大学生进入课题组是提高大学生创新能力的重要途径

改革开放以来,我国的高等教育在数量及质量方面均得到了飞速的发展。然而,与发达国家比较,我们所培养的大学生在科研能力,创新能力方面人存在不小差距。本文针对在我国高校中存在＂重识记,轻创新＂、＂重内容,轻方法＂、＂高分低能＂以及用人单位所反映的＂动手能力差＂等现象进行分析,并结合近年来我们进行大学生进入课题组的实践,探索提高大学生科研能力的途径与方法。     

大学生二课、实习与毕业设计一体化研究实践探索

建国以来,特别是改革开放以来,我国的高等教育在数量及质量方面都取得了飞速的发展。然而,与发达国家比较,我们所培养大学生的科研能力,尤其是创新能力,仍然存在较大差距。本文旨在针对在我国高校中存在“重识记,轻创新”、“重内容,轻方法”、“高分低能”以及用人单位所反映的大学毕业生存在“动手能力差”等现象进行剖析,并结合近年来我们进行的大学生二科、实习与毕业设计一体化研究实践,探索提高大学生创新能力的新方法与新途径。     

多电极阵列上长时间培养神经元网络的发育变化

体外培养海马神经元网络的自发活动对于发育研究及学习记忆机制分析具有重要意义. 为了研究体外培养网络自发放电随发育的变化，在多电极阵列芯片上长时间培养海马神经元网络，连续记录分析了培养14周的网络发育过程. 结果显示，网络整体放电频率从培养第1周到第8周逐渐增加，9—14周基本稳定. 对放电模式的分析表明，培养1周内出现自发、低频、不同步的锋电位；4—7周为同步簇发放电，7周出现同步簇发和随机放电混合的复杂模式；9周后为高频随机放电模式，稳定4周以上. 由此推测，高密度培养的神经元网络发育过程可以分为3个阶段，连接建立期、活动协同期和成熟期，同步放电是高密度培养神经元网络发育过程的一个重要现象，其模式表现形式随培养时间改变.     

供体与受体双光子激发吸收截面比值的测量

针对供体和受体浓度比恒定为1:1的供体受体对,提出了一种利用荧光共振能量转移(FRET)原理测量受体和供体双光子激发吸收截面比值的新方法.由于采用双通道荧光比率测量技术,该方法消除了荧光基团浓度、激发光强度波动、激发区域的不均匀性以及随机杂散信号等因素对测量的影响.利用该方法在活体HeLa细胞中测量了钙离子探针Cameleon(YC2.1)中的受体YFP和供体CFP在710～930 nm波长范围内的双光子激发吸收截面之比.     

体外培养神经元网络功能结构的长时间发育变化

神经功能结构的建立和维持是学习与记忆等高级功能的基础. 因神经网络的结构错综复杂, 节点行为多变且受多种因素的影响, 目前其拓扑结构的形成和维持机制尚不清楚. 基于多电极阵列系统, 本研究连续记录了体外长时间培养的海马神经元网络的自发放电活动; 利用不同电极放电序列之间的互相关系数映射功能连接强度, 构建网络拓扑结构图, 分析其发育特性. 对培养1~18周的3个样本的分析结果显示, 网络拓扑结构的形成和维持具有自组织和自解离特性: 网络连接建立期(1~3周), 邻近节点之间建立连接, 形成局域微网络; 随着网络的发育, 逐步形成多节点的复杂功能结构; 发育成熟期(12周后), 功能连接开始消退, 部分节点脱离网络, 网络聚集程度增加. 不同发育时期网络各节点连接强度的分布均符合幂率分布, 表明无外界输入的培养神经元网络是具有无尺度特征的复杂网络. 本研究有助于复杂神经网络结构的形成及维持机制分析, 为研究神经发育和神经系统信息处理机制提供新的视野.     

神经元形态重建进展及趋势

神经元形态重建是指从图像中挖掘表征神经纤维特征的量化数据.该技术在神经元类型识别、神经回路绘制、脑图谱构建等众多脑科学基础研究中发挥重要应用,也会为人工智能领域的多项研究提供有益借鉴.近年来,分子标记和成像技术的系列进展将全脑尺度神经元网络研究推向前所未有的尺度,但也对现有神经元形态重建方法提出若干挑战.在此背景下,本文简述国内外神经元形态重建研究现状和经典方法,论述单神经元重建到神经群落重建是领域发展的必然趋势,并对神经元形态重建的未来发展方向做出展望.上述内容有助于我国研究者迅速了解神经元形态重建领域的最新动向,发展与现有数据特点相匹配的神经元形态重建方法.     

基于高分辨人体结构数据集的人体生理组学研究

生理组学是运用计算机技术,综合当前在分子生物学、生物化学、生理学及解剖学方面的最新成果,量化以及模式化地处理人体从生理系统到器官,组织,细胞,生物大分子等各个层次的解剖,生化及生理学信息,建立各个层次的生理学模型,并实现层次模型间的整合．文中评述了国际上生理组学的研究进展,讨论高分辨中国数字人体结构数据集在生理组学研究中的作用和地位,提出基于高分辨中国数字人体结构数据集的生理组研究是生理组学的重要发展方向。     

OCT系统图像形成机理

在弱物体近似下分析了ＯＣＴ系统图像形成处理。研究表明，ＯＣＴ系统相当于一复振幅线性平移不变系统，其横向相干传递函数具有低通特性，纵向相干传递函数具有带通特性。     

磁悬浮左心室轴流泵机电模型研究

阐述了磁悬浮人工心脏泵的结构,建立了磁悬浮轴流泵机电模型,在对转子进行动力学分析的基础上,得出了状态空间方程,状态方程揭示了轴流泵机电模型的本质.状态的变化不仅取决于控制,同时也与系统结构如转子质量、长度、质心位置及极转动惯量和赤道转动惯量有关.由状态方程对转子进行仿真,获得了转子轴向、径向振动位移结果,为研发磁悬浮左心室辅助装置提供了结构参数设计的方法与理论依据.