艺术与科学学院院士、美国国家科学院院士、加州大学伯克利分校统计系和电子工程与计算机科学系终身教授郁彬做客才斋讲堂,向同学们讲述了交叉学科如何合作揭开基因空间表达的面纱。研究生院副院长高岱主持并全程参与了讲座。

郁彬教授作讲座

全基因组数据错综复杂,基因在不同区域的活动对组织的功能起到至关重要的作用,因此,理解基因的空间异质性对于研发疾病的治疗方法十分重要。然而,尽管目前人们收集了大量的基因空间表达数据,如何找到有意义的局部基因相互作用依然充满挑战。郁彬教授向同学们深入浅出地介绍了她所参与的一项关于果蝇基因图像的交叉学科及数据科学研究成果。这项成果在研究方法上进行创新,为选取合适的非负矩阵分解维度,结合非监督统计机器学习算法和构造新的稳定准则,为果蝇胚胎的基因图像表达提供了全新的和局部空间的表示。在介绍的过程中,郁彬教授重点介绍了她的一些研究心得。

郁彬教授讲道,在开始进行研究之前,首先需要选择研究问题或研究项目。郁彬教授以自己的博士论文选题为例,认为选择研究问题需要遵循两个准则:开放的交流与新奇、有意思的想法。在与人交流的过程中,我们往往能获得一些新的想法,并可能产生有意义的问题。而一个问题是否值得研究,还需要看这个问题是否是十分有思想的研究。“我所崇尚的研究,并不是工匠似的,而必须是十分有思想的研究。”郁彬教授认为,要实现这两条准则,需要具备四种技能:积极主动的态度、良好的人际沟通技巧、有备无患、敏锐的研究品味。“当你有机会接触某个领域的专业人员或进入其中时,要积极主动地去交流。而要进行良好交流的前提就是你已经对此领域有所了解,这就要求你要不断地去了解新的思想,open mind对于研究而言十分重要,要时刻保持开放的心态。而做研究和上课学东西不一样,做研究就像在浓雾的森林里走路,你是看不清楚前方的道路的。因此,很多时候,一个问题是否值得被研究是不会提前知道的,所以,敏锐的研究品味也十分重要。”郁彬教授娓娓道来,“这些品质可能是先天的,但后天也可以培养。在这个过程中,尤其要重视交流,在交流中获得新的智慧。一个人的生命是短暂的,要学会站在别人的肩膀上,利用别人的智慧,经过自己的思考,使其升华,形成自己的思想与智慧。”

在研究的过程中,郁彬教授认为思辨(critical thinking)十分重要。郁彬教授引用胡适先生的两句话,讲述了研究过程中必须经历的两步。第一步是思辨建设,“做学问要在不疑处有疑,待人要在有疑处不疑”,做研究的时候,就需要在不疑处疑,才可能会有所建树。“我们在方法上发现对我们的基因图像数据可以使用非负矩阵分解就是一个思辨建设的过程。”第二步则是要思辨求实,“有几分证据说几分话,有七分证据不能说八分话”。“当在研究中创建出一个模型,很多人就会像对待自己的孩子一样百般维护,觉得样样都好。这时就需要冷静地想一想,到底有多少证据能够证明这个模型是有用的。研究所得出的模型都需要经过现实验证。”郁彬教授转而谈起了如何评价一个数据模型,“许多数据建模的研究都集中精力于模型建立和模型的拟合,但经常忽视在实际应用中去验证模型。所有现在有很多模型,但是能解决实际问题的却很少。数据模型只是一种表述的方式,最重要的是要经得起验证,这样才能应用以解决问题”。郁彬教授认为,验证模型的方法有很多,比如,研究结论可以在同一个实验室或其他实验室被复制;可以进行稳定性检验或模型残差检验;可以用来预测并检验预测结果是否准确;可以与现有文献比较进行一致性检验或实验检验等等。“无论怎样,做研究就必须要严谨,有几分证据说几分话。”郁彬教授反复严肃强调严谨的重要性。

郁彬教授的研究团队由不同学科背景的研究者组成。如何建立交叉学科团队并保证有效运行,郁彬教授有自己的一套心得。“团队建设有很多不可控因素,当机会到来的时候一定要抓住机会。而当团队已经建立之后,最重要的就是要交流。”郁彬教授尤其强调面对面交流的重要性,“即便现在通讯十分发达,也还是要经常保持面对面的交流。因为面对面的交流是多维度的,不仅仅是语言上的,还包括面部表情、身体语言等等。”而一个团队要有效运行,必须要有规矩。郁彬教授借用药学教育的准则,列举了团队合作需要具备的一些原则,如要承担责任、关心爱护同伴、不断完善自我、包容多元性、诚信、保持开放心态、相互尊重、不停学习、各司其职并相互配合、保持对新事物的好奇心等等。

“在团队中,人和人之间不会一直和顺,肯定会发生冲突,要对冲突有心理准备。”郁彬教授转而向大家传授了化解冲突“三部曲”:首先,当冲突发生时,要保持冷静,这样才有利于冲突的解决;其次,在表达情感的过程中,要善于用第一人称“我”而不是“你”,“你怎样怎样”的表述暗含着一种指责情绪,容易激化对方的情绪,扩大冲突;最后,问问自己,是否可以换一种方式来解决。“人无完人,因此,己所不欲,勿施于人。在团队合作中,要学会原谅。”

郁彬教授与学生交流

最后,郁彬教授引用《牛津词典》对Research的解释阐释了自己对“研究”的理解:“第一,研究重在过程,而不是目的。因为很多研究在最开始是看不到前方的道路的。但无论是否能取得成果,在这个过程中都将会有很多收获。第二, 写文章是为了分享值得表述的意见。第三,做研究不是为了写文章。”

郁彬教授精彩的讲座展现了其严谨的研究态度与作风,发人深省,赢得了满堂喝彩,同学们就与基因空间相关的专业知识以及自己在研究中存在的问题与郁彬教授进行了深入的交流。

专题链接:才斋讲堂

编辑:山石


   
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