院士1课堂丨探秘仿生科技,院士解码生命质量
都知道智商IQ以及情商EQ,可你知道LQ吗?LQ是Life Quality的缩写,即生命质量。它聚焦于人们的生活品质,决定了一个人快乐与否。11月20日,新西兰皇家科学院院士、澳大利亚工程与技术科学院院士陈晓东莅临南京一中,以生命质量为引,围绕体外消化道系统的发展,为全校师生带来了一场精彩的讲座。报告厅座无虚席,掌声不断。
生命质量三要素
“生命是有限的,而生命质量则是衡量我们生活质量的重要标准。”讲座开始,陈晓东院士引领师生们思考生命的真正意义,他通过化学反应速率的概念,巧妙地说明生命质量的高低取决于三个要素:个体的生命存在、物质条件和精神追求。三者缺一不可,可以根据个人情况有所侧重。
陈院士展示了一张图表,图中描绘了人们从出生到老去的动态生命质量。他表示人的一生可以用各种曲线表示,人们常说“不能输在起跑线上”,起跑线到底是什么值得深思。他鼓励大家在不同的人生阶段保持平衡,追求持续的自我提升和精神满足。
结合自己的学习与工作经历,他强调理工科学生不仅要掌握科学技术和工程知识,还要学习心理学、人文、艺术和社会科学。科学服务人类,只有全面理解人类的需求,才能真正提升生命质量。
“脖子以下”工程
食品、饮品、医药是生命质量的最重要物质条件。
陈晓东院士将食品工程分为“脖子以上”和“脖子以下”两大领域,前者侧重于满足消费者感官体验的需求,如色、香、味、口感等;后者则致力于关注人体健康问题,消化、吸收、肠动力、菌群等。
为了在工程学和营养学/医学之间架起一座桥梁,陈院士开发了人类消化道的体外模型。“我从小就喜欢做各种各样的模型,我就想如果能将动物或人类的消化系统完整模拟,是不是就可以用来研究食物在体内是如何消化吸收的,甚至研究药物如何释放。”他前瞻性地看到了“仿生”的重要性,一坚持就是二十年。
陈院士将生理现象工程化,从化工的角度看待消化道:口腔是破碎机,食管是不会堵的管道,胃是反应器,小肠是搅拌器……各个器官遍布探测器,大脑负责检测和控制。由此,一系列仿生消化系统研发出来,口腔模型、成人消化模型、婴幼儿消化模型、结肠反应器、各类动物消化模型……陈院士表示,柔性器官、电子驱动设备和智能计算机系统的协同工作,使得模型能够更真实地模拟器官的运动和功能。他希望通过精准体外仿生,可以减少动物、人体实验,更好地推动相关领域的发展。
讲座中,陈院士还和同学们深入探讨了人类动态营养学这一前沿且多学科交叉的领域。他指出,动态营养学旨在研究人体在不同时空尺度下对营养物质的吸收、代谢和调控。通过实时监测和个性化调整,实现最佳的身体状态和健康水平,与生命质量息息相关。
深度思考共交流
陈院士的讲座内容丰富、语言生动,引发了在场师生的热烈讨论。许多学生在讲座结束后积极提问,与陈院士进行了深入的交流。
勤于思考、善于总结的一中学子,还纷纷写下了自己的感悟,以思维导图等形式结构化、有序化地呈现学到的知识,加深思考深度。正如陈院士题词所说的:“宇宙超大,好玩的超多!”期望同学们保持好奇心和求知欲,以积极的态度面对每一个挑战,追求更高的生命质量和人生价值。
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