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跨學門計畫暑期研習交流活動側寫

Written By: admin on 八月 10, 2011 2 Comments

北區特派駐校記者 潘政儒報導】

本次暑期研習交流活動當中,參與計畫的師生來自全臺灣北中南多所大學,一同在人力發展中心共襄跨學門的饗宴。上午是由老師報告新課程開發,以及計畫推行的介紹;下午則由計畫學生報告所參與的實驗及其成果;最後則由洪蘭教授發表腦神經科學,人類心智構成要素的演說;場外另外設置計畫壁報的展覽,方便不同計畫的師生認識彼此所研究的領域,並對跨學門研究有更深入了解。

圖說:暑期研習交流活動剪影

上午的簡報主要是由老師們介紹各學校如何推廣跨學門學習:成功大學透過現今已高度發展的資訊科學以及電機科學,嘗試對複雜的生物體的機制和反應做測量還有分析,相關的應用在未來生醫工程的設計還有臨床的治療都有不可忽視的潛力;中央大學及中興大學則有多個計畫是透過奈米材料的製作,產生相關具有經濟價值,改善生活的工程應用。其新材料的概念,是各學門未合作前,完全無法想像到的工具。除此之外,嶄新的材料應用更可進一步激發出新的研究靈感。而臺灣大學生醫物理實驗教材設計,對於生醫相關科系的學生而言,原本實驗只不過是為了驗證課本上相關物理定律所設計出的課程,但現在成為初步實際應用的練習,讓定律不再只是現象的描述,而可以成為我們處理問題的工具。而其他如彰化師範大學互動式教材的設計,讓學生可用更生動的方法,了解如何模擬人體關節的運動,以及製作人形機器人的核心概念,未來可以將其設計應用在醫學義肢的設計上。由以上發表內容,可看出跨領域的重要性,倘若能結合不同領域的學習,便能讓我們以更寬闊的眼光,來處理眼前複雜多面向的問題。

圖說:傅昭銘教授與其助理介紹醫學物理創新教材演示實驗

其中讓筆者印象最深刻的,是有一張介紹關於保鮮容器的壁報,其標題就非常地吸引我《綠色奈米複合材料之紙器對植物賀爾蒙吸附機制研究/中興大學_99-B3》,我馬上聯想到很有趣的實驗方法,例如說保鮮容器擺多久才有果蠅或蟑螂飛過來,又或者是看吃哪一個保鮮容器放的東西比較快拉肚子。但他們計畫所作的實驗當然沒有那麼不嚴謹,他們是以香蕉的軟硬度作為測量熟成度的指標,再由幫浦穩定調整相關氣體例如乙烯的流量。其實,跨學門的研究方式並不複雜,只要直觀地不留任何的框架和成見,便可相當有創意的以跨學門思考解決我們眼前的問題。

圖說:北區推動中心拍攝得獎計畫海報

下午的簡報由B計畫學生們介紹自己在計畫中的學習,在此節錄幾個計畫精彩片段:

《腦功能影像造影之基礎訓練-神經生物/台灣大學_99-B4-1》

痛覺是從生物體活下去的本能當中,演化而產生出的一種保護機制。假如沒有痛覺,我們將忽略自己身體的極限,而做出超出負荷的行為,並對身體產生無法完全回復的傷害。然而痛覺之間要如何比較呢?有人被蚊子叮了一個包,便哭天喊地叫著好痛好痛;也有人即使拿尖銳的刀刮蝕手臂的骨頭,仍面不改色,難道被蚊子叮咬就真的比較痛嗎?但現在,我們可透過精密儀器,測量大鼠受到痛覺刺激時腦波的反應,並轉換為電子訊息,進行相關神經科學的分析,有別於傳統的研究方式探究痛覺的產生機制。這個計畫的研究結果暗示我們,在未來或許可以辦到即使不透過麻醉藥劑,仍然可以減緩部分痛覺的治療方式。

《神經科學之跨領域訓練:以睡眠分析偵測為例/成功大學_99-B3-2》

人類一天約有七、八個小時交給睡眠之神修普諾斯,究竟在睡眠過程中,不能停止工作的腦部究竟產生了哪些反應呢?這個具相當難度的研究議題,一直以來吸引了各領域許多的學者投入其中。這項實驗主要碰到障礙在於大多數的人並非光頭,所以如果想透過非侵入性的實驗方法來測量腦波,也就是迴避掉在腦部植入晶片之類的方法,腦部能夠接觸感應器受檢測的範圍將會受到頭髮的限制,因此想要更準確精細地測量腦波,臉部及耳朵附近便成為主要黏貼電極並檢測的部位。這個實驗假如收集到足夠的樣本,將可透過統計,分析出受測者在進入實驗所定義的睡眠狀態後,腦波模式及周期有何特性。而這些分析結果未來均可運用在人性化的智慧型生活上,例如說當腦波監測器判斷我們睡著了,可以自動地將家裡的電燈,電視切斷電源,製作如此貼近生活的高科技產品。

這些相關檢測,除了需要硬體設備作腦波的觀察,在軟體上也必須透過程式及演算法的設計來處理並分析擷取得到的腦波。其中有一組計畫是透過程式來模擬神經訊號,畢竟就現在的理解程度,腦波仍是相當複雜,無法簡單地透過較少參數做出較適切的模型。因此,透過模型的方式來逼近真實的狀況,也是一種研究的方式。研究的結果可以應用在神經科學領域,例如製作直接透過人腦思考來操作的機器,這種設計也有機會治療植物人的症狀。

而其他數個計畫也包含了新材料的設計,需要從物理、化學等各層面去理解這種材料的性質,除了單純地化學分析,還需要更多光學儀器去檢測其他參數,這方面就牽涉到化工與物理的邂逅。另外在推算一種病毒演化的可能性時,我們可使用相關的生物資訊軟體,直接透過其遺傳序列分析,如此便可迅速且便捷地先讓研究者認識各種不同可能性的機率,再判斷要使用何種試驗方式作更精確的檢測,這樣疾病預防的策略才能更積極且更有效率。

接下來洪蘭教授的演說讓在場的師生都受益良多,洪教授針對愛因斯坦進行個案分析,愛因斯坦為少數世界公認的天才,不論就他提出的相對論,或者是質能互換的公式,但有人在閱讀愛因斯坦的書信後發現,愛因斯坦其實具有語言學習上的障礙,不過愛因斯坦仍舊有相當高的學術成就。另外又舉出了一個例子,假如一個幼兒從小不使用他右手的食指,當他發育到一個階段時,就會發現他已經沒辦法再操縱他的食指,因為腦部相關操縱食指的部位被操縱中指及大拇指的部位給分掉了,這都給了我們激勵人心的暗示。愛因斯坦可能寫不出一封清楚的書信,不過在他腦中想像的世界,參透了空間以及時間的玄妙,在屬於自己熱愛的天地大放異彩。洪蘭教授勉勵我們,找到屬於自己的天地,並由此照亮社會中的其他人。

圖說:國立中央大學神經科學研究所教授洪蘭專題演講-大腦與學習

我認為跨學門的研究是一種思考方式,讓我們不再侷限自己的專業過去傳統所使用的方式,並認識其他學門具有潛力的工具,再嘗試將那些工具應用在自己的專業當中。如此一來或許也能發現自己的專業也有機會解決其他專業困擾已久的問題,在這樣子拉開邊界的交流當中,還會有甚麼驚奇的火花迸發出來呢?計畫還沒結束,大家就一同期待吧!

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2 Responses to “跨學門計畫暑期研習交流活動側寫”

  1. schsu on: 10 八月 2011 at 09:05:08

    謝謝政儒認真而仔細的心得分享,讚!

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