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陈放耳蜗!陈放怡:科研无大小学术有深浅

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【中传南广】2008级影视导演班陈放毕业作品《二次方程式》 视频 : 好先生陈放怎么死的 1、★耳蜗手术前后应关注2、★人工耳蜗植入后,要做听力训练3、★揭秘北京怀柔尖耳怪“外星人”真相4、★世界那些罕见动物:长耳跳鼠竟长这样

本刊记者 陈 璐

“ 多年在海外学习和工作, 回国后,我深感国内做科研的‘大而全’,实际上潜心‘做小事’的人少了一点等”

不久前,陈放怡入选全国青联委员,成为各族各界青年杰出人才的代表,引领时代浪潮的青年先锋,他肩头的责任感更强了.初见陈放怡,记者深感眼前的这位年轻人,与我们想象中的“青年千人”不一样:少了几分追求个性的张扬,多了几分潜心科研的沉稳与踏实.对长期从事听觉生理学这一“小研究”的他来说,他的人生信条是:科研无大小,学术有深浅.他认为光就这一点就值得他用一生去积累和追索.

“小听觉大梦想”

或许,在很多人眼中,与原 、核物理、航空航天等研究相比,一个“小小”的听觉生理学研究算不上是什么“高大上”的研究.但在博大精深、千奇百怪的科研世界里,不管是生物的、工程的、医学的还是其他科学研究都有其存在的必要性,不可小视.亦如听觉生理学研究,它是感官科学研究不可或缺的重要部分.

2 0 1 3 年度拉斯克奖授予澳大利亚墨尔本大学名誉退休教授G r a e m eM.Clark、奥地利因斯布鲁克MED-EL人工耳蜗公司的Ingeborg Hochmair和美国杜克大学的Blake S.Wilson.获奖理由是“现代人工耳蜗的研发——该装置为严重耳聋的人活得了听力.”

海伦凯勒说:“视觉让我们认识物,听觉让我们认识人(vision connectsus to things, but hearing connects us topeople)”.

足见听觉研究对于一个人的重要性.

于陈放怡,听觉生理学研究虽不是刻意而求之,有后期偶得的成分,但当他深入其中,发现其神奇奥秘与博大精深,就立志要“学好它,用好它,造福于人类”.

学士、硕士都毕业于清华大学生物医学工程系,博士毕业于波士顿大学电气工程系,先后在俄勒冈健康科学大学从事博士后研究工作直至担任研究助理工程师等陈放怡身上,有着与其他“青年千人”一样出色的教育背景和光环.出人意料的是,他出身于广西贵港一个普通的地质队职工家庭,从小凭借扎实为学才一步步有了今天的成果.

近十年的海外留学和工作生涯,给他留下了足以影响他一生的“宝贵财富”——不仅有扎实、前沿的科学知识和实验技能,还有对科研本真的不懈追求等.在陈放怡的脑海中,一直有这么一个鲜活的例子:他非常喜欢波士顿大学一位教授的讲课,印象中这位老师不一般.他非常鼓励学生就一些基本问题进行提问:比如今天我们上课为什么要讲这一题目,有怎样的科学意义等.多年后,当陈放怡同样成为一名育人的园丁,他也鼓励学生从最本真、最简单的角度去思考科学问题.

值得一提的是,在波士顿大学,这位一贯扎实为学的中国留学生依然表现出对学习的独特兴趣和优秀潜质,第一年就拿到学院的院长奖学金.该奖学金是一种纯粹的奖学金,不以课题研究为载体.在博士导师Dr.Allyn Hubbard的引导下,博士研究阶段,陈放怡深入学习了耳蜗动力学基本理论,掌握了耳蜗动力学建模和仿真的基本方法,并将之用于对仿生学耳蜗传感器的性能理解以及改进设计的研究.这为他后来继续深入探索耳蜗动力学埋下了深刻伏笔.

2004年,以优异成绩毕业的陈放怡前往俄勒冈健康科学大学俄勒冈听觉研究中心从事博士后研究工作,师从该研究中心的主任Dr.Alfred Nuttall.这是全美科研水平排名前列的听觉研究中心,就是在这里,他接触到很多涵盖光学,声学,电子以及信号和图像处理等多方面学科内容的,居于国际前沿的听力生理学研究,并积累了多年切入实际的仪器研制开发经验.

“读万卷书行万里路”.陈放怡的经历印证了这一点.走过很多世界相关研究科学殿堂,他细心采撷着生命每一阶段里遇到的各种“精华财富”,并变为自身的积累和沉淀.这才有了在听力科研中,尽情“绽放”的陈放怡.

神奇的听觉生理学研究

“我们都知道,耳朵能够听到声音,但很多人却不知道,耳朵也能够往外发出声音.耳蜗的高听觉灵敏度来源于科蒂氏器内部复杂的生物力学和电化学等过程,总称为耳蜗放大器(C A).C A是耳蜗内部的一项主动过程,可以增强由声刺激导致的极微弱的振动,以产生可以足够强的振动去刺激用于传感动能的内毛细胞.在低强度下,C A能够提供100~1000倍于耳蜗在高强度时的灵敏度等”

果不其然,科学家眼中的科研对象总是有着常人难以看到的乐趣和奇妙,陈放怡的研究对象就是如此.

以他在波士顿大学有关于仿生学机械耳蜗原型的研究为例:他在美国国防部高级研究计划局(DARPA)资助下,设计并研制成功一种神奇、奇妙、有趣的仪器——用于智能声学传感器网络的仿生学机械耳蜗原型.

这个智能声学传感器不仅能提供声传感功能,而且通过模仿耳蜗的功能,以本身的流体力学结构对声音信号进行频谱分析.这一仿生学功能不仅省去了通常系统中复杂的电子频谱分析系统,而且使用的是声音信号本身的能量,节省系统能耗.令人眼前一亮的是,该传感器“奇特”的应用功能,它可以运用于军事上,作为战场远程声学监控系统以及安装在头盔上的单兵环境监视预警系统的一部分;也可以应用于民用领域,用于对机械装置的无损检测和监控.

相关成果发表在美国声学学会会刊(J A S A)并且被收录在J a n u a r y15, 2006 issue of“Virtual Journal ofBiological Physics Research”上.值得一提的是,陈放怡有关于仪器研制开发方面的探索不止这一项,还包括:研制成功世界首台用于测试内耳Corti器内结构差分运动的低相干干涉仪系统.这项技术是继1991年He t e r o d y n eInterferometer被引入耳蜗动力学研究以后耳蜗动力学领域最重大的技术进步.

运用自身研制的低相干干涉仪系统首次在体证明了C o r t i器内部结构差分运动和外毛细胞的主动运动.不同近3 0 年来耳蜗微观机械学的离体研究, 这项研究首次将耳蜗微观结构作为整体在正常生理状态下进行研究,开启了对耳蜗放大器进行在体研究的大门.这一重大发现发表在自然-神经科学杂志(Nat.Neuroscience)上.

运用先进的频域低相干成像系统对耳蜗血流进行研究.成果发表在I E E E JSel Top Quantum Electron.上.这套成像系统不仅用于耳蜗,而且可以被用于对大脑,心脏以及其他器官的血流情况进行无损或者微创检测.这套系统不仅是非常有用的研究工具,还可以发展成有益的临床检测设备等.

以上成果都是陈放怡在美国国防部高级研究计划局(DARPA)和国立卫生研究院(N I H)资助下的研究成果,而在俄勒冈听觉研究中心从事科学研究期间,陈放怡还先后作为P I申请到美国聋病研究基金会(Deafness ResearchF o u n d a t i on)研究基金,对耳蜗内部的声波传导途径进行研究;与霍华德-休斯研究院N i c o l s on实验室合作,研制成功用于测试被基因调控的斑马鱼前庭功能的数字显微镜系统及图像处理软件.

前者研究不仅有助于对于理解耳蜗动力学的基本原理,而且对于临床解释和运用耳声发射进行无损诊断提供理论基础;后者研究成果以及其他几项未发表的测试系统构成了对斑马鱼这种基因调控的动物模型听觉/平衡行为学的综合测试系统,发表在BMC-Neuroscience.

“国内科研现在提倡面向实际应用,研究以解决实际问题为导向这固然是对的,但也因为如此国内很多从研者离科研探索本真越来越远.我想每个人能做的工作是有限的,我们应该看到这一点,所以应该自始至终怀抱一种平和、踏实为学的心态,只要一个个细小问题解决了,总有水滴石穿,水到渠成的那一天.”研究重在过程,功到自然成.这,就是陈放怡的研究哲学.

陈放怎么死的:陈放 现代策划技术

融入祖国科研“御风飞行”

虽然在国外发展顺风顺水,但陈放怡始终抱定回国的信念.伴随着祖国的飞速发展,他希望自己能融入其中“御风飞行”,从而找到更广阔的天地实现自己的价值.

中国声乐孔雀奖-陈放 视频时长:01:34 中国声乐孔雀奖-陈放 播放:29287次 评论:8656人

机会在2012年到来,乘着第二批千人计划“清风”,他来到深圳,这个中国改革的窗口城市,而他所在的南方科技大学,又是中国教育改革的前沿阵地.这里聚集着一批立志于创新走出世界一流办学模式的年轻人.因为经历相似,志同道合,在这样的环境下,陈放怡觉得自己能够在快乐的氛围中“走近自己的梦想”.最重要的是,相对于以前,他“能够作为一个独立的科研工作者,用自己的实验室做一些自己一直想做的事情”.

两年间,他和团队先后申请到1项国家自然基金面上项目和深圳市孔雀计划项目.前者旨在采用全新的光学方法对科蒂氏器内部结构振动的空间分布进行扫描测量;后者是基于光纤内窥近红外相干干涉技术的中耳无损检测系统开发.两个项目都是基于陈放怡十多年在耳蜗动力学相关知识和实验技术方面扎实有力的经验积累,开展起来游刃有余.

例如, 近红外光学相干层析术(O C T)技术是20世纪90年 展起来的,利用宽带光源的低相干特性以及近红外光对组织的穿透能力,对生物组织的内部微观结构进行高分辨率层析成像的技术.陈放怡在俄勒冈听觉研究中心开发了用于耳蜗内部振动信号检测的OCT系统,在世界上首次对耳蜗内部不同结构的相互运动进行在体测量.结合深圳市中科微光医疗器械有限公司在内窥O C T方面的技术积累,陈放怡主持的孔雀计划项目将研制一套可以透过鼓膜无损地对中耳听小骨振动进行测量的系统.目前世界上还没有一套用于对听骨链振动情况无损检测的系统,这套系统的研制成功将改变目前耳科临床对中耳功能只能间接检测的现状,市场前景广阔.

科研之外,陈放怡这位年轻的“园丁”也开始承担起培养下一代的工作.

结合自己多年在海外的亲身体会,他希望自己的教学之路是一条对下一代来说是“讲究科学方法和精神”的自由之路.“至今我仍感恩于俄勒冈听觉研究中心主任Dr. Alfred Nuttall对我从事科研工作的理解和支持,他并不会把压力转嫁到学生身上,反而是鼓励督促我们扎实为学,认真解决好每一个具体的问题,而不是急功近利马上去解决问题等”而今,同样作为人师的陈放怡也会对自己的学生如此,他常会教导学生:学习是一辈子的事情,需要做好长期应战的准备.心态放平和,机会就不期而遇.除此之外,从事科学研究还要有积极进取的探索精神,不能因为某一问题不属于自己专业的探索范畴而选择逃避.学校是分专业的,但社会是不分专业的.想要解决实际工作中遇到的问题,就必须要有全面的知识.以听觉生理学研究为例,它常常涉及到光学、电子、机械等多学科交叉的问题,所以学习能力的培养十分重要.从小处着手,学科交叉注重全面.这是陈放怡认为国内科研缺失的一面.

“我希望我回来以后,国内相关科研能够慢慢地把整个领域布局得更好,更完备一些,因为所有的科研工作需要不同领域的交叉才能做出一些真正有科学影响的研究,如果只是一两种领域的研究应该有局限,我想更好的研究应该就是不同研究领域的研究学者在对一个大家共同感兴趣的问题,用不同的方法去解决这个问题或者取得对这个问题更多地了解和理解.如此才能做得更深,更强.”

在美国,科学家的各种基金中都有资助科普项目的内容,特别是美国大学教授的年度考核,是否参与公众科普活动是一个重要的评估因素.回国后的陈放怡秉承着高度的科普责任感,参与了南山第二外国语学校的科普活动.在活动现场,陈放怡特意将实验室的仪器带到了课堂里,让孩子们亲自体验了每一个“血”的大小,讲解人体内到底有多少滴血的疑问.

生动的比喻和实验让科学变得通俗易懂,陈放怡也借着这次机会在孩子们心里播撒下科学的种子.

科研无大小,学术有深浅.遵循这一人生信条,陈放怡的科研人生会继续扎实从容地走下去.

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