交叉训练师
当我们的照片生物学家在工作中,我们往往会想到身着实验室外衣的科学家盯着显微镜或摆弄试管。当我们想到数学家,脑海中浮现的是白板上覆盖着复杂的数字公式的图像。这两个学科可以结合在一起的想法并不总是会出现。
北卡罗来纳州立大学的新本科课程生物数学旨在改变这一切通过改变数学家和生物学家对彼此的看法,并向他们展示这一点跨学科研究是科学的未来.
去年春天,数学专业的约翰·纳尔迪尼(John Nardini)和生物学专业的阿曼达·崔(Amanda Choi)等20名本科生参加了生物学数学建模的首次课程。课程结束后,Nardini和Choi与数学系的Laura Poag和生物系的Tori Huffman一起做了一些更实际的研究——在他们的案例中,研究细胞在人类免疫系统对抗疾病时是如何反应的。
但学生们学到的最有趣的事情之一是,他们对待相同材料的方式是多么不同,学习彼此的科学“语言”如何能带来一些伟大的合作。
纳尔迪尼说:“对于数学家来说,这样的工作主要是建立一个数学模型,为我们提供细胞在健康和患病时如何分裂的一般信息。”“例如,我们将创建这个模型,然后将艾滋病患者的细胞与模型进行比较,以确定他们患艾滋病的可能性以及可能发生的时间。这将帮助他们的医生找到治疗方案。”
生物学家有一个稍微不同的方法。
“生物学家关注的是细胞内发生的事情,这些事情产生了我们期望在模型中看到的特征,”Huffman说。霍夫曼说:“我们倾向于更多地关注正常细胞内发生的单个过程的细节,以及它们在感染期间如何变化,而数学家们在试图模拟总体趋势时则更加广泛。”“另一方面,在处理数字数据时,数学家们要小心得多。”
“对于同一件事,我们确实有非常不同的思考方式,”Choi补充道。“参加这门课程并参与一个项目,让我们看到了如何合作,如何互相帮助解决这些问题。”
他们的工作让他们去了巴塞罗那,与那里的科学家合作并向他们学习,同时也为他们希望发表的一篇关于这项研究的论文撰稿。
随着新的理学院的创建,北卡罗来纳州立大学正专注于将科学学科结合在一起。面向本科生的跨学科研究的首批实验之一是生物数学——在这个实验中,数学家和生物学家学习如何合作解决与健康有关的难题。
数学和生物学专业学生可以参加数学建模和微分方程的课程,这些方程旨在朝向生命科学,这将作为更实际的研究项目的引导。这些项目由数学家和生物学家共同思考。目的是让他们的工作相互进入并促进交叉学科研究。
“他们并不是想把生物学家变成数学家,或者反过来,而是让我们能够理解彼此的语言,这样我们就可以合作了,”霍夫曼说。