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生物医学工程:交叉中创造未来

2021-05-27

求学·文科版 2021年5期
关键词:类脑学妹生物医学

专业名称:生物医学工程

专业分类:生物医学工程类

讲述人:小K(电子科技大学)

适合人群:具有钻研和求知的学习精神,学习态度认真谨慎;具有一定的创新能力和想法,有深造打算的同学

生物医学工程是干什么的

学妹:学姐,我今年刚刚进入生物医学工程这个专业。听说这个专业和咱们国家的前沿产业有关,这听起来就很“高大上”啊,具体是干什么的?

小K:生物、医学和工程——其实从这个专业的名字就可以略知一二了,但是要具体解读这个专业,不能单纯从名字入手。因为专业的名字中有“生物”二字,很多人误以为我们是做生物实验的,比如说养小白鼠、制药、基因编辑之类的。其实不然,这些是我们的同行——学习生物技术和生物工程的同学研究的问题,而我们生物医学工程专业,可以概括为“以工程技术为生物和医疗行业服务”。

生物医学工程包罗万象,研究范围广,程度深,发展潜力巨大。生物医学工程包含生物信息学、医疗产品器械、神经影像学研究、脑机接口、心理物理学等——我给你举个例子吧,你知道霍金吗?

学妹:我知道。他是世界上最伟大的物理学家之一,由于早年患有肌萎缩侧索硬化,导致躯体逐渐瘫痪,终年依赖轮椅。说到这个,我觉得那个大名鼎鼎的轮椅特神奇,他居然能用轮椅上的电子设备打出自己想说的话,最后再播放出来。

小K:没错。你提到了他的轮椅。新版“霍金轮椅”主要通过眼动追踪、联想输入和语音合成器来播放想说的话。其中一部分关键技术就是由生物医学工程研究领域的“脑机接口”实现的。轮椅是怎样读取霍金的思想的呢?科学家和研究人员记录和识别大脑思考时的一些神经的放电信号,经过信号处理和计算机交互,就可以实现如控制轮椅、打字等一些简单的活动。

学妹:我懂了,学姐。生物医学工程更像用计算机和电子技术来解决我们的医疗问题,这就是它“工程”的体现!

小K:是的,我们的专业还涉及神经影像学。我们学校的生命科学与技术学院设立有磁共振中心,利用我们耳熟能详的磁共振技术,可以将人脑在思考时的神经活动可视化,从而进行人脑功能的研究。

我再举个例子吧,我们都知道大脑是人体最精细的器官,不同的分区包揽了人体不同的功能。自闭症儿童的语言和行为存在异常,通过磁共振后计算机处理过的大脑图像,我们可以看到自闭症儿童在完成一些任务时,他们负责语言和行为的大脑区域比正常人更暗,这意味着脑区活动的不活跃。

除此之外,我们平常去医院看病和使用医保,相关信息都将录入数据库,如何构建系统进行信息的提取和调用呢?微弱的神经放电如何放大而被人们所知呢?超声仪器和血液透析仪器是怎样改进的呢?是否可以将大脑看作一个超级计算机芯片呢?诸如此类,这些都是我们生物医学工程专业要研究的问题。

生物医学工程专业需要的知识

学妹:听了学姐的介绍,我总算是明白了,怪不得大家都说生物医学工程是一门典型的交叉学科专业。那我们这个专业平常要上什么课,要学习哪些知识呢?

小K:除了理工科生必修的基础学科——数学和物理,我们也会学习如何用计算机编程,这是当下必不可少的一种技能。还有各种电子技术,比如单片机、模拟电路和数字电路等课程,你能学会电路图的分析,了解在信息世界中是如何实现基础逻辑语言转换的。另外,看懂捕捉到的电子信号并为其降噪,这就是信号与系统、数字信号处理等课程的内容,你会认识历史上的大科学家傅里叶、香农。此外还有医学类的专业课,比如生理学、医学仪器原理、生物实验,你会学习如何测量心电、血压等。

这个专业学习的内容比较多,较高的专注力可以帮助你打好理论基础;一颗求知若渴的好奇心,可以帮助你融会贯通。如果你将来想搞科学研究,你会发现身边有学电子工程、通信工程、计算机、数学等专业的同学和你一起研究生物医学工程问题,不同专业的同学身上都有不同的特点,虚心求学、互帮互助是十分必要的。

生物医学工程的前景

学妹:生物医学工程专业的前景如何?

小K:刚刚我已经提到了,生物医学工程的研究方向十分丰富,大体可分为软件和硬件方向。我们学校的科研氛围浓厚,如果你能致力于科学研究,读研甚至读博,那么等待着你的是非常广阔的科学世界。我们学校的师资雄厚,教学水平和科研水平都很高。比如学校现在正在建设“三医+人工智能”科技园,将技术创新和产业创新融合打造新生态链和千亿级产业生态圈。2020年6月,电子科技大学四川脑科学与类脑智能研究院成立,研究院以类脑智能和神经工程为重点,以探究脑机制、诊治脑疾病、模仿脑智能作为主攻方向,建设云脑大数据平台和类脑智能研究平台,开展脑科学与类脑智能技术攻关,服务全球脑科学与类脑智能领域研究。

我身边的大多数同学在本科毕业之后都选择了继续深造,有的进入了国内名校甚至世界名校,比如清华、北大、上海交大等。如果你想本科毕业之后就业的话,就业面也十分广,有的同学在本科期间就已经进入了医疗器械公司以及医院的生物医学工程科、影像科、设备科实习,还有的进入了如华大基因等生物科技企業。我有一个博士学长从事医院信息系统的构建工作,薪资水平很高。甚至你可以选择跨学科,比如将生物医学工程的技术与企业管理、金融科技相结合。

如何进行职业生涯规划

学妹:听学姐说了这么多,我对即将开始的大学生活充满了期待!学姐你觉得要怎样做职业生涯规划比较好呢?

小K:首先,能培养专业的兴趣是最好的了,大一、大二的阶段就是打基础的时候,而大三、大四就是逐步接触专业深层次内容的阶段。在平常上课的过程中,你也可以关注最新的专业相关新闻和研究成果。俗话说“纸上得来终觉浅”,在学习过程中,学院的老师们都是很欢迎同学们来交流探讨的。学院往往也会开设一些科研计划,这些计划可以帮助你提前进入实验室,在实验室中接触到实际操作和论文的撰写,由此可以知道自己将来想做什么,是否真的能在这个研究方向一路走下去。这也能加深你对生物医学工程这个专业的理解。

同时,你也可以修炼自己的技术能力,毕竟技术型人才在哪里都可以发光。你可以选择参加一些实习,为将来的技术工作打下基础。同时,由于本专业学习范围的宽泛,在大学期间你可以参加一些学科竞赛,比如iGEM国际基因工程大赛,这个比赛我们学院年年都有同学参加。生物医学工程和生物技术专业的同学相互合作,争取拿下金奖,含金量可是很高的噢。弱水三千,只取一瓢,相信你一定能找到自己喜欢的方向。

学妹:谢谢学姐!

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