AboutNanoCollege
NANOCollege是由美国TOP30大学和英国G5教授面向国际学校高中生开展的线上微型学术及考试项目,旨在各类夏校之外提供一个“时间和学费要求更低,但学术性更强”的选择。
NANOCollege要求学生就选定的专业对教授给定的资料进行10小时左右的自主学习并参加命题学术考试(客观题),根据考试成绩获得相应评定等级(卓越:85分以上;优秀:75分以上;通过:60分以上;)。单个专业学术考试分数中全国排名前10的学生将额外获得教授一对一面试答辩机会及前十名次证书。项目结束后学生可在CA申请系统中直接填入此项学术学习经历。
Nano开设多种专业,其中生物是比较受欢迎的选择之一。专业受欢迎的原因很简单:截止目前,生物及其相关专业都有相当不错的就业前景。
根据美国就业网站CareerCast给出的年职业排行榜,生物学家/者位列前30,平均薪资更是达到$。
与生物相关的遗传、生理、医疗服务、牙科和听觉等职业,在工作环境、薪资水平、压力和未来发展上表现均呈现普遍的高水准。加上生物学家/者,生物相关职业在排名前30的职业中总共占据8席。
数据来自美国职业/求职网站:CareerCast今天NANOCollege选择一个近期超火爆的神经科学领域切入,带着大家了解更多专业背后的信息。
02生物与神经科学
生物学是自然科学六大基础学科之一,包括生物工程、生物科学和生物技术三个部分,涵盖神经生物学、生态学、遗传学、病*学、人类学等在内的多个分支。
神经生物学和遗传学主要是对流行疾病的研究。如著名的阿尔兹海默症(老年痴呆)、癫痫、、精神分裂和抑郁症都属于该专业的调查范畴。
病*学专注于微观生物学的研究,从流行性感冒、脊髓灰质炎、狂犬病到艾滋病(AIDS)以及许多癌症都属于其研究范围。DNA重组的病*基因工程和疫苗也与病*学离不开关系。
人类学则是会研究古人类的风俗、文化史、语言和古人类的形态、遗传、生理。历史上周口店北京人的挖掘、蓝田人和半坡人遗迹的探索都离不开他们的研究。人类起源非洲也是由他们通过M染色体研究而确定下来的。
生态学则是对动物与其有机及无机环境之间相互关系研究的科学。地球的生态与人口、粮食、自然资源和污染之间的相互影响将会是这个专业的课题。全球变暖的警告,生态恶化对地球生物生存环境的破坏都是由他们向世界公布的。
而在以上众多的生物专业中,目前最为亮眼,也是最有前景的,则是生物学中的Neuroscience—神经科学。
神经科学是脑科学和生物学结合后产生的科学,相较于传统的生物科学,神经科学融合了认知科学、计算科学和神经科学,能够从分子、突触和神经元的角度对疾病、学习和大脑衰老等多个问题提供解答。年4月于顶级学术期刊《Nature》上公布,让人们窥视到了永生的可能性,并且在网络上引发大讨论的“猪脑复活”实验正是神经科学所展示出的一角。神经科学对于未来科学发展和人类生活质量的重要性由此可见一斑。
也因此在神经科学领域,各国都对神经科学有相当程度的战略计划。如我国在中长期科学和技术发展规划(-)中强调对“脑发育、可塑性与人类智力的关系”的研究。同时他们也建立了北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室对神经科学开展深入研究。这几年间,世界上对于神经科学的研究确实在生物专业中呈现出百花齐放的态势。
图片来自中国神经科学研究热点
诸多的神经科学研究课题中,有一条是业界自始至终的热门:“Attentiondeficithyperactivitydisorder(以下缩写为ADHD)",即注意力缺陷多动障碍,多动症。
ADHD的发病原因复杂,治愈难度也很高。而事实上,很多人都对其充满误解,就像文章提问一样:多动的孩子是不是一定有多动症呢?NANOCollege本次会请到的剑桥大学教授JeffDalley,就是研究ADHD大*的一员。
他发现,很多患病孩子的家长都认为,顽皮好动就是多动,安安静静的孩子就没有多动症。这些家长忽略了好动和注意力涣散的区别。这种误区让许多罹患ADHD的孩子被病情延误,影响到了后续的生活质量。JeffDalley的研究,就是希望破解这个误区并及时止损,用药物挽救罹患ADHD的孩子们,帮他们恢复注意力。
03NANO的Jeff教授在研究什么?
1ADHD注意缺陷多动障碍
ADHD注意缺陷多动障碍是儿童期常见的精神行为障碍疾病。它在国内外的发病率高达3%至7%,也就是说全世界至少也有2亿多的人深受ADHD的困扰。更糟的是,有超过六成的ADHD患者在成年以后,甚至这一生都会面临学习困难、注意缺陷的问题。
一直以来科学家们都认为其与遗传、环境、神经解剖和神经生理有关,并把它们作为解决ADHD的研究重点。但学者们却都没有办法证实自己的推断和研究。
医学领域中特别强调病理机制,即该病症发生的生物学基础。当时业内对ADHD的病理机制的认知可以分为两类,第一类是认为是多巴胺影响(多巴胺是一种神经传导物质。这种脑内分泌物和人的感觉、甚至上瘾行为有关,它传递兴奋及开心的信息。)第二类这是受到了由去甲肾上腺素影响,去甲肾上腺素在正常孩子体内产生的作用就是注意力集中。
剑桥大学教授JeffDalley在深度分析后,将研究方向转为:发现人体内部的哪些生理性变化造成了ADHD和注意力不集中的症状,着手于研究去甲肾上腺素。去甲肾上腺素是人类身体中的一种神经递质。当它作用于血管和心脏时,它能起到舒张血管,加强心脏收缩的作用。而当它作用于脑内中枢系统的时候,它则可以提升中枢系统的抑制作用,从而克制住ADHD。
出于这个方向的假设,JeffDalley开始寻找是否存在药物能够刺激去甲肾上腺素的分泌。根据无数次的实验,他选定了具备镇静效果的药物:美托咪定和可乐定两类药物作为动物实验媒介。
2关键实验
实验开始前Jeff教授选用了老鼠作为实验对象。(老鼠和人类一样同为哺乳动物,生理构造基本相同。但其体量较小,更容易观测实验结果。)
实验过程中,教授首先将老鼠麻醉,通过透析程序用林格液(即复方氯化钠,NaCl)对其大脑额叶进行灌注。Jeff教授用这样的方法,取得了稳定的3个20分钟基础透析液样本用来进行治疗药物观测了。
而后,教授将美托咪定和可乐定按剂量分为0.5μm、5μm与50μm,并且将它们向每种浓度在20分钟的3个取样样本进行灌注。
在进行低浓度(0.5μm)灌注时,美托咪定和可乐定都让透析液中的去甲肾上腺素水平下降。根据实验数据,一小时内美托咪定和可乐定造成的减少达到了25%。这并不是JeffDalley想要看到的结果,因为去甲肾上腺素的下降意味着抑制功能削弱,ADHD注意力不集中的现象反而会更加严重。
随后,Jeff将美托咪定浓度灌注到5μm,这时去甲肾上腺素停止了下降,变为了上升态势(f=10.86;d.f.1,4;p=0.03)。但这时的数据仅仅与标准数据(f=0.89;d.f.1,4;p=0.)持平,即无法达成治疗效果。
最后,在注入50μm高浓度的美托咪定后,去甲肾上腺素开始大量产生,流量明显高于基础流量达到了(f=29.68;d.f.1,4;p=0.)。在对照组中,可乐定的注入则缺乏效果,浓度在0.5μm、5μm和50μm时,去甲肾上腺素都呈现逐步缩减态势,分别为(f=.85;d.f.1,3;p0.、(f=.09;d.f.1,3;p0.)。
实验结果表明,美托咪定取得了去甲肾上腺素再摄取抑制剂,也就是让细胞外去甲肾上腺素的浓度升高,增加肾上腺素能神经传递,强化大鼠额叶皮质中去甲肾上腺素的神经元外水平的作用。即用药对于ADHD产生了效果。
JeffDalley教授的实验研究由此获得成功,在现如今的ADHD治疗中,选择性去甲肾上腺素再摄取也是实用方案之一。
04JeffDalley教授
说完了他的研究成果成功事迹,让我们来认识一下这位活跃于认知神经科学领域前沿的教授。
JeffDalley
剑桥大学行为神经科学教授
JeffDalley教授是在(生物)认知神经科学领域的专业学术领跑者及参与者。他于年就展开相关研究,24年间,JeffDalley教授发表了篇学术研究论文,在认知神经科学领域上取得了很大成果和进展。
JeffDalley教授主攻生物中的行为和认知神经科学,精神药理学和边缘皮质—纹状体脑电路的神经调节。
教授的研究内容涉及面较广,同时贴近于可接触的现实生活。具体的研究内容包括行为和神经生物学内表型及其在复杂精神疾病中的转化应用,如精神分裂症,ADHD(注意缺陷多动障碍,即多动症)和OCD(焦虑障碍,即强迫症)。除此之外,他的研究还包括了药物滥用和药物成瘾处置等多个方面。
05WhyNANOCollege?
经过NANOCollege低成本(人民币元)总计10小时的学习、自我探索和自主学习后,学生们不仅提前获得了大学自主学习经历的体验,同时也能拥有具体的成果证明,在自己的申请资料和个人履历中多一项学术经历,展示自己的学术水平和专业兴趣。
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