鬱彬主講才齋講堂第120講:撩開基因空間表達神秘面紗 展示交叉學科...

當下，基因工程是生物學領域的重要研究課題，而將統計學和計算機科學完美結合的數據科學則更是資訊時代的熱門領域。當基因空間研究與數據科學相遇，將會產生怎樣的火花？5月26日晚上，著名統計學家、美國藝術與科學學院院士、美國國家科學院院士、加州大學伯克利分校統計系和電子工程與計算機科學系終身教授鬱彬做客才齋講堂，向同學們講述了交叉學科如何合作揭開基因空間表達的面紗。研究生院副院長高岱主持並全程參與了講座。

鬱彬教授作講座

全基因組數據錯綜複雜，基因在不同區域的活動對組織的功能起到至關重要的作用，因此，理解基因的空間異質性對於研發疾病的治療方法十分重要。然而，儘管目前人們收集了大量的基因空間表達數據，如何找到有意義的局部基因相互作用依然充滿挑戰。鬱彬教授向同學們深入淺出地介紹了她所參與的一項關於果蠅基因圖像的交叉學科及數據科學研究成果。這項成果在研究方法上進行創新，為選取合適的非負矩陣分解維度，結合非監督統計機器學習算法和構造新的穩定準則，為果蠅胚胎的基因圖像表達提供了全新的和局部空間的表示。在介紹的過程中，鬱彬教授重點介紹了她的一些研究心得。

鬱彬教授講道，在開始進行研究之前，首先需要選擇研究問題或研究項目。鬱彬教授以自己的博士論文選題為例，認為選擇研究問題需要遵循兩個準則：開放的交流與新奇、有意思的想法。在與人交流的過程中，我們往往能獲得一些新的想法，並可能產生有意義的問題。而一個問題是否值得研究，還需要看這個問題是否是十分有思想的研究。「我所崇尚的研究，並不是工匠似的，而必須是十分有思想的研究。」鬱彬教授認為，要實現這兩條準則，需要具備四種技能：積極主動的態度、良好的人際溝通技巧、有備無患、敏銳的研究品味。「當你有機會接觸某個領域的專業人員或進入其中時，要積極主動地去交流。而要進行良好交流的前提就是你已經對此領域有所了解，這就要求你要不斷地去了解新的思想，open mind對於研究而言十分重要，要時刻保持開放的心態。而做研究和上課學東西不一樣，做研究就像在濃霧的森林裡走路，你是看不清楚前方的道路的。因此，很多時候，一個問題是否值得被研究是不會提前知道的，所以，敏銳的研究品味也十分重要。」鬱彬教授娓娓道來，「這些品質可能是先天的，但後天也可以培養。在這個過程中，尤其要重視交流，在交流中獲得新的智慧。一個人的生命是短暫的，要學會站在別人的肩膀上，利用別人的智慧，經過自己的思考，使其升華，形成自己的思想與智慧。」

在研究的過程中，鬱彬教授認為思辨（critical thinking）十分重要。鬱彬教授引用胡適先生的兩句話，講述了研究過程中必須經歷的兩步。第一步是思辨建設，「做學問要在不疑處有疑，待人要在有疑處不疑」，做研究的時候，就需要在不疑處疑，才可能會有所建樹。「我們在方法上發現對我們的基因圖像數據可以使用非負矩陣分解就是一個思辨建設的過程。」第二步則是要思辨求實，「有幾分證據說幾分話，有七分證據不能說八分話」。「當在研究中創建出一個模型，很多人就會像對待自己的孩子一樣百般維護，覺得樣樣都好。這時就需要冷靜地想一想，到底有多少證據能夠證明這個模型是有用的。研究所得出的模型都需要經過現實驗證。」鬱彬教授轉而談起了如何評價一個數據模型，「許多數據建模的研究都集中精力於模型建立和模型的擬合，但經常忽視在實際應用中去驗證模型。所有現在有很多模型，但是能解決實際問題的卻很少。數據模型只是一種表述的方式，最重要的是要經得起驗證，這樣才能應用以解決問題」。鬱彬教授認為，驗證模型的方法有很多，比如，研究結論可以在同一個實驗室或其他實驗室被複製；可以進行穩定性檢驗或模型殘差檢驗；可以用來預測並檢驗預測結果是否準確；可以與現有文獻比較進行一致性檢驗或實驗檢驗等等。「無論怎樣，做研究就必須要嚴謹，有幾分證據說幾分話。」鬱彬教授反覆嚴肅強調嚴謹的重要性。

鬱彬教授的研究團隊由不同學科背景的研究者組成。如何建立交叉學科團隊並保證有效運行，鬱彬教授有自己的一套心得。「團隊建設有很多不可控因素，當機會到來的時候一定要抓住機會。而當團隊已經建立之後，最重要的就是要交流。」鬱彬教授尤其強調面對面交流的重要性，「即便現在通訊十分發達，也還是要經常保持面對面的交流。因為面對面的交流是多維度的，不僅僅是語言上的，還包括面部表情、身體語言等等。」而一個團隊要有效運行，必須要有規矩。鬱彬教授借用藥學教育的準則，列舉了團隊合作需要具備的一些原則，如要承擔責任、關心愛護同伴、不斷完善自我、包容多元性、誠信、保持開放心態、相互尊重、不停學習、各司其職並相互配合、保持對新事物的好奇心等等。

「在團隊中，人和人之間不會一直和順，肯定會發生衝突，要對衝突有心理準備。」鬱彬教授轉而向大家傳授了化解衝突「三部曲」：首先，當衝突發生時，要保持冷靜，這樣才有利於衝突的解決；其次，在表達情感的過程中，要善於用第一人稱「我」而不是「你」，「你怎樣怎樣」的表述暗含著一種指責情緒，容易激化對方的情緒，擴大衝突；最後，問問自己，是否可以換一種方式來解決。「人無完人，因此，己所不欲，勿施於人。在團隊合作中，要學會原諒。」

鬱彬教授與學生交流

最後，鬱彬教授引用《牛津詞典》對Research的解釋闡釋了自己對「研究」的理解：「第一，研究重在過程，而不是目的。因為很多研究在最開始是看不到前方的道路的。但無論是否能取得成果，在這個過程中都將會有很多收穫。第二， 寫文章是為了分享值得表述的意見。第三，做研究不是為了寫文章。」

鬱彬教授精彩的講座展現了其嚴謹的研究態度與作風，發人深省，贏得了滿堂喝彩，同學們就與基因空間相關的專業知識以及自己在研究中存在的問題與鬱彬教授進行了深入的交流。

專題連結：才齋講堂

編輯：山石