国防科大 发表于 2017-12-27 10:49

国防科大科研团队在复杂系统理论研究上取得重要进展

国防科技大学系统工程学院复杂系统建模研究团队与哈佛大学医学院网络医学研究中心Yang-Yu Liu教授开展合作研究,在复杂系统理论研究上取得重要进展,提出了一种新的复杂系统建模与动力学分析理论框架,并成功应用于推断微生物群落之间相互作用关系。12月11日,相关论文《Mapping the ecological networks of microbial communities》(推断微生物群落中相互作用网络)发表在世界顶级学术期刊《Nature Communications》(《自然·通讯》)上,该论文被Science Newsline,Phys.org,EurekAlert等媒体广泛报道。论文第一作者为博士研究生肖延东。▲博士生肖延东(左)与导师老松杨教授(右)
微生物菌群发挥的重要作用:微生物菌群作为一种典型的复杂系统,广泛存在于大自然之中并发挥着重要作用。它们除了对生态环境的可持续发展发挥了巨大作用,已有研究还表明肠胃道菌群更是人体健康状况的晴雨表。根据最新的研究数据,人体中共生微生物的数量约是人体细胞数量的10倍,同时成百上千种微生物累加起来的基因总数超过人自身基因的数百倍。微生物的数量和基因数巨大无比,它们在无形之中强烈影响甚至主宰着人类的健康。例如我们熟知的过敏、焦虑、湿疹、肠胃道疾病、肥胖、糖尿病以及自闭症等等都与肠胃道菌群失调有紧密联系,特别是粪菌移植已经作为一种治疗手段,在一些慢性、反复发作的肠道疾病治疗中发挥了重要作用。通俗讲,粪菌移植通过将健康人的肠道菌群移植到患者肠道中,通过重建肠道菌群以实现肠道疾病的治疗。▲发表在《自然·通讯》学术期刊上的论文
下面来简单介绍一下该项成果:该团队提出的方法利用不同微生物样本的稳态数据,在不假设任何动力学形式的前提下,推断出微生物之间的相互作用,同时如果假设一定的动力学形式,可以直接推断出相互作用的强度。该方法已在4种不同的真实微生物数据集上得到了充分验证。该项研究成果不仅可以帮助研究者解析肠胃道菌群间的复杂相互作用,并为精准调配菌群配方提供了可能性,具有重要的理论意义和重大的应用价值。
《自然·通讯》学术期刊的影响力:《自然·通讯》是《自然》杂志的综合类子刊,主要发表物理、化学、生物等基础领域和交叉学科的高质量研究论文,在JCR综合性期刊分区中仅次于《自然》、《科学》,排名第三,2016年影响因子为12.12。
复杂系统理论研究团队的研究成果:近年来,系统工程学院复杂系统理论研究团队在复杂系统理论、复杂网络动力学、复杂网络可控性等领域开展了诸多富有成效的研究工作。近三年来在《Nature Communications》、《Physical Review E》等权威期刊上发表SCI论文20余篇,侯绿林博士获2017年度中国指挥与控制学会优秀博士学位论文,博士生肖延东获2014年全国复杂网络大会最佳论文奖。

作者|白亮

zhf860406 发表于 2017-12-27 11:10

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