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创新思维往往很简单

发布时间:2020-01-14 18:37:40 阅读: 来源:挤出机厂家

阎辉

谈到科研创新,人们往往不由自主地与“复杂”、“尖端”或“高难度”等概念联系起来,仿佛只有“复杂”和“高难度”的设计才具有创新性。其实这完全是误解。科学史上,通过简单的设计和采用极为简陋的仪器装置,完成划时代创新性研究和作出重大科学发现发明的实例史不绝书。

今天的低年级医科学生都知道,心肌收缩受神经体液调节,但人们早年对此不十分清楚。当时人们只知道,刺激迷走神经,会导致心率减慢,而刺激交感神经会导致心率加速,尽管科学家猜测这个过程可能有体液因子参与,但苦于无法证实。1921年,德国药理学家奥拓·略威设计了一个构思巧妙但极为简单的实验,一举解决了这个难题,这就是著名的“蛙心灌注实验”。他首先分离两个青蛙心脏,用电刺激第一个青蛙心脏的迷走神经,观察到心跳减慢,然后从这个心脏吸取心腔灌注液,转移到第二个已经剥除神经的青蛙心脏,结果第二个心脏也心跳减慢,这就有力证明了神经生物电信号是通过释放体液因子作用于心肌细胞而发挥作用的。如此简单的实验设计,实为“创新性”范例。

PCR技术是分子生物学领域的一项革命性重大创新技术,然而,PCR技术并不涉及任何新的原理或新的理论。据说,国外某杂志调查PCR技术被授予诺贝尔奖后,生物医学界人士作何感想时发现,人们不约而同的反应是,这么简单的设计,我当初怎么就没有想到呢?

PCR技术在上世纪90年代初引进我国,一时间,从生物界到医学界,从教师到学生,逢人必说PCR。一天夜晚,我所在的研究生宿舍熄灯后的“卧谈会”上,大家聊到了PCR。一位同学说,PCR好是好,可惜只对扩散核酸有效,如果PCR也能够扩增蛋白质就好了,那样,就能够用PCR技术来高灵敏地检测微量蛋白质了。但大家首先排除了采用PCR直接扩增蛋白质的可能性,因为这有悖于PCR的基本原理。当时一位同学突发奇想说,如果我们将核酸与蛋白质挂钩,也就是,将核酸黏附到蛋白质表面,那么,通过用PCR扩增黏附的核酸,间接也就反映了被核酸黏附的蛋白质的量,这样,“用PCR扩增蛋白质”的难题不就解决了吗?我当即表示,这个设想从原理上讲,完全可行。剩下的问题是,怎样将核酸黏附到蛋白质表面。显然,这不算什么难题。很快,我们就想到“生物素—亲和素系统”只要分别将抗体蛋白质和DNA片段生物素化,然后通过加入亲和素的“桥联”作用,这个问题就迎刃而解了。

几个“初生牛犊”说干就干,然而,马上就遭遇到“一分钱难倒英雄汉”从哪儿弄到研究经费呢?为此,我的那位同学不停地游说许多大学和研究所的课题组负责人,希望得到支持,但最终此事只能停留在设想阶段不了了之。

不久,我在阅读世界顶级学术期刊《科学》杂志时,读到一则令人震惊的报道:美国学者报道了一种用PCR方法检测蛋白质抗原的新颖技术,称之为“疫PCR”,其设计思路与我们同学的设想如出一辙!

科研创新并不必然意味着复杂或高难度,关键是要有活跃的创新性思维。中外科学史表明,青年人是创新性思维最活跃的时期。如今,我自己也已经步入中老年,但我不时在思考,如何让今天的人避免我们当年的遗憾?举出以上两个事例是想说明,至少在生物医学界,所谓创新思维并不意味着必然复杂或高难度事实上像DNA双螺旋结构和PCR技术等最重大的发现发明,其所涉及的原理和理论往往极为简单。然而,在生物医学界要验证创新思维是否正确可行,却是需要花大钱的。但严峻的现实是,具有最活跃创新思维的年轻人往往手头缺乏研究经费,这就需要国家科技管理部门乃至民间资本助力激活创新思维,并且,在政策上和法律上为创新思维的涌现扫清障碍。

《中国科学报》 (2012-09-12 A3 基金)

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