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Neuron:写给未来的神经科学家

brainnews创作团队 brainnews 2022-09-21




01

技能篇


近年来,许多神经科学领域的研究者意识到,随着越来越多的神经元的记录和相关机器学习模型的建立,了解、学习以及运用背后的程序编码是十分必要的,并且熟练该项技能的研究者往往具有更有更高的薪酬。然而在神经科学本科和研究生教育当中,提供的编程课程却十分有限,这与前者的高需求并不匹配。


Ashley L. Juavinett教授观察到这种现象,总结了导致这种不匹配的可能原因,提出了可能的解决方法,希望能够弥补这种不平衡,并且于2021年12月在Neuron 杂志发表了题为“The next generation of neuroscientists needs to learn how to code, and we need new ways to teach them”的文章。




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教师本身的编码能力


在提供编程课程之前,大学以及其他研究机构的神经科学领域的教师本身应该具有熟练编程以及将这种技能教授给他人的能力。然而在对机构成员调查时发现,只有一半以下的人曾经上过计算机编程课程或者可以熟练地自行编程 (Figures 1A 和 1B)。


这种现象可能会被改善,因为调查也发现,同时期的研究生、博士后等人员更多地参加过编程课程(Figures 1A),而且相比之前,编程也被更多地纳入了PhD课程当中(Figures 1D)。虽然如此,另一个隐忧就是上过编程课的人并不一定具有教授这种技术的能力


为了满足对计算机编程教师的需求,可能需要对这种技能感兴趣的教师进行培训。许多生物或者神经科学的自学编程者可以开展一些入门级的教学,或者将计算机编程课程融入到神经科学的课程当中,这既增长了教学者的编程能力,也增强了他们的教学能力。


除此之外,机构可以为教师提供参加训练营或在线编码课程的奖励。目前有很多非正式的在线项目和课程可以提供给初学者或者更有经验的编码者。另外,神经科学部门也应该聘请那些有兴趣将编程整合进他们课程的学者。




编程工具的可获取性


不同的编程语言和编程环境在获取和理解上各有不同。MATLAB虽然可获取,但是对于非大学或者研究所等机构的人员来说,要使用MATLAB却十分昂贵。此外,一些编程环境的建立需要安装必要的软件和安装包,对于非专业人士来说也十分复杂和麻烦。


近年来,免费的Python语言和R语言的以及Jupyter Notebooks等使用友好型的编程工具使得编程变得相对容易。Python语言在神经科学领域中被广泛使用,R语言在统计以及生物信息研究中也发挥着很大的作用。



“应用”和“基础”编程课程的需求


虽然计算机科学和工程系长期以来一直提供编码入门课程,但是在神经科学和生物学领域中,这些课程很少见。而且相对于软件开发者来说,神经科学领域的研究者更想要学习“应用”类的相关编程技能以便于之后在神经科学当中使用。


对于神经科学领域的研究者,他们需要学习基本的编程基础知识来应对各种不同的数据集,使得他们能够分析和可视化不同形式的数据,并在命令行和编程环境中执行程序。


但是在基础计算机课程中当中比较重要的编程“语法”或者复杂函数的开发等对于神经科学研究人员来说并不那么重要。毕竟,研究者想使用编程工具来解决或回答有关他们数据的问题,这比表达语言的语法更重要。


此外,很多神经科学领域的学生认为他们并不擅长“计算机”,因此并不情愿去学习基础的编程课程,因此,需要学科特定的编程课程来解决这个问题,这需要很多时间和努力来实现。



结 论


同时具有深厚的生物学知识,强有力的教学能力以及具有可以开展学科特定编程课程的编程能力的教师是很难得的。对此,机构应该聘请不同的跨学科教师,他们可以教授创新的、特定学科的编码课程。


此外,学位课程中没有编程课程的学生也可以自行在非正式的一些在线编程课程中学习。同时,有一定编程基础但还并不熟练的教师也应该跨出他们的“舒适区”,学习更多的编程知识。下一代的神经科学家需要编程。



参考文献

Juavinett, the next generation of neuroscientists needs to learn how to code, and we need new ways to teach them, Neuron (2021), https://doi.org/10.1016/j.neuron.2021.12.001.


编译作者:KK(brainnews创作团队)

校审:Simon(brainnews编辑部)





02

实验室管理篇


实验室是科学家的核心工作场所,可以在支持心理安全、精神健康和幸福感方面发挥关键作用。在此,美国密歇根大学Meghan A. Duffy团队提供了一系列可行的行动策略,可以帮助在实验室内建立包容性结构,并支持所有成员的精神健康。近日,该文以“Supporting mental health and productivity within labs”为题,发表在Cell Press细胞出版社期刊Neuron上。


全文详情请见:Neuron:如何保持实验室人员的精神健康?分享一些列可行的策略

具体的 策略包括:

1. 制定实验室规范和项目计划

2. 鼓励和尊重边界

3. 建立牢固的辅导关系

4. 促进安全的实验室环境和协作的实验室文化


作者鼓励实验室、院系和研究机构为所有成员的精神健康和幸福感提供更好的支持。无论是个人,还是实验室、院系和机构,都应当重视心理健康和幸福感,因为这是正确的事情。重视心理健康也可能增强学术产出能力;在科学上获得成功并不需要牺牲个人的心理健康,相反,强大的精神健康能够支持科学的发展。





美国脑计划2.0 时代,中国脑计划扬帆启航!


我国脑计划已经启航,对于新一代的神经科学家的培养,不仅仅是简单的文章发表,需要我们思考更多!brainnews编辑部分享上文,与大家共勉!


大家一起加油!



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