题目
生物医学中的智能控制
主讲人＆单位
姜蒙
Research Fellow,Dana Farber Cancer Institute，哈佛医学院
Date & Time
2020.6.10 星期三
北京时间
Mode
Zoom ID: 574 459 9066
Password: 001234
个人简介
姜蒙于2012年6月毕业于哈尔滨医科大学临床医学专业，并于同年考入哈尔滨医科大学肿瘤学研究生（外科方向）。为进一步理解肿瘤发病机制和治疗方法，于2012年11月申请并进入Harvard医学院附属机构Dana Farber Cancer Institute，师从于著名病理学教授Ruben Carrasco进行肿瘤病理学研究。主要方向为单基因突变引起组织中干细胞/幼稚细胞恶性转化的机制。在对结直肠癌的研究中，放弃了传统生物学的研究方法，转而引入系统科学的思想，通过对肿瘤基因表达谱进行大数据依赖机器学习，刻画出肿瘤细胞的状态空间，最后通过该方法鉴定了结直肠癌的分子亚型，部分解决了肿瘤细胞异质性的问题。在之后的研究中对不同的分子亚型进一步进行数据挖掘，发现并验证了钙瞬变依赖的肿瘤细胞间通讯，这也是首次发现肿瘤细胞可以产生神经细胞样的钙瞬变行为，多个肿瘤细胞之间的通讯可以起到类似图灵机的作用。
回国后针对肿瘤表达谱采样分析时间较长的缺点，设计了基于PCR阵列的肿瘤表达谱压缩采样方式，该方法可以通过化学反应模拟机器学习的过程，最后可实现细胞状态的实时监控；这些研究的最终目标是通过系统科学和控制原理实现对细胞行为和演化进行精确的长期调控，实现对生命体的智能控制。
摘要
当前限制生物医学领域发展的关键因素是控制理论和系统性思想缺失。自人类基因组计划以来，大量单基因功能在定性的水平上被揭示。一个基因一个功能成为生物医学研究的基本指导思想，并在单基因遗传病的研究上获得了巨大的成功。然而，该理论在慢性疾病的研究上则屡屡碰壁，人们无法找出单个控制肿瘤转移的基因，也无法找到单个控制慢性溃疡的基因。随着高通量测序技术的普及，基因之间的协同作用开始代替了单基因单功能的思想，人们逐渐意识到整体观念和系统理论重要性。在该理论框架下，生命不再是动物、植物或微生物等这些直观的概念，而更像是一种智能控制算法。
生物控制理论主要用于研究生物系统中的信息处理与控制规律。虽然该理论在上世纪60年代就已经被提出，但目前仅被用来简单的阐述生物体内各个组织器官水平上的简单的，定性的调控。这里我将简单介绍生物体中细胞和分子水平上的智能控制机制，并结合我的研究并探讨系统性思想在生物医学研究中的应用。