勇于冒險 甘于艱苦 樂于和諧

2019年7月5日，浙江大學現任“百人計劃”研究員，腦機接口研究專家孫煜博士受邀至南方科技大學生物醫學工程系舉辦學術講座。我系相關研究人員踴躍參與了這次學術會議。 孫煜老師作講座 孫老師首先為大家介紹了腦機接口（下文簡稱BCI,即brain computer interface）的基本知識和研究現狀。通俗來講，BCI 是指采集大腦信號，用來控制外部設備的一種技術手段，目前BCI技術主要應用于三個方面：通過腦電來控制外部機械、識別人的情緒變化以及研究人的認知行為。因為后兩者面向的人群更為廣泛，因此這兩種領域在腦電研究的市場調研中占到約85%的份額。基于上述背景，腦電研究一般分為四個步驟： 一、信號的采集。為了采集大腦進行活動時的電位變化，目前主要有侵入式和非侵入式的采集方法。侵入式指采集信號的電極要插入表皮下0.4mm深處探測電信號的變化，非侵入式指直接使用腦電帽，用貼合在大腦表皮上的電極探測腦電信號。此外還存在腦磁圖等獲取信息的方式。 二：提取范式。理想狀態下，每一種特定的生理活動，都對應著具有一定特色的時域上腦電幅值的變化。這一步要將這種具有特點的變化提取出來，以便未來研究使用。 三：信息解碼。但是往往我們不可能直接把需要的腦電提取出來，因此這一步我們需要對提取的信號進行各種各樣的分析，最后找到我們所需要的運動對應的腦電活動。 四：信息編碼。有了這種特定腦電后，我們在未來應用中只要被試產生了這種腦電，我們就可以認為他有這種意圖，以此來進行調控設備，識別情緒等任務。 一些基本的腦電的研究范式隨后被展示，包括：P300——在不斷閃過的圖片中，出現概率比較低的圖片會在圖像出現后的300ms誘發人腦產生一次波峰；SSVEP——當受到一個固定頻率的視覺刺激的時候，人的大腦視覺皮層會產生一個連續的與刺激頻率有關（刺激頻率的基頻或倍頻處）的響應。在這些范式的研究和應用中，腦電設備的電極也可以分成兩類：只負責采集信號而沒有輸出信號的被動電極以及可以輸出刺激的主動電極。 可以看到，用腦電識別人當前的情緒狀態有著重要的意義，其中應用前景比較廣闊的是基于腦電對人疲勞程度的識別，據統計約60%的成年人有過疲勞駕駛，而其危害程度可以堪比醉駕。因此識別駕駛人員當前的疲勞程度對行車安全有著重要的意義。孫老師實驗室則盡可能在實驗室環境中模擬出仿真的行車狀況，通過眼動軌跡的監測，發現會車有助于提高人的注意力；通過跟車實驗，直線行車實驗，持續行車安全距離實驗，再利用神經網絡的訓練，檢測人駕駛疲勞的準確率可以到達70%。疲勞是怎么產生的呢？原因有很多，包括缺乏動機，心理負荷等。孫老師對心理負荷進行了更深入的研究，通過任務的線性堆疊，來代表任務難度的增加，測量不同狀態下受試者的腦電情況。測量結果十分明顯，線性的疊加任務會使受試腦功率有明顯的增加。但這并不意味著心理負荷越低越不容易疲勞，因為過低的心理負荷會引起無聊的情緒，也會影響人的狀態。孫老師實驗室還研究了兩人協同任務下的腦電情況，并在模擬飛行訓練的時候發現在進行起飛降落等需要協作合作的任務時，盡管兩個受試者沒有進行任何交流，他們的腦信號還是存在一定的聯系；在沒有合作任務的時候，兩人的腦電信號則沒有聯系。 最后老師為大家介紹了腦電領域的一些前沿研究，包括多任務切換的腦電研究，解碼腦信號對機器控制做反饋，調控等等。當然腦電領域也存在許多研究困難，包括樣本獲取，個體差異性大等等。克服這些困難，還需要大家的不懈努力。     文字：祁是辰

? ? ? 6月13日，中國科學院化學研究所高分子物理與化學實驗室邱東研究員受我系蔣興宇教授的邀請，在臺州樓324會議室開展了關于《生物活性有機/無極復合人工骨材料》的學術報告。 邱東老師作報告 ? ? ? 報告主要講述了邱東研究員關于生物活性玻璃材料在生物醫學應用的研究進展。報告從組成調控、形貌調控、細胞作用機制以及有機無機復合與界面四個方面詳細講述了其對生物活性玻璃材料的研究進展。 合影 ? ? ? 并且從兩方面為我們展望了生物活性玻璃的應用拓展。他們所研究的生物活性玻璃能夠在骨科中作為可吸收骨水泥、大段多孔人工骨以及通用骨填充材料等，在口腔科可以作為修復樹脂、蓋髓劑、牙周填充等。邱東研究員的研究對未來有機/無極復合生物醫用材料的應用發展有著重要的指導作用。   文字：鐘樂霓

? ? ? 5月20日，應生物醫學工程系李凱老師的邀請，來自斯坦福大學癌癥中心的Zhen Cheng副教授來我系開展學術講座，在會議室204開展了為題《Development of NIR-II Imaging Probes for Biomedical Applications》的學術報告。 程震老師作報告 ? ? ? 我系師生參加了講座，現場座無虛席。在此次報告中，Dr. Zhen Cheng介紹了分子影像探針的發展歷史、近紅外二區探針在生物成像中的應用優勢，并結合課題組在NIR-II小分子設計和應用中的前瞻性工作，通過實例說明該方向在臨床醫學上的應用潛力。最后，Zhen Cheng教授還對納米醫學領域的未來發展做出了積極的評價。 合影 ? 文字：張晨

? ? ? ?6月4日，應生物醫學工程系郭瓊玉助理教授的邀請，美國喬治亞州立大學方寧副教授在臺州樓324會議室開展了題為“Five-Dimensional Single Particle Tracking Reveals Rotational Motions in Live Cells”的學術報告。 方寧教授作報告 ? ? ? ?方寧教授團隊主要圍繞跨膜轉運和細胞內轉運的旋轉動力學問題展開科學研究。實驗期間為了獲得復雜細胞環境中各向異性等離子體金納米棒的精確測量，進而開發了單粒子定向和旋轉跟蹤（SPORT）技術。這一項技術可以獲得五個維度的豐富信息，包括x，y，z坐標和探頭過渡偶極子的兩個取向角（方位角和極角）。SPORT技術能夠提供關于細胞內吞過程中涉及的特征性旋轉動力學的重要信息（包括旋轉速率，模式和方向），例如粘附，內吞作用和功能化納米粒子的運輸，這一系列結果可能與藥物遞送和病毒侵入有關。此外，方寧教授還介紹了其團隊研發的相關金納米材料，以及具有視差效果的Parallax-DIC顯微鏡等。 方寧老師與郭瓊玉老師合影 ? ? ? ?最后，方寧教授介紹了金納米粒子對腫瘤細胞的轉移侵襲具有抑制作用，其團隊對金納米粒子材料進行了特定修飾，可以靶向腫瘤細胞膜上的整合蛋白，破壞細胞骨架，進而抑制腫瘤細胞的轉移侵襲。其研究為腫瘤的臨床靶向治療提供了新的解決思路。     文字：胡小燕、李志華  

2019年6月2日，應我系唐斌副教授的邀請，重慶大學王貴學教授在臺州樓324會議室開展了題為《血管生物力學和組織修復材料研究》的學術報告。 王貴學教授作報告 心血管疾病一直是影響我國居民生命健康安全的重大疾病，心血管的防治一直是國家的重大需求。王教授首先介紹了力學在心血管疾病中的重要作用，介紹了在疾病發生和發展過程中細胞收到的張力作用及其影響，同時也介紹了這個發現對心血管防止的重要意義。 最后，王教授又介紹了其在組織修復材料方面的工作，主要介紹了醫用金屬材料表面改性技術、新型血管內支架與人工血管的研制與開發等相關成果。王貴學教授在心血管領域所取得的突破性成果，進一步奠定了我國在這一領域的國際地位。   文字：黃俊

為了使我校大一、大二學生更快地了解自己所學專業，明確學習方向，2019年5月29日19：00，生物醫學工程系在教工之家召開了專業介紹會，我系副系主任吳長鋒老師為到場同學介紹了生醫工系的發展概況。之后我系奚磊老師、唐斌老師、李凱老師、何俊龍老師、張明明老師、趙櫻燦助理教授、蔣暐弢博士后也介紹了各自課題組的研究方向，使新生對未來學習方向有所了解。 我系研究生張子一主持會議 吳長鋒老師介紹發言 劉潔學姐分享經驗 會議現場   老師們首先對大家的到來表示熱烈歡迎，希望同學們珍惜大學時光，不枉大學生活。介紹會上，老師們詳細介紹了自己課題組現狀。內容涵蓋了課題組的研究方向，目前的形勢環境，以及對人才的要求等，并鼓勵所有同學要努力學習，主動實踐，珍惜學習機會，把握好自己的人生。

5月27日，應生物醫學工程系系主任、講席教授蔣興宇邀請，悉尼科技大學生物工程學院院長Joanne Tipper教授做客南方科技大學進行學術交流，并在臺州樓324開展了學術報告。 Joanne Tipper教授作報告 ? ? ? Joanne Tipper教授介紹了超高分子量聚乙烯、金屬、陶瓷顆粒的分離以及其生物效應，這有助于開發更加可靠持久的移植器械。另外，Joanne Tipper教授也展示了其團隊在新材料方面的研究，包括分離、表征不同材料的磨損顆粒，以及其生物效應的測定，例如氮化硅基涂層體系、抗氧化劑聚乙烯，維生素E，超高分子量聚乙烯，聚醚醚酮，碳纖維增強聚醚醚酮，碳納米管/石墨烯聚乙烯復合物等材料。此外，Joanne Tipper教授團隊也研究了脊髓細胞對脊椎植入物磨損產物的反應，以及神經干細胞和初級神經細胞對修復中樞神經系統的新型水凝膠支架剛度的反應，取得了顯著成果。 ? ? ? 組織工程作為20世紀90年代發展起來的一項醫工結合的新技術，為組織移植奠定了理論基礎，但生物材料的生物相容性一直是亟需解決的問題。Joanne Tipper教授的研究成果加深了我們對組織與細胞之間相互作用的了解，對解決生物材料相容性，推進組織移植有著重要的作用。 蔣興宇老師與Joanne Tipper老師合影 ? 文字：景浩

? ? ? 2019年5月26日，應我系蔣興宇講席教授的邀請，天津大學元英進教授在圖書館111報告廳開展了題為《酵母基因組全化學合成與應用》的學術報告。 元英進老師 ? ? ? 元英進教授首先介紹了酵母人工染色體的構建歷程，并提出使用基因缺陷定位技術和精準修復技術來解決合成型基因組導致細胞失活和超長人工DNA片段的精準合成的難題。隨后，元英進教授介紹了利用化學合成的酵母5號染色體建立的環形染色體模型，該模型可用于環形染色體疾病的發生機理和潛在治療手段的相關研究。 合影 ? ? ? 最后，元英進教授提出基因重排可以應用于代謝通路的快速優化和構建，多角度為人工細胞工廠的構建提供支撐，從而快速獲得不同類型產品的高效人工細胞工廠。元英進教授在合成生物學領域所取得的突破性成果，進一步奠定了我國在這一領域的國際地位。     文字：趙曉慧

? ? ?5月22日，應生物醫學工程系系主任、講席教授蔣興宇邀請，意大利國際高等研究院（SISSA）跨學科實驗室主任Vincent?Torre做客南方科技大學進行學術交流，并在臺州樓324開展了學術報告。 Prof. Torre ? ? ? Vincent?Torre教授團隊主要圍繞膠質瘤相關的關鍵科學問題展開科學研究。多形性膠質母細胞瘤是最常見的致命性腦部腫瘤，不僅具有易遷移和易浸潤性，還對常規的化學療法及放射療法具有抗性，導致疾病難以治愈。一方面，Vincent?Torre教授團隊結合細胞成型和鈣比率成像技術，發現多形性膠質母細胞瘤細胞中[Ca2+]受自發性鈣波影響會異常升高，并通過腫瘤細胞微管傳遞給相鄰的細胞，在這個生理過程中腫瘤細胞的線粒體鈣轉運蛋白和Na/K/Ca交換蛋白會發生過表達，Vincent?Torre教授認為這可能是引起多形性膠質母細胞瘤高轉移性的原因之一；另一方面，Vincent?Torre教授團隊將催化劑鐵納米顆粒限制在石墨層間，獲得了三維的碳納米管網狀結構，并將該體系應用于膠質瘤細胞和正常的皮質細胞進行共培養，提供了一種腫瘤細胞浸潤性研究的體外平臺；此外，Vincent?Torre教授團隊還通過整合人工智能以及深度學習等相關技術，并結合臨床記錄，期望建立一個臨床診斷相關的數據庫，服務于神經外科的治療過程當中。 合影 ? ? ? 總的來說，活細胞鈣比率成像、納米制造及基于人工智能的神經外科三方面科學技術都有可能為治療腦腫瘤帶來新的解決方案，科學終將服務于人類，未來可期。     文字：唐浩

2019年5月23日，瑞聲科技公司，科技科研戰略與創新高級經理，Dr.?Antonino Parrinell 來訪我系。我系系主任蔣興宇講席教授親切接待并介紹了其相關研究成果。隨后，Dr.?Antonino Parrinell 還參觀了我系醫學影像實驗室。     關于瑞聲： 瑞聲科技，全球領先的智能設備解決方案提供商。 瑞聲科技以提升用戶體驗及客戶滿意度為出發點，以仿真技術為基礎，利用強大的研發團隊與先進的制造技術，結合大數據管理，持續為移動終端、機器人、無人駕駛汽車等智能設備提供硬件、軟件高度結合的技術解決方案。

5月21日下午與5月22日上午，南方科技大學生物醫學工程系2017級碩士畢業生及2015級本科畢業生論文答辯工作先后在臺州樓展開。本著“嚴格要求、公開公正”的原則，學生首先進行畢業論文的闡述，答辯委員會根據論文內容提出問題和要求，最后統一評分。經過生醫工系的精心籌備，學生的認真準備，生醫工系畢業論文答辯工作圓滿結束。  

5月22日，應生物醫學工程系系主任、講席教授蔣興宇邀請，清華大學化學系何彥教授做客南方科技大學進行學術交流，并在臺州樓502-3開展了學術報告。   何彥老師 何彥教授介紹了深入了解納米顆粒的細胞內吞過程，對于推動納米生物學的發展，包括生物成像、藥物輸送和疾病診斷的重要性。并提出，目前，許多研究表明納米顆粒的理化性質，如大小、形貌、組成、結構、表面修飾及蛋白冠，會影響納米顆粒的內吞方式以及納米顆粒內吞后的細胞響應。然而，導致納米顆粒像病毒一樣有效地進入細胞和潛在的納米顆粒細胞毒性的內在機制仍然有許多細節需要搞清楚。因此，包括熒光的和非熒光的成像方法，許多基于多時空分辨的顯微成像方法的單顆粒示蹤技術，被廣泛應用于納米顆粒-細胞相互作用的研究中。從細胞遞送納米顆粒的角度出發，納米顆粒細胞內吞的物理過程可以分為4個主要階段：(1) 接近并吸附到細胞膜上；(2)在細胞膜上擴散；(3)進入細胞；(4)細胞內運輸。在這里，何彥老師利用暗場顯微鏡觀察上述4個階段中功能化金納米棒的平動和轉動動力學，并根據其動力學特性分析推測可能的內在細胞機制，希望有助于揭開細胞內外物質運輸的神秘面紗并實現對納米顆粒的細胞內吞過程的調控。