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                電子科大教授堯德中當選美國醫學生物工程院院士

                來源: 作者: 發布日期:2020-03-19 訪問次數:372

                日前,美國醫學生物工程院公布了2017年的新晉院士名單。電子科技大學生命科學與技術學院院長堯德中教授當選,進入了今年新晉的145名院士大名單。作為一名外國籍教授,能夠當選美國醫學生物工程院院士非常不容易。美國醫學生物工程院對堯德中教授的評價:在腦電和磁共振的生物物理與數學模型方面作出了杰出的貢獻。堯德中教授對大腦的研究到底有什么樣的價值?他的成長經歷有著怎樣鮮為人知的故事?3月14日,華西都市報記者對堯德中教授進行了專訪。

                “半路出家”的腦電科學家

                據了解,美國醫學生物工程院新的候選人需要經過三個環節,即現有院士提名,遴選委員會評議,最后經所有現任院士投票,獲75%以上同意票才能當選。目前,該工程院一共有約1500名院士,每年能夠入選的外籍院士更是鳳毛麟角。美國醫學與生物工程院成立于1991年,是國際醫學與生物工程領域著名的非營利學術組織,匯聚了世界生物醫學工程領域的學術精英。他們代表了最具創新和特色的醫學與生物工程領域的學者和工程師,他們的貢獻對生物醫學儀器、醫療器械、疾病治療以及相關公共衛生政策的制定產生了重要的影響。

                堯德中教授今年52歲,他在學術領域的跨界很大。1981年,16歲的堯德中考上了西南師范大學,在之后的12年里,他先后在四個大學學習了物理學、土壤物理、地球物理和微波工程等4個不同的專業,罕見的橫跨了理、工、農三大學科領域。1993年,他27歲博士后出站,再次“半路出家”轉戰“腦電科學”,卻在29歲即被破格提升為正教授。他說,正是跨界給予了他不竭的靈感和創新的動力。

                為醫生做腦部手術提供評估依據

                堯德中教授的研究很有意思,他從談跳水運動員開始了采訪?!芭e個例子,有一名跳水運動員說過,他無時無刻不在想象著跳水?;蛟S大家會覺得這是編的,其實這是真的。想象的過程,其實是在對他的大腦進行刺激,盡管他并沒有實施跳水這個動作,但同樣起到了鍛煉的效果?!痹趫鋈藢Υ耸煮@訝,堯德中教授笑了,“喜怒哀樂與人的大腦有關,這個道理是大家很容易理解的。而實際上,人掌握的技能,人的體能都與大腦密切相關?!?/span>

                堯德中教授說,目前,抑郁癥、焦慮癥以及自閉癥等精神類疾病的病因在醫學上都不明確。醫生對于這些病癥的診斷,往往依賴主觀判斷,因為沒有客觀的生物指標。而他和他的團隊正在做的事情,就是利用磁共振影像去尋找客觀的指標,希望看到大腦里面究竟發生了怎樣的變化。假設醫生面對一名需要做手術的癲癇病患者,醫生可能懷疑他的腦部中的某些組織出了問題,決定把這個區域切掉,但這樣的手術可能會導致患者喪失語言能力,或者失去某些知覺能力,這就需要對患者進行術前評估?,F有的一些結構影像方法往往難以準確的給出病灶和重要功能區的邊界。

                堯德中教授等希望發展新的“功能影像技術”,更好的判斷患者大腦中的哪些組織對身體的哪些部位起作用,從而為醫生提供更好的手術方案,這樣就可以把對患者的傷害減小到最低程度。

                老年癡呆癥有望在早期被發現

                “再說抑郁癥,在臨床上的表現就是失去了愛和恨的能力,對什么東西都沒有了感覺。借助功能影像去觀察患者腦區之間的連接關系,可以看到他們與常人的不同之處,為臨床醫生提供診斷、治療方面的參考,比如,跟蹤患者治療一段時間后的腦影像變化,可以了解藥物治療是否達到了預期的效果等等”。對于目前世界級難題——老年癡呆癥,堯德中教授說:“有一句老話叫做老來還小,也就是說,人老了之后,他的腦部結構功能會變得像小孩子一樣。人腦本來有很多皺褶,但是年齡大了之后皺褶越來越少,進而導致他的認知能力、反應能力等越來越低,這些算是正常的老化現象。而老年癡呆癥會明顯加快這一進程,盡管目前并不知道老年癡呆癥的確切原因,但已有研究發現,在腦影像上可以較早的看出變化,從而為及時的干預、治療贏得時間,延緩老年癡呆的進程,大大的提高患者的生存質量。堯德中團隊正在發展的游戲技術,有可能用到相關疾病的的干預上。

                胎教音樂沒有想象的神奇

                堯德中不僅研究疾病,他對于音樂也有非常深入的研究。

                堯德中曾經做了一個很有意思的研究,他發現長期接受音樂訓練的兒童,除了音樂表現更好之外,數學和語文成績并沒有明顯差異,只有外語略有優勢。堯德中曾經開玩笑地說:“敬請現在的母親和未來的母親們,千萬不要盲目地把胎教音樂的作用想象得那么神奇!”

                堯德中通過研究發現,腦電信號與音樂具有共同性,于是他把腦電信號的“振幅”翻譯成音樂的“高音”,把腦電信號“周長”翻譯成“音長”,把腦電信號的“功率”翻譯成“音量”,這樣,一段腦電信號就可以輕松翻譯成一組旋律,并且在計算機上進行播放。

                堯德中發現,由于大腦在不同狀態下的腦波特性各異,腦波音樂會隨之變化。例如癲癇病患者的腦波音樂聽起來可能有點“波瀾起伏”;而老年癡呆患者的腦波音樂,則像一條寧靜的河流?!拔覀兛梢詮哪X波音樂反向推測大腦的活動狀態,”堯德中說,“雖然老年癡呆患者無法表達自己的感受,但從其舒緩的腦波音樂中可以推測,他的內心或許很寧靜,幸福指數可能并不比我們低!”

                堯德中說:“音樂還有一個神奇的用法是緩解疼痛。以年輕人喜歡的牙齒矯形手術為例,研究者把這些人的腦電信號轉換成腦波音樂,然后把接受測試的人分成兩組,一組聽自己的腦波音樂,另一組作為對照組,不聽腦波音樂但接受正常的心理認知干預。最后的結果是:聽自己的腦波音樂的人,其疼痛指數明顯低于對照組?!?/span>


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