来之不易的答案值得等待

大多数高海燕教授的学生在获得博士学位后不久,就能在实验室的网站上看到他们的博士论文。

但是,2018年获得博士学位的张洋不得不等上两年,因为他的论文很有可能被一家主流期刊接受。这周,它被发表在《科学》杂志上。

张所做的是为一种被称为中性介子的亚原子核粒子创造出世界上最精确的数值。它是由介子组成的夸克和反夸克。中性介子(也被称为p0)是介子中最轻的,但它具有强大的吸引力,能将原子核聚集在一起。

高海燕(左)与2018年新毕业的物理学博士杨章。(图片由minhuang博士提供’16)

反过来,这也成为高和她的学生多年来一直试图解决的难题的一部分。关于强作用力的主流理论被称为量子色动力学(QCD),多年来高能物理学一直在研究它。但高、张和他们的合作者正试图在更正常的能量状态下研究QCD,这是一个众所周知的难题。

张杨(音译)花了六年时间分析并整理了一家普里科夫公司的数据。在弗吉尼亚州新港纽斯的托马斯·杰斐逊国家加速器设施(杰斐逊实验室)B厅进行的实验。他的工作是在国家科学基金会和能源部支持的设备上完成的。,

这是介子的夸克结构——一个上夸克和一个反下夸克。强力来自胶子,用波浪线表示(Arpad Horvath通过Wikimedia Commons)

在普里马科夫的实验中,一束光子被指向核目标,产生中性介子。在杰弗逊实验室的PrimEx-I和PrimEx-II实验中,中立点衰变产生的两个光子随后在电磁热量计中被检测到。由此,张提取了介子的“辐射衰减宽度”。“衰变宽度是一个很方便的东西,因为它与蝎子的预期寿命直接相关,而QCD对它有一个直接的预测。”

张来之不易的回答:中性介子的辐射衰减宽度大约为7.8电子伏特。这使得它成为QCD令人生畏的巨大谜团中的一个重要部分。高和她的同事们将继续提出关于自然的最基本的问题,这些问题的规模可能是人们能想象到的最宏伟、最深刻的。

PrimEx-I和PrimEx-II的合作是由北卡罗莱纳A&T州立大学的Ashot Gasparian教授领导的。高和张在2011年加入了这个合作项目。

精确测量中性介子寿命,”发表在5月1日的《科学》杂志上。张阳博士现为摩根大通银行定量研究员。有限公司

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2020/04/30/hard-won-answer-was-worth-the-wait/

https://petbyus.com/28224/

杜克大学的科学家们正在研究即将出现的铁血物体的形状

新型冠状病毒大流行目前已导致全球300多万确诊病例,这促使科学家们迅速分享想法,并找出合作和贡献解决方案的最佳方式。

SARS-CoV-2表面蛋白,由We Are Covert, via Wikimedia Commons提供

最近,杜克大学医学院的研究人员一起参加了一个在线研讨会,会上有几篇简短的演讲,总结了对新型冠状病毒SARS-CoV-2的最新了解。

这次为期一天的活动是由分子遗传学和微生物学系的教员和来自不同领域的研究人员组织的,目的是分享他们对病毒和免疫的了解,以指导疫苗设计。这次会议强调了杜克大学的研究人员为更好地了解这种大流行病毒而启动的无数新研究途径。

研究的一个重要领域是了解细胞内的病毒过程,以确定抗病毒药物可能阻断病毒的步骤。Stacy Horner的实验室研究RNA病毒如何在人类细胞内复制。通过弄清楚病毒和细胞在分子水平上是如何相互作用的,霍纳可以指导抗病毒药物的研发和阻止病毒复制的策略。抗病毒药物通过阻止病毒复制自身并向其他细胞扩散来阻止感染。这控制了我们细胞的损伤,让免疫系统赶上并清除感染。

在研讨会上,霍纳解释了SARS-CoV病毒基因组如何由29,891个核糖核苷酸组成,核糖核苷酸是RNA链的组成部分。病毒基因组包含14个区域,RNA编码可以被转录成更短的RNA序列,用于病毒蛋白的生产。虽然每个RNA转录本通常包含一个蛋白质的编码,但这种病毒的有趣之处在于,它使用RNA技巧来编码多达27种蛋白质。霍纳强调了两个有趣的方式,SARS-CoV包装在额外的蛋白质,以生产所有必要的成分,其复制和组装成新的病毒后代。

第一种方法是通过病毒RNA基因组上的光滑序列。核糖体是细胞内的一台机器,它沿着一串RNA将其代码翻译成具有各种功能的蛋白质。每组3个核糖核苷酸形成一个氨基酸,是蛋白质的组成部分。反过来,一串氨基酸组合成一个独特的结构,产生功能蛋白。

SARS-CoV-2携带额外蛋白质的一种方式是利用其RNA基因组的某些区域,使核糖体机制通过一个核糖核苷酸向后滑动。一旦核糖体发生偏移,它就会读取一组新的3个核苷酸,并为相同的RNA序列产生不同的氨基酸。通过这种方式,SARS-CoV-2从同一块RNA中制造出多种蛋白质,并最大化其基因组中额外病毒蛋白质的空间。

这是RNA ‘hairpin’结构的一个例子,它可能会欺骗核糖体跳过这个序列,而不是绕着小囊腔阅读。(本·摩尔,维基共享)

其次,SARS-CoV-2的RNA基因组有一些区域,其中单链RNA缠绕在自身上,并与另一段RNA连接,沿着编码进一步形成新的蛋白质。这些褶皱创造出的结构看起来就像由重复的发夹状形状构成的各种树木。如果核糖体遇到折叠,它可以从RNA中的一个点跳到另一个不相连的片段上,并连接上一串新的氨基酸,而不是直接连接到它前面的线性RNA序列上。这是另一种SARS-CoV-2携带相同RNA的额外蛋白质的方式。

霍纳说,一步一步地了解病毒在复制周期的每一步都需要什么,将使我们能够设计出能够阻止这些关键步骤的分子。

事实上,分子的形状可以决定它们在细胞内的功能。杜克大学的三个研究小组正在对SARS-CoV-2蛋白结构进行详细的研究,这些研究可能会指导互补型分子的开发,这些互补型分子可以通过干扰细胞内的病毒过程来充当药物。

一些杜克大学的教员参加了虚拟病毒会议。(从左至右,上)史黛西·霍纳、尼克·希顿、米卡·勒夫蒂格、莎莉·佩玛、埃德·苗和乔治亚·托玛拉斯。(图片:Tulika Singh)

例如,Hashim Al-Hashimi实验室开发了计算模型来预测这些树形RNA折叠产生的结构的多样性,以确定新疗法的可能靶点。目前,尼古拉斯·希顿(Nicholas Heaton)和克莱尔·史密斯(Claire Smith)的实验室正在合作,以确定细胞内能够阻止SARS-CoV-2的新的限制性因素。

然而,重要的不仅仅是细胞内部表达的病毒成分的结构,还有病毒颗粒外部的结构。在拉丁语中,日冕的意思是王冠或花环,冠状病毒因其独特的冠状突起而得名,这种突起包裹着每个病毒颗粒。形成这种冠状结构的病毒蛋白被恰当地命名为“突刺”蛋白。

病毒表面的这种突刺蛋白与人类细胞表面蛋白(血管紧张素转换酶2,简称ACE2)连接,使病毒进入我们的细胞并引起感染。希顿提出,设计用来阻断这种接触的分子,通过阻断人类细胞表面蛋白或病毒突刺蛋白,也应该作为可能的疗法进行测试。

一种有希望阻止这种相互作用的分子是抗体。抗体是“Y”形的分子,在冠状病毒感染的第二周,作为机体免疫反应的一部分而产生。这些分子可以检测病毒蛋白,并与之结合,防止病毒进入细胞。与我们的免疫防御系统中的其他成分不同,抗体的形状是专门针对一种病毒的。由Sallie Permar博士、Georgia Tomaras博士和Genevieve Fouda博士领导的杜克大学的科学家团队正在研究这种对SARS-CoV-2感染的抗体反应的特征,并确定能够提供保护的抗体类型。

传染病专家克里斯·伍兹博士正在领导一项研究,以检测带有抗体的血浆是否可以预防急性感染患者的严重冠状病毒疾病。

事实上,在接下来的几个月里,有几个有趣的研究问题需要解决。杜克大学的科学家们正在制定新的研究计划,并积极开展新的项目,以解开SARS-CoV-2的奥秘。随着杜克大学实验室的科学家们卷起袖子,开始对这种新型冠状病毒进行研究,很快就会有更多的疫苗和治疗措施需要测试。

客座作者:Tulika Singh,公共卫生硕士,分子遗传学和微生物学系博士生(T: @Singh_Tulika)

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2020/04/27/duke-scientists-studying-the-shape-of-covid-things-to-come/

https://petbyus.com/27977/

研究人员通过一个水分子创造了一个微小的电路,以下是他们的发现

图形由亚利桑那州立大学的Limin Xiang设计

许多大学的实验室可能因为冠状病毒的关闭而陷入沉寂,但教员们仍在继续分析数据、发表论文和撰写研究报告。在这篇来自杜克大学化学教授David Beratan及其同事的客座文章中,研究人员描述了一项新的研究,该研究显示了水分子的电子导向能力是如何随着水分子三维结构的细微变化而改变的:

水是氢和氧的简单结合,是生命所必需的。尽管水分子在自然界中处于核心地位,但人们对其在生物学中的作用知之甚少。

杜克大学(Duke University)、亚利桑那州立大学(Arizona State University)、宾夕法尼亚州立大学(Pennsylvania State University)和加州大学戴维斯分校(University of California-Davis)的研究人员研究了电子是如何穿过水分子的。水分子是生命系统产生能量的关键过程。研究小组发现,水分子聚集在固体表面的方式使分子成为电子转移的强或弱介质,这取决于它们的方向。研究小组的实验表明,水可以采用高导电性或低导电性的形式,就像你墙上的电源开关一样。他们能够利用大电场在两个结构之间转换。

在15年前发表于《科学》(Science)杂志上的一篇论文中,杜克大学(Duke)化学教授大卫·贝拉坦(David Beratan)预测,水在生命系统中的中介性质将取决于水分子的取向。

水的聚集和链贯穿整个生物系统。“如果你知道一个水分子的两种形式的导电特性,那么你就可以预测一个水分子的导电特性,”加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的博士后学者、该论文的第一作者项立民(Limin Xiang)说。

”项表示:“就像乐高积木一样,你也可以用两种形式的水作为积木,搭起一条水链。”

除了发现水的两种形式外,作者还发现水在高压下可以改变其结构。事实上,当电压大时,水就会从高导电状态转变为低导电状态。事实上,这种转换有可能使生命系统中的电子电荷流动变为“门”。

这项研究标志着建立水合成结构的重要的第一步,它可以帮助生物分子和电极之间的电接触。此外,这项研究可能有助于揭示nature’s通过水分子维持适当电子传递的策略,并有助于揭示与氧化损伤过程相关的疾病。

研究人员将这项研究献给了陶农建教授。

引证:电场作用下分子金-水-金结的电导与构型,“,李利民,张鹏,刘超仁,何昕,李海鹏,李跃奇,王子潇,乔舒亚,金成亨,大卫,伯拉坦,陶农建。物质,2020年4月20日。DOI: 10.1016 / j.matt.2020.03.023

由David Beratan和Limin Xiang撰写

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2020/04/20/researchers-created-a-tiny-circuit-through-a-single-water-molecule-and-heres-what-they-found/

https://petbyus.com/27874/

duke’的基础研究可以把病毒变成奇迹

COVID-19的流行对杜克大学的研究事业产生了深远的影响。几乎所有基于实验室的研究都暂时停止了,除了与抗击COVID-19直接相关的研究。恢复正常需要很长时间,恢复的过程将是渐进的,并将得到认真执行。

为了从更广阔的角度来看待这个问题,我想到了亚伯拉罕·弗莱克斯纳(Abraham Flexner) 1939年在《哈珀杂志》(Harper’s magazine)上发表的一篇题为《“无用知识的有用性》(“The有用性)的文章。弗莱克斯纳是普林斯顿大学高级研究所的创始所长。在那篇论文中,他对研究型大学所获得的大部分知识进行了沉思。正如弗莱克斯纳所说,对这类知识的追求有时会带来意想不到的结果,从而改变我们看待事物的方式,改变我们以前认为理所当然的东西,改变我们以前放弃希望的东西。这样的知识有时非常有用,但却用在了完全意想不到的地方。

Gregory Gray, MD MPH格雷戈里·格雷,医学硕士

1918年的流感大流行导致5亿确诊病例和5000万人死亡。在此后的一个世纪里,想想我们对流行病的理解已经走了多远,这些知识如何影响了我们的应对能力。医学教授、杜克全球健康研究所(DGHI)成员格雷格·格雷(Greg Gray)等人多年来一直在悄悄研究病毒,包括家养动物农场和食品市场的病毒如何从动物传染给人类。许多人认为,COVID-19病毒是从蝙蝠身上传播到人类身上的。格雷博士一直是研究这种潜在病毒大流行机制的全球领导者,他的大部分工作都是在亚洲进行的,这些经验使他处于独特的地位,能够帮助我们理解当前的困境。

从卫生政策的角度来看,杜克大学马戈利斯卫生政策中心主任马克·麦克莱伦在了解病毒和应对流行病的最佳政策方面一直处于领先地位。作为前食品和药物管理局局长,他有将政策付诸实施的经验,他的声音在华盛顿的大厅里有分量。马戈利斯中心利用杜克大学的全体教员及其广泛的应用政策研究能力,在指导政策制定者应对covid19方面一直走在前沿。

通过像博士这样的学术领袖积累的知识。格雷和麦克莱伦敬畏地注意到,当今世界对病毒威胁的反应与100年前相比有何不同。虽然在今天许多人的生活中有重大的动荡和重大的困难,但由COVID-19造成的全球死亡人数相对于1918年已大大减少。

COVID-19的一个看似不寻常的方面是,被该病毒感染的人群中有相当一部分没有症状。然而,那些无症状的人会传播病毒并感染他人。虽然大多数人没有或只有轻微的症状,但也有一些人对COVID-19有非常严重的副作用,有些人会很快死去。

这种对COVID-19的异质反应是传染病医学教授Chris Woods研究的病毒的一个特征。伍兹博士和他在医学院工程学院的同事们,早在当前的危机爆发之前,就已经对这一现象进行了多年的研究,他们的研究重点是人类宿主对病毒的基因组反应。对病毒的了解使伍兹博士和他的同事在理解COVID-19和指导临床反应方面发出了领先的声音。

由人类疫苗研究所的病理学教授Greg Sempowski领导的一个小组正致力于从sars – cov -2感染者中分离出保护性抗体,看看它们是否可以作为药物来预防或治疗covid19。他们正在寻找能够中和或杀死病毒的抗体,这种抗体被称为中和抗体。

Barton Haynes,MD巴顿海恩斯,MD

许多人认为,只有针对COVID-19的疫苗才能真正让生命恢复正常。人类疫苗研究所所长Barton Haynes和他的同事在开发这种疫苗以提供人类对COVID-19的耐药性方面处于前沿。海恩斯博士多年来一直专注于疫苗研究,现在这项工作处于对抗COVID-19的前沿。

自1918年以来,工程和材料科学也取得了显著进展。机械工程和材料科学教授肯·加尔(Ken Gall)带领杜克大学开发了3D打印的新应用,开发了创造性设计个人防护装备(PPE)的方法。这些个人防护装备正在杜克医院使用,并在全世界范围内用于保护卫生保健提供者对抗COVID-19。

上面讨论的许多工作,除了出于了解和适应病毒的愿望之外,都是从必须与病毒作斗争以延长人类寿命的角度出发的。

相比之下,几年前,加州大学伯克利分校(Berkeley)的学者詹妮弗•杜德纳(Jennifer Doudna)和马克斯•普朗克研究所(Max Planck Institute)的学者艾曼纽埃尔•查彭蒂尔(Emmanuelle Charpentier)分别提出了一个看似毫无用处的问题。他们想了解细菌是如何抵御病毒的。可能使这项工作看起来更无用的是,感染细菌的特定种类的病毒(称为噬菌体)不会引起人类疾病。没用的东西!这种工作只能在大学里进行。这项基础研究发现了一种有规律的、间隔的短回文重复序列(CRISPR),这是一种针对病毒的细菌防御系统,可以作为操纵基因组序列的工具。出乎意料的是,CRISPR显示出了一种几乎令人难以置信的编辑基因组的能力,有可能治愈以前无法治愈的遗传疾病。

生物医学工程教授查尔斯·格斯巴赫(Charles Gersbach)和他在杜克大学的同事们在基因和细胞治疗的CRISPR研究方面处于前沿。事实上,他正在与杜克大学外科教授和基因治疗专家Aravind Asokan合作,设计另一类病毒,将CRISPR传递到病变组织,这种病毒最近被FDA批准用于其他基因治疗。这种被改造过的病毒远非杀手,它对于让CRISPR进入正确的组织以一种以前被认为不可能的方式进行基因编辑至关重要。CRISPR技术有望治愈镰状细胞和其他遗传性血液疾病。它还被用于治疗癌症和肌肉萎缩症,以及其他许多疾病。在杜克大学,Gersbach博士也用它来治疗covid19。

David Ashley, Ph.D.大卫·阿什利博士

在另一个看似奇怪的病毒使用中,杜克大学正在使用一种改良的脊髓灰质炎病毒来对抗一种脑瘤——胶质母细胞瘤。这项工作正在普雷斯顿·罗伯特·蒂施脑瘤中心进行,戴维·阿什利是该中心的主任。利用改良的脊髓灰质炎病毒刺激人类先天免疫系统对抗胶质母细胞瘤,并以以前无法想象的方式延长生命。但仍有许多基础科学问题需要克服。以脊髓灰质炎为基础的免疫治疗显著延长了只有20%的胶质母细胞瘤患者的生命。为什么?回想一下上面讨论的伍兹博士的工作,以及我们自己对COVID-19的观察,并不是所有的人对病毒的反应都是一样的。这能解释免疫疗法治疗胶质母细胞瘤的混合效果吗?目前还不清楚,不过阿什利博士认为这可能是一个关键因素。为了更好地了解宿主对病毒反应的多样性,并进一步改进免疫治疗,还需要进行大量的研究。

COVID-19大流行是一项挑战,它正在扰乱生活的各个方面。通过杜克大学正在进行的基础研究,我们对这种大流行的认识已显著提高,加快并提高了我们的应对能力。通过杜克大学的工程师和临床医生之间的创新合作,正在开发保护第一线医疗专业人员的新方法。此外,通过像CRISPR和免疫治疗
2这样的创新技术,
2病毒被用来拯救以前难以治愈的疾病的生命。

病毒可以是杀手,但它们也是科学上的奇迹。这是基础研究的前景;这就是杜克大学研究的影响。

“我们不会停止对
的探索,我们所有探索的终点将是我们开始
的地方,我们将第一次认识这个地方。

艾略特,四重奏

文章作者劳伦斯·卡琳,研究副总裁

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2020/04/14/dukes-fundamental-research-can-turn-viruses-into-marvels/

https://petbyus.com/27108/

蠕动的科学

发现一种研究生物学的新方法

是的,同学们,蠕虫将在考试中出现。

Eric Hastie是David Sherwood实验室的博士后研究员,他为杜克大学的本科生设计了一个动手操作的课程,在这个课程中,生物学的学生可以得到转基因蠕虫。哈斯蒂称这门课程为C.U.R.E.——一种基于课程的本科经历。本课程为分子生物学和CRISPR基因组编辑的实践探索,历时一个学期。

一张摄于舍伍德实验室的秀丽隐杆线虫成年生殖腺结构的照片,

在这门课程中,学生们将学习基因组编辑背后的科学,然后才能真正尝试。理想情况下,在课程结束时,每个学生都将以某种方式修改秀丽隐杆线虫的基因组。在这学期的课程中,他们将通过用彩色标记来分离这些蠕虫中的一个特定基因。然后,他们将能够通过显微镜观察到插入的标记在蠕虫的后代中,从而对所选择的特征进行清晰的成像和观察。

授课后,该课程将成为全国第三门同类课程,为本科生提供互动和有影响力的研究体验。哈斯蒂设计这门课程的目的是让学生掌握可转移的技能,即使他们选择的是研究以外的职业或未来的课程。

他告诉我:“对于那些可能没有考虑未来研究方向的学生来说,这门课程提供了一种体验,让他们可以探索、提问、测试和学习,而不用承受加入学院研究实验室的压力。”

为什么蠕虫?也许这不是一个古老的问题,但仍然引起了我的兴趣。根据哈斯蒂的说法,蚯蚓和本科生科研配对得特别好:蚯蚓性价比高,容易获得,占用空间小(成年蚯蚓只有1毫米长!),而且容易保养。即使在蠕虫中,秀丽隐杆线虫的种类也特别有理由使用它。它们是透明的,这使它们在某些线虫类上处于有利地位——在显微镜下,透明使得插入的彩色标记物很容易被观察到。此外,由于插入到母虫中的标记只会在其后代中可见,秀丽隐杆线虫的雌雄同体生殖周期也对课程的成功至关重要。,

本科研究员陈大卫在显微镜下研究他的一种蠕虫。

“很难说我们目前的研究最终会有什么结果。与哈斯蒂一起工作的本科生研究员陈大卫说:“事实上,秀丽隐杆线虫使科学变得令人兴奋。”“也许通过我们对某些蛋白质如何随着时间在老化的蠕虫中降解的理解,我们可以更好地理解人类的老化以及我们如何能活得更长久、更健康。”

黑斯蒂的班级提出的这类研究有可能影响对人类基因组的研究。人类生物学和透明的微观蠕虫的共同点比你想象的要多——在药物试验中使用秀丽隐杆线虫等蠕虫所得到的结果通常被证明适用于人类。已经有一些与Hastie合作的学生收到了来自其他大学其他实验室的测试请求。所以,也许,在哈斯蒂的帮助下,这些学生可以改变科学课程。

“我在实验室的工作当然对科学有贡献,”大二的研究贡献者瑞安·塞勒斯(Ryan Sellers)说。“无论是研究一种与特定癌症途径有关的基因,还是帮助塑造哈斯蒂博士未来的道路,我都在为被称为科学的集体知识体系添丁。”

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2020/03/04/squirmy-science/

https://petbyus.com/24616/

医疗’s ‘数字健康’未来

“我们多久才能看到一个新的(医学)领域的发展?”Satasuk ” Joy ” Bhosai(医学硕士)问道,他是杜克临床研究所数字健康和战略的负责人。

Bhosai在她的演讲“数字健康:我们如何规模化?”3月4日,星期三,在杜克大学护理学院。

Joy Bhosai,医学硕士

数字健康是一个覆盖范围很广的术语,指的是一系列广泛且不断增长的服务和产品,这些服务和产品将数字技术与医疗保健相结合,以提高其质量、效率和个性化。简单地说:数字健康就是医疗保健的计算机化。根据Bhosai的说法,当前最大的医疗数字化趋势包括人工智能(AI)/机器学习(ML)、数字化治疗和医疗服务模式的创新。然而,她展示了一个图表(如下所示),显示了该领域的影响范围。

数字健康是一个广阔的领域,包括许多类型的产品和服务在医疗保健领域。

Bhosai着重讨论了数字健康’的发展所面临的挑战,以及学术界和研究在解决这些问题中所发挥的作用。“有一个想法和技术仅仅是个开始,”Bhosai说。

为了证明她的观点,Bhosai重点介绍了Proteus公司。它们曾被估值为15亿美元,但由于没有提供投资者所需的有效性数据,目前难以维持运营。

她还指出了谷歌和阿森松岛之间的合作。这两家公司在数字医疗方面的合作有着巨大的技术潜力,但是他们受到了很大的阻碍,因为阿森松医院在没有病人知情或未经病人同意的情况下,将病人的s’医疗记录发布到了谷歌。

在开发和实施数字健康工具的生命周期中,Bhosai说,大多数公司在测试和扩展之间摇摆不定或失败。“要达到规模,证据和合适的合作伙伴是必须的。”

她提出了三个主要的挑战,作为目前的限制,以突破困难的过渡,压垮了这么多的数字医疗公司:1)转换想法的行动,2)评估和验证,3)采用和规模。

Bhosai认为,学术界和研究可以通过多种方式在解决这些问题上发挥作用。学者和研究人员可以洞察产品的适用性,为临床应用提供指导,提供联系和支持网络,实现解决方案,并在业务和增长模型的前沿建立创新。

Bhosai’s提出了数字化健康创新的生命周期。

这可能有助于解决诸如工作流之类的问题,这些问题在数字健康产品的产品设计中可能无法实现。谷歌Ventures与Augmedix合作,支持一个300人的团队,推出了谷歌眼镜,以提高医生与患者相处的时间。这种眼镜的设计目的是记录、存储和检索病人的健康记录。然而,当值班医生使用这种眼镜时,它们会使眼镜变得非常眩晕和失去方向感——如果在设计过程中整合了医疗专家,这个问题是可以避免的。

一个成功的例子是Akili公司,这是一家针对认知障碍的数字治疗公司。杜克大学的一个由医学博士丹尼尔·拉兹科维茨(Daniel Lazkowitz)领导的团队利用这种疗法进行了一项对照临床试验,结果证明这种软件改善了治疗组的情况。这项研究的结果已经提交给了美国联邦药品管理局(FDA),因此Akili可以围绕这些发现发表声明,以支持他们的服务。许多其他的数字健康产品可以从这些类型的试验中受益,这些试验提供了它们在医疗保健方面的潜在影响的证据。

一副谷歌玻璃眼镜(维基共享)。

“医疗技术需要提供者和学者,”Bhosai说。这是数字卫生领域未来发展的一个关键环节。Bhosai还指出,数字健康工具的用户并不总是客户。例如,医院系统通常是数字卫生服务的目标用户,但大多数医院都有技术要求,必须满足这些要求才能采用服务。一个产品可能是惊人的,但被禁止考虑使用,因为它会失败的系统安全审计。

客户直接消费的产品也必须融入患者的生活方式。“当产品是高触感的,你可能会失去参与感,”Bhosai说,“患者不想登录三个不同的应用程序,而他们可以登录一个。”

随着数字健康的迅速发展,该领域的公司应该努力导航适当的卫生政策,了解卫生保健的前景,并与学者和研究人员合作,以取得成功,为这个新的医学领域提供最好的服务。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2020/03/09/medicines-digital-health-future/

https://petbyus.com/24866/

世界银行利用大数据促进发展

显然,数据是新的石油。

与石油一样,数据可能被认为是一种能够产生创新和利润的生产性资产。它还需要改进才能有用。世界银行发展数据组主任付海山表示,与石油一样,数据也是一个发展问题。2月25日,她是杜克大学“反思发展:大数据促进发展项目的主讲人

Image,世界银行发展数据组主任付海山

虽然大数据是……嗯,大,傅解释说,它也有一个更集中的质量。她说:“当你深入了解时,你会发现一些非常私人的东西。”数字的庞大和杂乱并不那么令人生畏:一切都以某种方式整合在一起。所有这些数字都在回答同样的问题:谁、什么、何时、何地?

这就是为什么世界银行和世界各地无数的组织和个人已经开始将大数据用于社会和经济发展研究。它有助于以更高的精度、更大的效率和一个全新的视角来处理who
1what-when-where的实际和复杂的全球问题。

例如,世界银行的2019年坦桑尼亚贫困评估综合了住户调查结果和地理空间数据,以估计坦桑尼亚一个小区域内的贫困。尽管缺乏该领域的准确数据,但利用大数据进行估算仍然是非常强大的。事实上,其精确度的提高相当于调查样本量的两倍。

在非洲更靠西北的地方,世界银行也一直在利用科特迪瓦的大数据,根据手机用户数据来预测人口密度。

在科特迪瓦的,利用大数据进行预测(图右)实际上比人口普查数据(图左)的预测更精确。

在也门,正在使用来自多个来源的综合数据来确定道路网络和医院的实际可及性。世界银行可以在没有任何实际接触的情况下估计这类信息,从而提高时间和资金效率。研究表明,道路交通的减少与贫困有关,因此他们希望改善道路网络,更新人口估计,并进一步推动当地的其他发展。

巴西已经成为“社交媒体如何提供经济洞察力”的一个案例研究,傅解释道。在那里,世界银行(World Bank)一直在使用Twitter来探测劳动力市场活动的早期变化,在Twitter上搜索关键词和话题标签,并确定用户未来的就业状况是否与他们之前发布的Twitter信息有某种联系。有趣的是,Twitter指数和巴西的失业率也显示出类似的趋势。

这些例子只是世界银行一直致力于的许多大数据项目中的一小部分。尽管这些数据已被证明对世界各地的低收入国家很有价值,但某些地区数据的缺乏仍然构成了一个巨大的问题。数据赤字加剧了全球的不平等,高收入国家能够提供和获得更多的数据,从而获得新的改进技术。傅说,消除贫困需要消除数据剥夺。

世界银行有两个目标:(1)消除贫困,(2)促进共同繁荣。来自世界银行的
图像

消除数据剥夺是公共部门和私营部门之间的合作努力,这本身也是一个问题。一方面,公共部门数据的投资严重不足。另一方面,当今的赢家通吃的经济模式和某些超级明星公司的主导地位,导致一些私人公司避免共享数据,只青睐那些能够生成最大数据集的公司。

Fu说,建立数据伙伴关系对每个人来说都是一个学习的过程;这项工作仍在进行中,可能会持续一段时间。大数据的潜力已经存在,只是等待着被完全利用。“我们将共同拥有这个平台,以提高效率,促进负责任的使用,并提出可持续的倡议,”傅说的未来。

换句话说,世界银行才刚刚起步。

艾琳公园

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2020/03/05/world-bank-takes-on-big-data-for-development/

https://petbyus.com/24696/

学生们跳着舞走出了“AI Bias”

马丁•布鲁克(Martin Brooke)不是杜克大学(Duke University)普通的工程学教授。他教计算机科学家、工程师和技术宅们如何跳舞。

布鲁克与人合作教授表演与技术,这是一门互动式课程,学生在其中创建表演项目,并讨论技术在表演中的理论和历史意义。与托马斯·德弗朗茨(Thomas DeFrantz)建立了独特的合作关系。德弗朗茨是一名研究非洲和非洲裔美国人的教授,也是一名舞蹈专业的学生。两周后,它们将与动作感应的机器树互动,机器树会给它们拥抱;3D打印的心脏可以检测颜色并匹配人,有点像一个机器人的火绒。

托马斯·德弗朗茨(左)和马丁·布鲁克观看他们的学生在表演和技术课程中的表演。

布鲁克喜欢这门课的趣味性和互动性,但更重要的是,他喜欢这门课教会学生在设计新技术时如何考虑人的情绪、面部表情、文化差异、文化相似性和互动。

“人机界面”是指一个计算机程序或设备从人身上获取输入信息(如人脸图像),然后输出信息(如解锁手机)。为了让这些设备理解人机界面,程序员必须首先理解人类如何表达自己。这意味着科学家、程序员和工程师需要了解一门特殊的学问:人文学科。布鲁克说:“从事人机界面研究的科学家非常非常少。

学生们设计了一个机器人“Tinder”,当它检测到匹配的颜色时就会改变颜色。

布鲁克还提到了为了限制计算机偏见,理解人类表情和互动的重要性。当一个程序员对他人的偏见被转移到他们设计的计算机产品中时,计算机偏见就产生了。例如,许多最近的研究已经证明,面部识别软件在搜索犯罪嫌疑人时不能准确地识别黑人。

布鲁克说:“事实证明,当今技术的最大问题之一是人机界面。”“微软发现,他们有一种对动作敏感的人工智能,倾向于说女性(比男性更经常)生气。布鲁克说,在来杜克大学之前,他没有考虑将艺术和人文学科纳入工程学的重要性。他认为,对一些科学家来说,艺术地思考和表达自己可能会让他们感到不舒服。“当技术专家看重业绩时

例如,他们害怕it的性能方面。我们有一段视频,一个人说:‘我没有意识到我要表演了。“是的,那是我们实际上非常担心的,但最后,在视频中,在舞台上做慢动作跑——全身心投入,实际表演,并真正享受它。”

杜克大学在促进科学、技术、工程和数学的艺术和人文包容方面有很强的主动性。布鲁克计划在学期结束前,将Bass Connections——一个专注于公共宣传和跨学科工作的研究项目——带到他的表演和技术课上,通过一个他称之为“技术精英时代的人工智能偏见”(AI bias In the Age of a Technical Elite)的项目来展示偏见。 

布鲁克说:“你给一个人起一个6037号的名字,它就会显示出电影的名字、他们的角色以及电影的梗概。”“当我把我的名字,这是一个英文名字,它说,这部电影我将是关于一个小男孩生活在英国乡村变成了一个怪物,恐吓。”,这个程序说明像名字一样简单的事情也会有这么多耻辱。

Bass连接了从事技术和工程项目的学生。(摘自Bass Connections在杜克大学的官方主页。)

布鲁克希望他的课能教会学生思考技术和人机界面。“希望当他们真正开始设计产品时,这能给他们带来真正的好处。”

客座作者乔丹·安德森,科学与工程硕士研究生。社会

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2020/03/10/students-dance-their-way-out-of-ai-bias/

https://petbyus.com/24953/

女孩们的一天

杜克大学(Duke University)的任何一个工作日,走一走工程学院(Engineering Quad)和科学学院(Science Drive),你都会看到一幅激动人心的景象:睡眼惺忪、依赖咖啡因的大学生们去实验室或听讲座,耳朵里塞着耳机。

但是在2月22日,星期六,只要朝校园的这一边看一眼,你就会看到达勒姆地区近200名精力充沛、健谈的四年级到六年级女生。作为“顶石”活动的一部分,这是一个由杜克女性组织的活动,这些学生花了一天的时间参加了一系列的四项STEM实践活动,旨在让他们接触不同的科学、技术、工程和数学学科。

10岁的妮娜·麦克劳德(Nina MacLeod)在显微镜下观察果蝇幼虫时感到恶心,而她的导游、杜克大学一年级新生斯韦塔·卡夫勒(Sweta Kafle)则耐心地等待着。(Jared拉撒路)

FEMMES是指在数学、工程和科学方面更优秀的女性,是一个由杜克大学学生组成的组织,旨在提高女性在STEM学科中的参与度。她们的关注点从年轻时就开始了:女性为年轻女孩提供动手编程,全年举办各种活动,包括附近学校的课外活动和夏令营。

顶石是一个有趣的一天,杆暴露分为四个事件驻扎沿科学驱动器和E-Quad
2两个上午,下午两个,中午休息午餐。学生们被分成大约八人一组,由两到三名杜克大学的本科生和一名高中生带领。早晨8:45,天就亮了。我的主讲人是杜克大学心理学和神经科学教授斯泰西·比尔博。

Staci比尔博

比尔博解释说,她的工作围绕着微胶质细胞,一种脑细胞。一系列关于她科学生涯的幻灯片让人敬畏,特别是当她说到小胶质细胞在我们的免疫系统中起着重要作用,但科学家们过去对它们几乎一无所知。然而,也许最具影响力的是一张特别的幻灯片,它将小胶质细胞描绘成巨噬细胞,因为它们确实会吃掉细胞碎片和死亡的神经元。

一幅关于这一现象的漫画引起了年轻观众的各种反应,包括但不限于:“我从来没有当过医生!”,“我希望我是一个小胶质细胞!”“呃,为什么大脑这么恶心?”,“我很高兴我不是大脑,因为那太奇怪了。”

即使在2020年,虽然医学和兽医科学等领域的女性比男性多,但在物理科学、数学和工程学科获得学士学位的学生中,只有20%是女性。是什么导致了STEM学科中女性参与者的急剧减少?原因是微妙而多样的。例如,根据美国大学妇女协会2010年的一份研究报告,女孩在获得空间思维和推理技能方面有更大的困难,这都是因为年轻的女性儿童更有可能参与的游戏类型。

杜伦大学校区的学生在杜克EMS (Duke EMS)开设的女性课程中学习了如何进行血压检测。EMS是警察局和杜克生命航空公司(Duke Life Flight)的一个由学生管理的部门,全由志愿者组成。杜克大学大四学生凯拉·科瑞德拉·威尔斯(中间)给大二学生帕拉维·阿瓦萨拉拉戴上了血压计。(Jared拉撒路)

这就产生了一个先有鸡还是先有蛋的故事:女孩进入STEM的比例和她们的男性同龄人不一样,因此,未来的女孩们被劝阻不去追求STEM,因为她们没有看到那么多有成就的、明显值得尊敬的女性科学家。像Capstone这样鼓励实践活动的空间是让女孩接触到与她们的男性伙伴定期参与的活动
1的关键,也是让女孩接触到一个由其他女性领导的不可思议的科学和发现的世界的关键。

在bilbo’的演讲之后,它就开始了活动,由
2杜克大学杰出的女教授领导,这是对在鼓励女性参与科学时代表的重要性的认可。例如,由苏珊·罗杰(Susan Rodger)领导的一个计算机科学活动,教女孩们如何使用基本的计算机技能来创建3-D交互式动画。

埃米莉·克莱因(Emily Klein)率先介绍了如何根据外表对不同的矿物质进行分类,而以医学为中心的活动之一是杜克·埃姆斯(Duke EMS)向学生传授急救技能。

妮娜·舍伍德(Nina Sherwood)和艾米丽·奥兹多斯基(Emily Ozdowski,绰号“苍蝇女士”)在一场生物主题活动中,向学生们展示了显微镜下的果蝇。这一活动显然把小组分成了两组:女生们兴高采烈地盯着无意识的苍蝇,尖叫道:“好大啊,快看!”女孩们交换着厌恶的眼神,把她们的转椅挪得离实验凳越远越好。生物医学工程教授伊丽莎白·布乔兹(Elizabeth Bucholz)领导了其中一项工程活动,向学生展示CT扫描如何使用纸张、钥匙链灯和积木(代表身体)生成图像。与此同时,在数学中,希拉·维尔(Shira Viel)利用跳绳的活动来展示分数是如何解开不可避免的混乱和随之而来的混乱的。

那天绝对不全是科学。午餐LSRC爱的礼堂,大多数组织展开后嵌接了披萨和花了强烈的专注在学习(录音)TikTok舞蹈,当走科学驱动蓝色和阳光明媚的天空下,谈话范围从某人的Ugg靴子的亮片如何正确洗澡的狗,在有人叫喊喷发自信地宣称他们是顽固的焦油脚跟。

生物学副教授妮娜·舍伍德(Nina Sherwood)给9岁的艾玛·张(Emma Zhang)展示了一些果蝇,我们之所以研究这些果蝇,是因为它们与人类有75%的基因相同。(Jared拉撒路)

抽奖活动的最后一天有机会赢得杜克商品激励了许多闭上眼睛和交叉手指(“我想要一个waterbottle太坏,你不知道!”)和新朋友伤感地说再见,保税多少乐趣在一天结束的时候,有一件事很清楚:像顶石灌输信心至关重要的事件和女孩只爱干

作者:Meghna Datta

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2020/03/10/a-day-of-stem-for-girls/

https://petbyus.com/24952/

博学者Mae Jemison鼓励更大胆的探索和合作

照片来自Biography.com

“我不认为去火星对我们有足够的压力。这只是梅·杰米森博士(Dr. Mae Jemison)发表的大胆而发人深省的言论之一。2月24日(周一),杰米森博士来到杜克大学(Duke)发表演讲,这是由鲍德温学者(Baldwin Scholars)主办的第15届琼·福克斯·奥巴尔(Jean Fox O’barr)杰出演讲系列的一部分。

杰米森博士是跨学科研究的顶峰——尽管她最为人所知的身份是美国国家航空航天局(NASA)的宇航员,也是第一位进入太空的非裔美国女性,但她同时也是一名工程师、社会科学家和舞蹈家。杰米森博士一直都知道她要去太空——尽管在她成长的过程中,没有女性、人类或有色人种参与太空探索。

杰米森博士说,只是“抬头一看”就把她带到了这里。当她还是个孩子的时候,她会仰望天空,看星星,并想知道世界上其他地方的孩子是否也在看和她一样的风景。在20世纪60年代成长的经历让杰米森博士在很小的时候就意识到我们的潜力是无限的,而民权、不断变化的艺术和音乐以及非殖民化的政治文化都是关于“人们宣称他们有参与的权利”。

照片由伊丽莎白·罗伊提供

杰米森博士想要传达给听众的最大建议之一就是自信的价值,以及如何在人们受到诱惑而感到无能为力或忘记自己已有优势的情况下建立自信。“他们告诉我,如果我想领导项目,我需要一个医学博士学位杰米森博士解释道。“我上了医学院,因为我了解自己,而且我知道有一天我会想成为负责人。”

26岁时,杰米森作为塞拉利昂和利比里亚地区和平队(Area Peace Corps)的医务官,一天24小时、一周7天、一年365天随叫随到。她描述了一个病例,其中一名男子带着疟疾诊断从塞内加尔回来。当杰米森医生第一次检查时,诊断结果似乎更可能是脑膜炎。她用现场的材料调制了一种“抗生素鸡尾酒”,她意识到,如果不把这个人送到更好的医院,他可能会丧命。此时,杰米森博士想要进行军事医疗疏散,她有权这么做。然而,另一名与她一起工作的男子建议,在进行撤离之前,可以打电话给科特迪瓦的医生,或者德国医院的医生,看看他的想法。杰米森知道,在这种情况下,不管疏散的成本有多高,病人都需要被空运到德国。在反思这次经历时,她说她本可以给别人她的权威,但是让她对自己有信心,让她知道什么是正确的事情会对她的病人产生负面影响。

那么,如何保持自信呢?根据杰米森博士的说法,你是有备而来的。她知道她的工作是拯救人们的生命,而不是听别人的。杰米森博士还告诫听众要“重视、控制和保护自己的精力”。“她不能总是在非紧急情况下让自己有空,因为当病人的生命依赖于她的时候,她需要能量。

照片由伊丽莎白·罗伊提供

杰米森博士目前的项目是“百年星际飞船”(100 years Starship),目的是确保我们有能力进入星际空间。“星际障碍的极端性质要求我们重新评估我们自以为知道的东西,”杰米森博士解释说。半人马座阿尔法星是离我们最近的恒星,距我们超过25万亿英里。即使我们以10%的光速前进,我们也要花50年才能到达那里。我们需要能够跑得更快,交通工具需要自我补充,我们必须考虑时空变化。杰米森博士所说的“帐篷里的长杆”是人类的行为。我们需要知道人类将如何在一个小宇宙飞船里行动和互动,可能要在太空旅行几十年。杰米森博士正在深入思考我们如何运用我们已经拥有的知识来解决世界上的问题,以及我们如何开始为将来可能面临的问题做准备。例如,深空的卫生基础设施会有什么不同?当我们不知道如何在我们现在所在的“星际飞船”上与彼此互动时,我们如何在一个有5000人的星际飞船上行动呢?

回到儿时对观星的热爱让她来到这里,杰米森博士在演讲快结束时谈到,对我们跨越时间和空间的联系的认识不足,是大多数人的绊脚石。她与一个团队合作开发了Skyfie,这是一款应用程序,允许你将自己天空的照片和视频上传到天空挂毯上,并探索世界各地其他人上传的天空图像。杰米森博士希望这款应用程序能帮助人们认识到,我们与宇宙的其他部分是相互联系的,我们不可能独自作为一个物种在这个星球上生存下去。

维多利亚的牧师

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2020/02/25/polymath-mae-jemison-encourages-bolder-exploration-collaboration/

https://petbyus.com/24096/