《關于大腦類器官的組構(gòu)》——優(yōu)秀本科生課程論文展

《生物醫(yī)學工程基礎》課程簡介

以專題講座的形式介紹生物醫(yī)學工程幾個主要的方向，如：醫(yī)學影像，智能醫(yī)學，智慧醫(yī)療，生物材料，再生醫(yī)學，神經(jīng)工程與基因工程等方向的發(fā)展概況。講座的老師來自生命、物質(zhì)、信息、生物醫(yī)學工程等幾個主要學院和研究所，老師們的研究方向均在生物醫(yī)學工程這個大的領域范圍內(nèi)。老師們通過介紹自己的專業(yè)性更強的研究方向，以點帶面，為同學們勾畫出大的研究方向和整體這個學科高度交叉的領域的最新進展，面臨的主要問題，短期內(nèi)和長期內(nèi)的主要挑戰(zhàn)，就業(yè)方向等情況。

論文選題：自由選題，生物醫(yī)學工程相關話題，主要考察學生的閱讀和抓取信息，歸納總結(jié)能力，在此基礎上考察學生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。

學生論文展示與老師點評

劉丹童

關于大腦類器官的組構(gòu)

“張翼鋒老師點評

劉丹童同學在他的課程論文中展現(xiàn)了細致詳細的研究方案，他對于類腦器官的技術進展做了大量閱讀和理解，詳盡地敘述了大腦類器官技術突破的幾大關鍵問題：體積控制、細胞間復雜聯(lián)系、營養(yǎng)代謝產(chǎn)物的運輸?shù)�，思考全面，問題總結(jié)詳細。在解決上述問題的研究方案中，劉同學采用了較為系統(tǒng)和邏輯完整的實驗路線，在外行看來，其研究方案具備一定的可行性。這篇課程論文的完成度較高，在科學問題歸納總結(jié)和實驗路線方案上都寫得不錯，體現(xiàn)了該同學的獨立思考能力和解決問題的能力。

”

劉同學自評

“對于課程論文：最滿意的部分可能是花了足夠的時間去思考選題，腦類器官是我真正感興趣的一個方向�！�

論文內(nèi)容節(jié)選

從開始發(fā)展到現(xiàn)在各區(qū)域大腦類器官的建立，實現(xiàn)完整化的大腦類器官指日可待。目前，筆者認為大腦類器官的進一步突破關鍵在于1.解決大腦類器官的體積局限問題 2.構(gòu)建大腦所有區(qū)域的復雜聯(lián)系 3.解決大腦類器官內(nèi)部細胞的缺乏基本營養(yǎng)物質(zhì)、無法排除代謝廢物、缺乏氧氣交換等一系列問題 4.解決其缺乏與血管間聯(lián)系的問題 5.定向定位培養(yǎng)類器官。

以下為研究方案：

首先考慮基本問題3、4、5。筆者認為應首先考慮重建大腦內(nèi)血管的空間網(wǎng)絡，其次考慮培養(yǎng)大腦類器官并讓血管透過類器官。這樣不僅在建立大腦類器官與血管的聯(lián)系時讓深層細胞通過血管進行物質(zhì)交換，同時還固定住了大腦類器官的相對位置，保證了各區(qū)域的正確生長。對于問題一和二，技術線路一二分別通過不同角度側(cè)重于解決了不同的問題。技術線路一側(cè)重于構(gòu)建各區(qū)域大腦的復雜聯(lián)系，僅會在部分程度上增加其體積，技術線路二則側(cè)重于構(gòu)建完整大腦，但對其局域化的聯(lián)系缺少進一步的探索和證明。

得到所需的大腦類器官后即可進行醫(yī)學研究，直接在類器官內(nèi)打入腫瘤細胞（迅速，但對類器官會產(chǎn)生一定傷害）或者在血液中加入腫瘤細胞（緩慢，同時可能并不能較好的預測腫瘤發(fā)生位置）。最后通過現(xiàn)在龐大的藥物庫進行藥物篩選，甚至在將來實現(xiàn)個性化治療也無不可能。

論文鏈接（點擊閱讀原文獲取更多內(nèi)容）：

https://網(wǎng)址未加載/pdf/?e=au4Lup5ByPPDw6

學生對課程的評價

劉丹童

“《生物醫(yī)學工程基礎》以講座的形式開展，內(nèi)容及其豐富。這門課極大地拓展了我的思維，對于選擇我未來的專業(yè)方向非常有幫助。其中令我印象較深的是向陽飛老師講的類器官和王彤老師介紹的器官芯片，我的期末論文就是再此基礎上思考的。剛進大學什么都不了解，能通過這門課程思考到未來可能從事的工作很有意義。張立燁老師的生物信息，鄭銳老師的生物醫(yī)學影像，還有白芳老師從事的藥物研發(fā)檢測等等，我想這也是這門課開設的意義吧，從不同的角度去思考問題。上課積極探討，其他的不用過多關心，根據(jù)自己的興趣點，查找資料、聯(lián)系老師、天馬行空的玩一門課�！�

參考文獻

i Hutchinson J, Fogarty A, Hubbard R, McKeever T. Global incidence and mortality of idiopathic pulmonary fibrosis: a systematic review. Eur Respir J 2015;46:795-806.

ii Esposito DB, Lanes S, Donneyong M, et al. Idiopathic pulmonary fibrosis in United States automated claims: incidence, prevalence, and algorithm validation. Am J Respir Crit Care Med 2015;192:1200-7.

iii Hewson T, McKeever TM, Gibson JE, Navaratnam V, Hubbard RB, Hutchinson JP. Timing of onset of symptoms in people with idiopathic pulmonary fibrosis. Thorax 2017 October 11 (Epub ahead of print).

iv Longo D L , Lederer D J , Martinez F J . Idiopathic Pulmonary Fibrosis[J]. N Engl J Med, 2018, 378(19):1811-1823.

后續(xù)更多優(yōu)秀論文，敬請期待

供 稿 劉丹童

張翼鋒

編 輯 褚劉薇

林 琳

張 揚

上海科技大學

生命科學與技術學院

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立志 成才 報國 裕民