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  •        清早,小明走进教室,发现同学们正在聊天,老师敲黑板试图引起学生们的注意,李雷和韩梅梅明白了老师的意图,停止聊天并坐下。此时,小明也快速走到自己的座位前坐下。  看似顺理成章的交互行为到底是如何发生的呢?小明是如何识别出正在交互的群体的呢?又是基于什么原则感知交互信息,指导自我行为的呢?社会心理学家与认知心理学家研究多年,却始终未能解开谜团。  华东师大心理与认知科学学院蒯曙光团队研究取得新进展,该研究利用虚拟现实技术结合经典心理物理学方法,首次定量化测量了人类之间的交互行为,并在此基础上提出了社会交互场模型以及用于解释人类社会知觉分组的基本算法。相关研究结果,近日发表于《自然·人类行为》杂志。蒯曙光团队研究在自然杂志子刊《自然·人类行为》(Nature Human Behaviour)刊发心理与认知科学学院蒯曙光研究员对亲密距离的深深误解  人与人之间的吸引力不可名状,却让亲密的人越来越靠近。这一现象在美国人类学家爱德华·霍尔的个人空间理论(Personal Space Theory)中得到印证。个人空间存在4种距离,0.45米以内是亲密距离,常发生在爱情、亲友关系之间。0.45-1.22米属于个人距离,适合熟悉的人之间,可以亲切地握手、交谈。1.22-3.7米属于社交距离,常发生在工作场合和公共场所。大于3.7米的属于公众距离,比如在大会堂发言、演讲、戏剧表演、电影放映时与观众保持的距离。  自1966年该理论提出以来,这一距离描述着人与人之间的关系,殊不知,这却是一项定性描述,0.45、1.22、3.7只是对理论的描述,数字的科学性无从验证,人类社会交互描述这一重要问题的探索始终停留在理论层面。  其间,研究人员从未停止定量化描述人类社会交互行为的尝试。传统实验中,研究人员通过实验对象对真实人类行为的反应,定量化判断交互行为。但实验场景、人类行为发出方的些许差异就会导致实验结果的不确定性。  该论文通讯作者蒯曙光研究员介绍,传统实验存在诸多难以操控的社会性刺激,无法精确重复同一个交互行为的实验条件,也难以真实客观还原社会交互场景,因此,基于此种研究方法的结果很难具有普适性。在虚拟世界追踪现实  长达9年的心理学学习过程中,蒯曙光一度对这一科学难题产生兴趣,但始终未找到解决办法。一个偶然的机会,蒯曙光进入了工业领域,虚拟现实技术在该领域的应用像万有引力一样吸引、包围着他。他突然想到,“能不能用虚拟人来模拟交互行为呢?”  2017年,蒯曙光带领研究生团队利用虚拟现实技术,定量化地操作虚拟空间中的各类变量,开展认知心理学、社会心理学与人因工效学的研究。利用虚拟现实技术对人类社会交互行为进行定量化测量利用虚拟现实技术实现虚拟人物之间的距离和角度的操控  蒯曙光与研究生团队成员  研究团队使用3D引擎编程,实现了虚拟人物之间的距离和角度的操控,定量化地测量了人类之间的社会交互强度。具体而言,实验对象在使用虚拟现实设备,调控两个虚拟人物的距离、角度的过程中,产生的数据可以作为判断其交互行为的指标。  研究结果提示人际距离、角度更接近的两个个体有较大概率被试判断为一个社会群组。基于这一实验的结果,蒯曙光研究团队进一步建立了人类社会交互行为模型,首次定量化地测量了人类交互行为的强度。  为了开展此项研究,蒯曙光团队历时两年,共开展了7个实验,招募被试人员179人次,共计190320试次。但在审稿过程中,却面临不小挑战。为了回应外界疑问,研究团队在多种复杂、动态场景中对模型进行了验证,结果显示,其对于现实场景中的社会分组均达到了较准确的预测效果。最终,《自然·人类行为》杂志审稿人对于该研究在领域中的意义以及所使用的研究技术予以赞扬。更懂人类 更大价值  在虚拟现实技术的帮助下,社会交互信息的定量化测量成为了可能。此外,这一模型还能回答更多问题,为其他领域带来更多想象力。仿真机器人在人群中的导航  蒯曙光表示,此前心理学研究无法量化的社会因素,比如权力、亲密度、吸引力等,借由该模型可以设计出定量化测量的实验框架。未来,在临床治疗方面,该实验范式与计算模型也将发挥重要作用,可借此考察自闭症、孤独症以及视力、听觉障碍患者社交功能情况,评估特殊教育或治疗效果。  “这样一项人工智能与心理学的交叉研究,在工业领域也有一定价值。”蒯曙光说。他举例,目前,公共场合存在大量服务机器人,该模型的引入将使这些机器人更加人性化。服务机器人能够判断出与人类合适的交流距离;能够识别正在交互的人群,参与群聊或不打扰人类交流从容穿梭。  社会交互行为的发生基于个体,研究也需要回归个体。蒯曙光表示,接下来,还需要对交互行为发生的姿态、表情、种族、性别加以区别细化,不断优化模型,达到还原真实人类反应的效果。图|心理与认知科学学院 许多 文、来源|科学网 心理与认知科学学院 编辑|刘露霞 编审|郭文君
  •        蛋白类药物在生物医药中占据着举足轻重的地位。2018年全球医药销售额前十的药物中,七种为蛋白质药物。蛋白质自身很难跨越细胞膜,因此,当前蛋白类药物都是基于胞外靶点开发的。然而,胞外蛋白质在人类基因组编码的蛋白质当中仅占不到30%,这一局限性制约了蛋白类药物的发展。开发高效、安全的蛋白质胞内递送技术对于生物医药、生命科学基础研究都具有重要的意义。  现有蛋白质胞内递送载体通常需要对蛋白质进行化学修饰或基因工程改造来帮助其结合蛋白质。这一策略不仅涉及复杂的化学或生物合成,而且可能会导致修饰后的蛋白质结构或生物学功能发生不可逆的改变。近期,华东师大生命科学学院程义云团队发现富含硼酸的高分子可以有效解决上述问题,在不需要修饰的条件下,对多种蛋白质实现了高效、普适的蛋白质胞内递送,并能维持这些蛋白质的生物活性。这一成果近日发表于Science Advances (2019, 5, eaaw8922)。Science Advances发表生命科学学院程义云团队研究成果  华东师大生命科学学院程义云教授(右)和博士生刘崇懿  蛋白质表面同时存在大量的阴离子氨基酸(谷氨酸、天冬氨酸)和阳离子氨基酸(赖氨酸、精氨酸、组氨酸),阳离子高分子可以通过静电相互作用结合蛋白质表面的阴离子基团,但是残留的阳离子氨基酸则会和高分子链产生排斥,从而影响蛋白质复合物的稳定性。如果设计一种能够同时结合阴离子和阳离子基团的载体,则可以有效解决上述问题。  基于上述考虑,程义云团队设计了一种富含苯硼酸的阳离子高分子。苯硼酸是一种缺电子基团,可以通过氮-硼配位与蛋白质表面的氨基、咪唑等结合,阳离子高分子上的氨基可以与蛋白质表面的羧基结合,进而形成稳定的复合物(图1)。这种方式使得富含硼酸的高分子能够结合不同等电点、尺寸的蛋白质分子,实现普适的蛋白质胞内递送。这种高分子可以将牛血清白蛋白、藻红蛋白、绿色荧光蛋白、红色荧光蛋白、黄色荧光蛋白、细胞色素c、溶菌酶、胰蛋白酶、β-半乳糖苷酶、皂角素、核酸酶、核糖核蛋白等十余种蛋白质高效递送到细胞质中(图2),且能够很好地维持这些蛋白质的生物活性(图3)。进一步,程义云团队和浙江大学平渊教授合作,评估了这种高分子载体向多种细胞中递送Cas9核糖核蛋白的效率,发现其可以实现高效的CRISPR/Cas9基因编辑。这种高分子具有非常高的商业应用价值,是一种通用型蛋白质胞内递送载体,目前该团队正在推进该材料的商业化应用,即一种新型的、更具有普适性的蛋白质转染试剂。图1:富含硼酸的阳离子高分子可以通过多种相互作用结合蛋白质图2:富含硼酸的高分子可以高效递送不同分子量、等电点的蛋白质图3:富含硼酸的高分子可以递送不同的蛋白酶,并维持这些酶的生物活性程义云团队发现通用型蛋白质胞内递送载体  该论文的第一作者为华东师大生命科学学院博士生刘崇懿和浙江大学博士生万涛,通讯作者为华东师大生命科学学院程义云教授和浙江大学平渊教授。华东师大为该论文的第一单位。该研究得到了国家自然科学基金杰出青年基金、上海市优秀学术带头人等项目的经费支持。  更多阅读:http://advances.sciencemag.org/content/advances/5/6/eaaw8922.full.pdf图|文若霏 文、来源|生命科学学院 编审|郭文君
  • 5月15日上午,2018年度上海市科学技术奖励大会在上海展览中心友谊会堂召开,隆重表彰为上海科技事业和现代化建设作出突出贡献的科技工作者,www.yzc388.com-亚洲城ca88手机版官网「最新」网址共有四个科研团队获得奖励。由华东师大化学与分子工程学院田阳教授团队牵头,联合同济大学共同完成的《氧化应激过程的分析新方法与分子机制研究》项目荣获自然科学奖一等奖;由经济与管理学部包起帆教授团队牵头,联合上海秀派电子科技股份有限公司,上海慧物智能科技有限公司共同完成的《融合北斗的集装箱物流跟踪与监控技术及国际标准制修订》项目荣获科技进步奖一等奖。在奖励大会上,第一完成人田阳教授、包起帆教授作为获奖代表,走上主席台接受颁奖。第一完成人田阳教授、包起帆教授作为获奖代表接受颁奖化学与分子工程学院田阳教授团队牵头,联合同济大学共同完成的《氧化应激过程的分析新方法与分子机制研究》项目荣获自然科学奖一等奖经济与管理学部包起帆教授团队牵头,联合上海秀派电子科技股份有限公司,上海慧物智能科技有限公司共同完成的《融合北斗的集装箱物流跟踪与监控技术及国际标准制修订》项目荣获科技进步奖一等奖华东师大四项成果获2018年度上海市科学技术奖(第一完成单位)  此外,华东师大信息科学技术学院陈少强教授团队完成的《高效率晶硅与砷化镓太阳电池关键技术研发与产业化》项目获科技进步奖二等奖,生命科学学院周晓明教授团队完成的《大脑听觉皮层可塑性研究》项目获自然科学奖三等奖。化学与分子工程学院田阳教授团队本次评选中获自然科学奖的项目,广泛涵盖了生物、医学、化学、材料、物理等多个领域的基础研究,出现了众多具有国际引领性的科研成果,展示了上海在创新策源力方面的深厚实力。许多自然科学获奖项目还同时获得了大量的专利成果,对国民经济、社会民生和科学基础设施提供了有力支撑。  对此,获得自然科学奖一等奖的田阳深有感触,她认为从源头创新对于做基础研究以及应用牵引研究的科学家们来说,是必须承担的重要使命,创造具有中国自主知识产权的产品并进行转化,能够为国民经济和GDP指数的发展提升带来增长机会。曾在日本留学多年,田阳选择回国发展。归国初期一切从零开始,从无到有的实验室只有38平方,启动经费5万元。很多年的时间里,田阳有70%-80%的实验无法在自己的实验室完成,做实验的脚步遍布上海甚至全国。然而对于化学学科的赤诚热爱,以及想为国家发展做出自己贡献的强烈愿望,使她从未对科研条件和环境有过抱怨。田阳认为先把能做的事情做好,珍惜每一个展现能力的机会,机遇和条件自然就会出现。田阳表示,我国当前在包括信息、物理、化学、材料、生命科学等学科方面的研究都还有很大的提升空间,还是要让科学技术人员能够沉下心来专注科研,面向国家重大需求导向的牵引。“李强书记在讲话中谈到的对上海科研环境的营造非常重要,”田阳表示,“基础科学研究需要科学家真正遵从热爱这份事业的内心,发挥这份强大的内在驱动力,我想凭着中国人的聪明才智以及刻苦精神,出现更多引领国际的科研成果一定是指日可待的。”作为学院院长和化学学科带头人,田阳对人才队伍建设尤为重视。她认为,一代科学家有一代的使命,老一辈已经完成了建立中国科研体系的重要使命,包括她在内的这一代科研人员应承上启下,创造更好的科研环境,培养更多的优秀年轻科学家,为国家综合实力的提升发展不断的贡献力量。经济与管理学部包起帆教授团队此次获得上海市科技进步一等奖,包起帆表示自己“百感交集”。自2011年华东师大组建国际航运物流研究院到现在已有8年的时间,包起帆带领团队在这片广阔而坚实的土地上辛勤耕耘、刻苦钻研,发明了基于互联网实现集装箱全球跟踪管理的方法和解决方案,领导ISO 18186的制定,实现了我国在物流和物联网领域制定国际标准上零的突破,并通过切入国际市场和国际标准,让北斗突破封堵进入国际视野,首次将北斗定位和通信技术及相关发明纳入了ISO/TS 18625,打破了国际上定位即为GPS的垄断。面向未来,包起帆这样激励团队成员,“得奖的那一刻,也是该把过去成绩忘却的那一刻,眼前的看淡一点,将来的看重一点”。谈到科技创新工作,包起帆将之比喻为种树,要选好种子、精心培育,然后把树种得枝繁叶茂,直到结出硕大的果实。要有实实在在的、可应用的成果是包起帆作为应用科学领域领军者的执着追求。“这就要首先把科创选题这颗种子选好,对此我有三大标准,一是工作生产中迫切需要解决的问题,二是广大群众渴望解决的问题,三是研究成果能有看得到、摸得着的效果和作用。”包起帆表示,上海科创中心的建设在过去5年里取得了阶段性重要成果,这对每一位科研工作者都是激励和鼓励。当下严峻的国际形势背后是各国科学技术创新能力的实质性较量。本次上海科技奖励的诸多获奖成果就是紧紧围绕突破国外垄断、满足重大国家需求方面的,上海正在迈向具有全球影响力的科技创新中心进程中大步向前发展,科研人员要始终牢记肩膀上沉甸甸的责任和使命。图|吕安琪 钟望阳 文|吕安琪 来源|科技处 制图|李静姝 编辑|郭文君 吴诗
  • 近日,英国皇家科学院和欧洲科学院院士、化学与分子工程学院教授李大为(David Leigh)团队第一次通过实验证明了分子结的紧致程度对物质理化性质的重大影响并首次实现了复杂拓扑结构的后修饰合成。相关成果以www.yzc388.com-亚洲城ca88手机版官网「最新」网址为第一单位在《美国国家科学院院刊》(Effects of Knot Tightness at the Molecular Level, PNAS, 2019, 116, 2452-2457)和《美国化学会志》(Coordination Chemistry of a Molecular Pentafoil Knot, JACS, 2019, 141, 3952–3958 )上发表。  扭结(Knot)是拓扑学当中的一类图形,指三维空间中不与自身相交的封闭曲线,通俗一点说就是无法被解开的圆环。在分子层面,天然的分子结(Molecular knot)存在于DNA、蛋白质和一些长链的高分子当中,这些三维结构能够影响一些物理化学性质,并影响着一些生物大分子的功能表达。探究这些复杂的三维结构对分子理化性质的影响是超分子领域的研究热点之一。同时,如何通过组装方式获得不同的金属分子结也是该领域的研究难点之一。李大为教授团队近期的研究成功解决了上述问题,是分子拓扑学领域取得的重要成果。一、在分子层面探究分子结紧致程度对分子骨架理化性质的影响  目前,对扭结这一拓扑结构如何影响分子自身理化性质的研究主要停留在模拟计算层面,实验报道较少。如同宏观世界中,打结的松紧对于外在功能的影响一样,在分子层面,分子结的紧致程度可能对其性质及应用有至关重要的作用。为了揭示这一现象的本质以及提供有效调节分子结松紧从而拓展其结构的应用价值,李大为院士课题组在过去分子819扭结(Leigh, D. A. et al. Science 2017, 355, 159-162.)合成的基础上,通过调节配体链中柔性脂肪链的长度,合成了一系列单分散性分子结,其骨架分别含有192个(1),216个(2)以及240个原子(3)(monodispersed synthetic molecular knots),如图1所示。其中,1和3分别为最紧和最松的结。  图一:分子结1-3的合成  通过一系列实验手段,作者证实了分子结松紧程度在分子层面对于骨架物理化学性质有显著的影响。碰撞诱导解离串联质谱(CID-MS-MS)实验表明,分子结的松紧程度决定了分子的共价键断裂难易程度,更紧的分子结其共价键的断裂更容易一些,作者推测可能由于更紧分子结中的共价键的扭曲程度更大一些。基于819分子结本质为手性分子,作者利用手性高效液相色谱分离了它们的对映异构体并用圆二色谱法(CD)进行了表征。结果表明,每对对映异构体给出强度相同符号相反的CD信号。由1到3,由于分子结的结构逐渐变松,其中发色基团的共轭程度的改变和分子构象的增多导致了显著的红移现象且使信号变弱,如图2所示。作者还利用分子动态模拟(Molecular-dynamics simulation)对实验结果进行了验证,相关结果进一步证实了作者提出的理论构想。  图二:分子结1-3中每对对映异构体的CD图谱  这项工作第一次对于理解分子结的松紧如何影响分子的物理化学性质提供了实验证明,对未来设计和发展结状和互缠绕的纳米材料有着非常重要的意义,这项工作被意大利媒体Galileo进行了亮点报道。二、通过研究五叶结的配位化学实现了复杂拓扑结构的后修饰合成  金属配位法广泛应用于分子结的组装。李大为院士课题组通过金属置换的策略,将不能作为构筑分子结模板的配位金属离子CoII,NiII和CuII分别与已被分子结结合的ZnII进行置换,从而获得了含有CoII,NiII或CuII的五叶结,如图3所示。  图三:金属置换法构筑五叶结  这项工作首先研究了不同锌盐与分子结配位的能力,发现ZnCl2可以定量形成相应的金属分子结。与之相反,第一过渡系中的其他金属(FeII,CoII,NiII和CuII)则不能配位分子结形成相应的金属化的分子结。作者随后设想,是否可以将含Zn的五叶结中不稳定的锌离子与过量的稳定强度更高的其他金属离子置换,从而分步制备具有不同金属离子的分子结。这样既保证了新分子结中各原子的相对空间位置稳定,又减少了配体链重排所需的额外能量。随后,作者发现过量的FeII(BF4)2可以完全置换出五叶结中的ZnII并用电喷雾离子化质谱(ESI-MS)和氢谱(1H NMR)进行了表征和监控。除此之外,CoII,NiII和CuII也显示出相似结果。单晶结构显示含有CoII,NiII和ZnII的分子结具有大致相似构象,如图4所示。作者还采用等温滴定量热法研究了配位不同金属离子的分子结对Cl-的结合能力。实验结果表明,配位不同金属离子的分子结对Cl-表现了横跨三个数量级的结合能力(8´104 M-1到3.3´107 M-1)。从而通过配位不同的金属离子,实现了分子结对Cl-结合能力的调控。  图四:[Co51·Cl](BF4)9, [Ni51·Cl](BF4)9, and [Zn51·Cl](BF4)9单晶结构  这项工作为通过自组装方式获得不同配位金属离子的分子结提供了新思路,并为进一步探究其功能化奠定了基础。    原文链接:http://www.pnas.org/content/116/7/2452.abstracthttp://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b12548图文、来源|化学与分子工程学院  编辑|谢瑶姬  编审|郭文君

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