Nature｜如何成为一位优秀的跨学科研究者？

由于社会面临的问题的复杂性，跨学科研究变得前所未有的重要。转换领域可以让你拥有新的视角，并创造出最大化每个人利益的解决方案。我是领导一个项目的主要研究人员之一，该项目旨在描述农场动物的微生物组，以实现精准畜牧业，这是一种利用技术提高生产力的现代实践。我的重点是开发数学模型来代表牛胃中微生物组的活动。为了创建可靠的瘤胃模型，我最关心的是我的模型是否与实验数据匹配。然而，对于作为动物科学家和兽医的团队成员来说，他们的首要任务是最大化生产力以及我们的数据收集过程是否与动物的福利兼容。转换研究领域教会我从不同角度处理问题。

在学习新的实验技能方面，转换对我来说并不容易。我在攻读博士学位期间接受了理论建模培训，但我觉得我需要额外的培训来自己收集实验原始数据，以便我的模型足够真实，而不是依赖于我无法控制的已发布的数据。因此，我在加州大学欧文分校攻读了博士后，在那里我研究了一氧化氮在肺部的转运和代谢。我记得在细胞研究中经历过实验失败，因为它们不能很好地形成气道上皮层。我担心我低于预期的生产力会损害我的职业发展。

在细胞培养模型几次失败后，我记得周围都是实验室成员，他们为我提供了技术建议和情感支持。因此我建议计划转换领域的研究人员加入一个在培训新手方面经验丰富的实验室，因为技术和社会支持都是克服挑战的关键。

研究人员在转换领域后可能需要重新建立他们的科学网络。我是一个内向的人，这使得社交变得更加困难。我采取了一种策略，开始在共同的研究兴趣的基础上建立关系。通过这种方式，其他各方可以感受到你对科学的热情，并且你可以解释你的背景如何为该领域贡献新的观点。

我最初的计划是从事音乐治疗职业，所以我的本科学位是心理学和音乐。对于我最后一年的毕业课题，我选择了生理心理学研究，其中我研究了啮齿类动物酒精成瘾的神经机制。尽管这是我第一次接触湿实验室，并且与我之前做过的人类参与心理学项目相差很大，但我非常喜欢它，并决定转换领域以攻读神经科学博士学位。

与具有神经科学和生物学背景的同龄人相比，我处于不利地位，因为我最近接触生物学的经历是在中学。为了让博士面试和招生小组相信我真的感兴趣，我广泛阅读了用于阐明大脑功能的新兴技术和技术。我的建议是表明你了解你要进入的领域的“时事”，并且已做好接受挑战的心理准备。

一位面试官给了我一份品质和特征清单，要求我根据它们对博士生的重要性进行排名，然后问我为什么要对它们进行排名。另一个人问我过去的项目中是否有未解答的研究问题，如果我留在这个领域，我会进行什么样的后续实验，以及为什么。

我目前正在开发治疗帕金森病的技术，通过帮助移植的神经元存活并更好地融入大脑。拥有心理学和神经科学背景对我帮助很大。在心理学中，我们使用自上而下的方法研究问题，观察行为并尝试找出其原因。这是一种有用的系统级方法，但需要注意的是，可能有很多因素导致该行为，并且它们之间的关系可能不清楚。相比之下，神经科学采用自下而上的方法，其起点通常是基因，研究人员有兴趣了解该基因的突变如何影响神经元传递和行为。这种方法提供了基因和行为之间的直接、机械联系，但在分析由许多基因调节的复杂行为（如精神病学）时，它是不够的。

我利用我的背景来利用这两种方法，我认为它们是互补的。在我目前的研究中，自上而下的方法可能看起来像使用身体康复来帮助移植的神经元移植物更好地生长，而自下而上的方法可能看起来像在移植过程中添加药物以提高存活率。它们是看待同一问题的两种方式，它们在促进移植物存活方面可能具有非常不同的潜在机制，但都指向一个共同的目标，即治疗帕金森病。

与同龄人相比，我走了一条非常规的研究道路。我同时有化学和医学博士学位，这为我目前担任跨学科研究小组的领导者奠定了基础。2006 年，我完成了我的第一个化学博士学位，之后在荷兰埃因霍温的一家公司 SupraPolix 工作。在那里，我帮助开发了用于生物医学植入物等应用的聚合物，同时在格罗宁根大学医学中心攻读我的第二个博士学位。

2008年，我开始在埃因霍温科技大学担任助理教授。开始第二个博士学位的一个关键动机是我对超分子化学的兴趣——一个专注于定向、可逆分子相互作用的子学科。我想将其应用于生物学并改善健康。

在接受过化学培训后，我专注于化学合成和反应，我可以花几年的时间来开发这些化学合成和反应，但医生最感兴趣的是能够快速造福患者的研究。

我记得当一位医生告诉我我需要更快地开发生物材料以便将其用于患者时，我感到很失落，因为这个目标仍然很遥远。我还需要学习“语言”，因为生物学家和医生总是热衷于分别讨论细胞信号通路和疾病，而这些领域是我作为化学家没有接触过的。

如果你是一名考虑转领域的研究人员，首先你必须热爱学习。陡峭的学习曲线可能会让你感到畏惧，但如果你热爱你所做的事情，你最终会克服它们。其次，从小事做起。你不需要像我一样立即转换领域或开始攻读第二个博士学位。您可以与同事和朋友一起开始小型跨学科项目，然后再决定这条道路是否适合你。

第三，也是最重要的一点，在转换领域之前建立你的核心专业知识。尽管我的第二个博士学位是医学科学，但我利用超分子化学知识来设计生物材料来改善肾组织再生。这使我能够磨练我的核心专业知识并连接到新的领域。我对科学的一个担忧是现代研究项目中过分强调跨学科知识培养——我担心这会培养出具有广度但缺乏解决难题的专业知识深度的研究人员。

你还应该相信自己的研究经验将为应对转换领域的挑战做好准备。我在第一个博士学位期间接受的培训帮助我仅用了两年半的时间就完成了第二个博士学位的实验部分，因为我可以应用类似的故障排除技能。通常情况下，该计划需要四年时间。

跨学科研究是将基础科学和应用科学联系起来，然后利用这种协同作用来解决问题的好方法。我喜欢分享的一个例子是基于超分子聚合物的血管移植物和心脏瓣膜的创建，我们于 2004 年在学术实验室中首次展示了这种技术。荷兰公司 Xeltis 目前正在对这些进行临床研究测试，最终造福患者。如果没有多学科团队，这永远不会发生。

我一直对人文学科很感兴趣，我的爱好之一就是研究拉丁语等古代语言。在攻读理论物理学博士学位期间，我有机会阅读了用拉丁文写成的古代数学手稿，并立即被几个世纪前科学家的辉煌工作所吸引。例如，十六世纪的数学家试图研究曲线，但微积分尚未发明。

尽管我对研究科学史很感兴趣，但直到 2002 年，即我完成博士学位四年后，我才转行，当时里斯本科学院联系我编辑一位 16 世纪葡萄牙数学家的著作。除了学术上的挑战之外，我认为这将是一次非常有意义的任命，因为我们需要更多的葡萄牙科学家作为榜样，以激励我国的年轻人考虑科学事业。

在将近过去了 21 年后，现在我的研究包括研究古代航海手册（称为船辙）和地图，以了解 16 世纪和 17 世纪的人们如何进行长途海上航行——这些探险塑造了地球的概念，包括地磁、稳定的风型和洋流。

转行是我无意识规划的职业道路。我的建议是研究人员仔细思考他们的才能是否与他们有兴趣解决的新领域的问题相匹配。每年，我都会有一些理科本科生有兴趣与我的团队一起进行科学史研究生研究。为了帮助他们做出正确的职业选择，我进行了认真的讨论，找出他们的动机，甚至给他们布置阅读材料来测试他们的能力。

当我第一次转领域时，很多同事都不相信我是认真的。他们认为我正在放弃科学。直到我作为一名科学史学家发表了第一篇作品之后，我的同事们才认为我致力于并有能力胜任我的新领域。会有怀疑者，但是不要因为他们而感到士气低落或受到同伴压力。相反，用你的生产力来说服他们。

科学史学家可以接受人文学科的经典培训，或者像我一样，首先接受科学家的培训。如果时光倒流，我仍然会选择攻读科学博士学位。这种训练帮助我更好地理解科学逻辑并轻松解释古代数学文本。这对我作为科学史学家的工作有很大帮助，它体现了跨学科培训的价值。

编辑 | 罗虎

来源 | Nature

审核 | 医工学人