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张维:数据捕手的“意外惊喜”

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发表于 2021-3-5 11:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
张维:数据捕手的“意外惊喜”



从30亿碱基对的基因组中找到潜藏的联系,在海量的数据中抽丝剥茧,掘出待解的秘密……生物统计,是一项恢弘与精密并存的谜题,对解密者的要求颇高,毕竟人们要用数理的方法,分析解释生物界现象与规律,甚至揭示生命的本质。

而这,也是张维的研究所在。这是个文静小巧的女孩,气质清甜,笑起来眼睛弯弯的也亮亮的,好像有星星格外打动人,但一讨论起科研相关,思维缜密、逻辑清晰,秀外慧中是对她的极合适评价。作为中国科学院数学与系统科学研究院的青年科研人员,张维像一位“数据捕手”。她相信,数据里有着太多信息。分组检测、临床试验、诊断医学及遗传关联分析等领域的统计理论、方法和应用都是她的研究内容。

以分组检测为例,这是一种经济有效的检测算法,在疾病检测、食品毒性检测、药物开发和DNA筛选等领域有着广泛的应用,既能保护病人隐私,也能显著地节约检测成本和时间。新冠疫情爆发之际,中国作为最早开展大规模核酸检测的国家,核酸检测的“闪电速度”也正是因为使用了分组检测。简单来说,分组检测要先把样本成组混合检测,如果某组结果为阳性,则再进行组内单个检测,以找到真正患病的个体。但究竟怎么分组,才更高效、更精准、更快速,是个并不简单的统计问题。

母亲-婴儿(mother-infant dyad)研究是张维从事过的一个典型的分组检测研究。研究中通常关心的问题是:是否能够在妈妈身上寻找到诊断新生婴儿的先天性疾病的生物标志物。但由于新生婴儿的样本(如血液样本)不足或采样比较困难,他们的疾病状态是基于组的检测结果。对此,她和团队伙伴提出了两阶段非参数估计法来估计基于分组检测结果的生物标志物的分布函数和诊断精度,并推导了其相关的渐近性质。此外,他们还将该方法应用于 NHANES 数据,估计了关于衣原体病的生物标志物 C-reactiveprotein 的分布函数和 ROC 曲线。

从本科时代就对统计感兴趣,机缘巧合下听同学起去国外交流时从事的生物统计很有意思,张维研究了一下,发现这是门结合了数学方法和自己从高中时代就喜欢的生物遗传的交叉学科。于是从厦门大学本科毕业后,张维就来到了数学院,硕博连读统计学。

采访中,张维多次提到对两位导师的感谢。刚读研时,导师邹国华研究员并没有急着给张维“安排”方向,而是挑选了若干领域的优秀文献给张维,指导她通读,并沟通张维的兴趣方向。当张维确认了要研究生物统计时,邹老师又特意推荐了实验室的另一名同属此方向的老师李启寨研究员,二人一起指导张维研究。第一次写论文时,张维毫无经验,编写的程序可读性不高,导师李启寨研究员非常耐心地在电脑前逐行帮她修改,然后再逐行解释修改的原因……导师们的严谨认真让张维记忆深刻。

也正是硕博期间在数学院求学的经历,让张维结束了在耶鲁大学公共卫生学院和美国国立卫生健康研究院(NIH)国家儿童健康与人类发展研究所的博士后研究后,回国再次投入数学院的怀抱。

“一是喜欢数学院的氛围,在院里经常能看到80多岁的院士专家们,哪怕雪天或天气不好时,他们也坚持每天到办公室来;二是非常感动于导师对学生的培养,是带徒弟式地培养学生。”张维说。

通常人们认为,数学研究需要智慧和天赋,但在张维看来,“态度也尤为重要”。科研需要坚韧,从事研究像拆一个和时间有关的盲盒,有的“盲盒”要全心全意地拆1年、2年、3年、5年……甚至更久,当然偶尔也存在有的盲盒能轻易打开,但如果精气神只能坚持几个月,便草草放弃,结果往往不会太好。

一次“意外惊喜”令张维印象深刻。彼时,她正从事一项生物标志物研究。疾病诊断是疾病治疗的重要开始,而张维的研究就是希望能找到对应某种疾病,检测精度更高的标志物,但研究并不顺利,尝试了诸多角度,几乎都没太多突破。但此时,一位合作者的出现带来了转机。这位合作者从事的方向是指纹识别,他拥有一些指纹数据,他也希望张维可以帮助研究指纹匹配,通过提出更佳的匹配算法,提高现有的指纹匹配精度。对张维来说,这也是个新挑战,相当于把疾病检测对应成指纹识别,把检测精度对应成匹配精度,将疾病检测的数据模型和统计方法迁移到另一个新领域中,实现更高层次的“举一反三”。

“一定要相信没有白白付出的努力,”经过多次尝试,大量地自学补充知识,研究初告成功,也为张维开辟了一方新天地。在当下,科研工作似乎并不符合这个时代强调即时收获与反馈的“潮流”。探索未知,本身就是一场勇敢者的游戏,需要心智强大。“要有属于自己的节奏,在勤奋努力的前提下,要沉得下心来。”张维说。
当然,作为一个90后,在科研之余,张维也喜欢运动、电影和美食,把生活过得充实丰富。“未来,我的期待是有更多时间静心从事科研,做一些有突破性的工作,等自己渐渐更成熟了,也希望可以带学生,像导师培养自己一样,认真地培养学生。”

“如果我提出的(研究)方法能够被更多人使用,我会感觉非常开心。做科研就是我最大的诉求,能一直这样坚持下去就很好!”

来源:中国科学院数学与系统科学研究院

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发表于 2021-3-5 13:12 | 显示全部楼层
:lol美帝马上不给装逼的机会了,就在国内内卷吧。
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