《关于大脑类器官的组构》——优秀本科生课程论文展

《生物医学工程基础》课程简介

以专题讲座的形式介绍生物医学工程几个主要的方向，如：医学影像，智能医学，智慧医疗，生物材料，再生医学，神经工程与基因工程等方向的发展概况。讲座的老师来自生命、物质、信息、生物医学工程等几个主要学院和研究所，老师们的研究方向均在生物医学工程这个大的领域范围内。老师们通过介绍自己的专业性更强的研究方向，以点带面，为同学们勾画出大的研究方向和整体这个学科高度交叉的领域的最新进展，面临的主要问题，短期内和长期内的主要挑战，就业方向等情况。

论文选题：自由选题，生物医学工程相关话题，主要考察学生的阅读和抓取信息，归纳总结能力，在此基础上考察学生发现问题，解决问题的能力。

学生论文展示与老师点评

刘丹童

关于大脑类器官的组构

“张翼锋老师点评

刘丹童同学在他的课程论文中展现了细致详细的研究方案，他对于类脑器官的技术进展做了大量阅读和理解，详尽地叙述了大脑类器官技术突破的几大关键问题：体积控制、细胞间复杂联系、营养代谢产物的运输等，思考全面，问题总结详细。在解决上述问题的研究方案中，刘同学采用了较为系统和逻辑完整的实验路线，在外行看来，其研究方案具备一定的可行性。这篇课程论文的完成度较高，在科学问题归纳总结和实验路线方案上都写得不错，体现了该同学的独立思考能力和解决问题的能力。

”

刘同学自评

“对于课程论文：最满意的部分可能是花了足够的时间去思考选题，脑类器官是我真正感兴趣的一个方向。”

论文内容节选

从开始发展到现在各区域大脑类器官的建立，实现完整化的大脑类器官指日可待。目前，笔者认为大脑类器官的进一步突破关键在于1.解决大脑类器官的体积局限问题 2.构建大脑所有区域的复杂联系 3.解决大脑类器官内部细胞的缺乏基本营养物质、无法排除代谢废物、缺乏氧气交换等一系列问题 4.解决其缺乏与血管间联系的问题 5.定向定位培养类器官。

以下为研究方案：

首先考虑基本问题3、4、5。笔者认为应首先考虑重建大脑内血管的空间网络，其次考虑培养大脑类器官并让血管透过类器官。这样不仅在建立大脑类器官与血管的联系时让深层细胞通过血管进行物质交换，同时还固定住了大脑类器官的相对位置，保证了各区域的正确生长。对于问题一和二，技术线路一二分别通过不同角度侧重于解决了不同的问题。技术线路一侧重于构建各区域大脑的复杂联系，仅会在部分程度上增加其体积，技术线路二则侧重于构建完整大脑，但对其局域化的联系缺少进一步的探索和证明。

得到所需的大脑类器官后即可进行医学研究，直接在类器官内打入肿瘤细胞（迅速，但对类器官会产生一定伤害）或者在血液中加入肿瘤细胞（缓慢，同时可能并不能较好的预测肿瘤发生位置）。最后通过现在庞大的药物库进行药物筛选，甚至在将来实现个性化治疗也无不可能。

论文链接（点击阅读原文获取更多内容）：

https://网址未加载/pdf/?e=au4Lup5ByPPDw6

学生对课程的评价

刘丹童

“《生物医学工程基础》以讲座的形式开展，内容及其丰富。这门课极大地拓展了我的思维，对于选择我未来的专业方向非常有帮助。其中令我印象较深的是向阳飞老师讲的类器官和王彤老师介绍的器官芯片，我的期末论文就是再此基础上思考的。刚进大学什么都不了解，能通过这门课程思考到未来可能从事的工作很有意义。张立烨老师的生物信息，郑锐老师的生物医学影像，还有白芳老师从事的药物研发检测等等，我想这也是这门课开设的意义吧，从不同的角度去思考问题。上课积极探讨，其他的不用过多关心，根据自己的兴趣点，查找资料、联系老师、天马行空的玩一门课。”

参考文献

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.

后续更多优秀论文，敬请期待

供 稿 刘丹童

张翼锋

编 辑 褚刘薇

林 琳

张 扬

上海科技大学

生命科学与技术学院

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立志 成才 报国 裕民