ISEF現代生物學、行為學賽道講座回顧！

實驗學科可以更好展現學生的學科知識儲備和學術研究能力，現代生物學、行為學也逐漸成為ISEF的熱門參賽學科，而參加過ISEF的申請者更是被TOP美本招生官青睞有加。

然而實驗學科會受到現實因素的限制，比如時間、地域、疫情等，現在想要進入實驗室做科研比較困難。做不了實驗，不就與實驗學科失之交臂了嗎？

其實不然！現代生物學、行為學就是破解這一難題的最佳手段！上周翰林有方學術主管黃老師為大家帶來了ISEF現代生物學、行為學專場講座，黃老師在講座中提到線下實驗并不是這一賽道所必須的，學生可以通過計算機技術完成整個項目。下面就一起來回顧一下這場精彩的講座吧！
01ISEF賽事解析?

1什么是ISEF？
國際科學工程大賽（Internationa Science and Egineering Fair，ISEF）由美國Society for Science在1950年首次舉辦，被譽為青少年科創“世界杯”，從首屆創辦以來，ISEF為全球知名大學、名企輸送了大量頂尖科技人才。
ISEF在全球范圍內知名度高、影響力廣，今年剛結束的ISEF大賽吸引了來自美國49個州以及全球63個國家以及地區，共計1750位參賽者參加。

2ISEF的項目組成
一個好的ISEF研究課題離不開完整嚴謹的研究步驟。我將ISEF課題的組成分為了一下四步：
發現并提出問題：利用前人的成果，用公開數據進行比較分析
分析并解決問題：利用大數據分析、理論模型構造、實驗討論驗證等手段進行分析
得到結論：模擬仿真編程，總結提煉關鍵性要點
結果展示：利用高階可視化手段將研究成果展示給評委

ISEF共設置了21條賽道，學科范圍廣泛，幾乎包含所有高中生可以接觸到的領域；在學科特點上，ISEF也涵蓋了理論研究和實驗研究。在這其中，實驗學科根據學科誕生時間以及分析手段，可以分為有傳統實驗科學和現代生物學。
在結束了對傳統實驗學科的分析之后，本周我們將視角轉向現代生物學、行為學，從具體案例中總結歸納其獲獎趨勢，總結備賽方法。

02ISEF歷年獲獎作品分析

1計算生物學與生物信息學
翰林有方黃老師
為了讓大家更加直觀地感受計算生物學與生物信息學賽道的評委偏好，我將用該賽道的兩個項目為大家進行對比分析。
課題：大腦中惡性腫瘤相關的預后不良現象研究
課題構想：該項目利用RNA測序技術產生數據，使用基礎的機器學習方法分析多形性膠質母細胞瘤中蛋白表達樣本的基因關系，從而發現了3種基因最有可能是GBM的主要調節因子，也是最有希望的藥物靶點。

翰林有方評析
項目缺陷：項目使用的機器學習算法較為基礎。且缺少最后的驗證環節，僅停留在得出結論這一步驟，研究完整性有欠缺。
課題方向：藥物不良反應的相關研究
課題構想：該項目開發了一個由隨機森林分類器和支持向量機組成的分層模型，使用藥物的化學指紋來預測靶點、酶和轉運蛋白譜，最后將其用于預測ADR，最終稿提出一種可以預測ADR并闡述其病理機制的新模型。

翰林有方評析?
項目優勢：該項目采用隨機森林和支持向量等高級的算法進行數據處理，得出的結論更加可靠。且在項目展示中體現了自己項目的準確率（91%），進一步體現研究的嚴謹。

2生物醫學與健康科學
課題方向：前列腺癌相關的免疫療法
課題構想：該項目表征了前列腺癌種免疫浸潤的細胞組成，研究了腫瘤免疫景觀是否時患者預后的預測因素。基于來自癌癥基因組圖譜計劃的大量mRNA測序數據，使用QuanTIseq和FPIC軟件進行分析，確定了六種免疫亞型，以及腫瘤的免疫浸潤成分差異，指明了免疫浸潤可能是前列腺癌的預后指標，確定了一個了解前列腺癌的腫瘤免疫微環境的概念框架。

翰林有方評析
項目優勢：利用了癌癥基因組圖譜中的數據，數據龐大且有價值。采用了兩種不同的數據分析軟件進行分析，并且得出了多項研究成果，充分體現了項目的研究深度和工作量之大。
課題方向：乳腺癌的新型靶向治療方法
課題構想：該項目利用癌癥大數據比較分析了幾個不同類型癌癥的基因轉錄組特征。發現了該類型的分子特征更接近于三陰性乳腺癌，有較高的炎癥相關基因的表達。再利用實驗室生物技術敲除ER基因，進一步驗證了ER-/PR+乳腺癌細胞的表達譜特征。最后通過實驗研究了這類癌細胞對抗炎癥藥物的敏感性。

翰林有方評析
項目優勢：該項目時間跨度長，研究內容十分豐富研究思路清晰，體現了學生的投入度和專注度，研究技術先進，且研究成果很有實際應用價值。

翰林有方黃老師
從以上幾個案例中不難看出，線下實驗并不是現代生物學所必須的步驟，學生完全可以通過在線上利用計算機技術完成整個項目，如有必要可以通過線下實驗進一步驗證自己的研究結果。這就是現代生物學的一個特有優勢。

3生物醫學工程
課題方向：便攜式檢測口腔癌的設備
課題構想：該項目設計了一種無需專業干預即可掃描整個口腔尋找潛在癌變的設備。在硬件部分，學生利用熒光激發正常粘膜使癌組織顏色變深。軟件部分學生利用影像分析技術，將處理后的圖像發送到自己訓練的機器學習模型中，以檢測潛在的惡性病變和鱗狀細胞癌形式的癌組織。

翰林有方評析
項目優勢：該項目從學生所在地的實際問題出發，有強烈的地方特色。項目的成果具有高度的應用價值。

4社會行為學
課題方向：人參、銀杏、長葉參和長春西汀的對小鼠記憶、學習能力的不同功效
課題構想：該項目通過實際實驗，讓小鼠讓小鼠連續口服藥物 21 天，然后在莫里斯水迷宮上進行空間學習和記憶評估，并進一步基于這些發現根據與年齡相關的記憶變化和記憶障礙過程進行了討論。

翰林有方評析
項目優勢：該實驗屬于證否研究，應用了多組的小鼠數據，研究過程完整且嚴謹，研究思路清晰。

5社會以及行為科學
課題方向：COVID-19 期間的新型數字自閉及其癥診斷
課題構想：該項目設計了一種通過使用計算機視覺運動跟蹤技術來評估自閉癥兒童在 ADOS 期間與父母和考官的平均距離，并使用發聲記錄器來分析兒童的語言能力。這項研究為通過可集成到智能手機應用程序中的數字表型自動診斷自閉癥提供了基礎。

翰林有方評析?
項目優勢：該研究發現了研究領域目前存在的問題，研究所設計的簡單便攜的方法可以在自然環境中提供實時數據，并徹底改變自閉癥診斷，解決了該領域原本存在的缺陷。

03ISEF獲獎規律總結
翰林有方通過整理超過9000份ISEF Finalist摘要，與超過50位ISEF、丘獎評委導師進行學術探討，總結了ISEF獲獎作品的一些規律：

對當前科學或者項目中的問題能夠清晰地、完整地闡述；

青年科學家們選擇了合適的研究方案對于項目進行深入的研究；

項目創新點往往是將前沿方法應用于所研究的問題或者對于已有的方法進行改進；

結論部分會介紹項目的應用價值。
04翰林有方ISEF學員錄取案例
翰林有方一直在強調“小興趣，大科研”，將學生的興趣作為他們學術道路的出發點。

我們翰林有方的老師會與學生進行交流，幫助他們找尋自己的興趣所在，挖掘隱藏的興趣點。然后翰林有方團隊會根據興趣為學生匹配導師，為其定制和匹配課題。最終，我們會帶領學生在科研的道路上一步一步推進，直到產出科研成果。

翰林有方 J同學
高中學校：美高轉國內普高
標化成績：SAT 1550+/AP 6門
斬獲5枚TOP美本offer:
賓夕法尼亞大學、約翰霍普金斯大學、康奈爾大學、埃默里大學（有獎學金）、波士頓學院（有獎學金）
研究課題：
Comparison of SARS-CoV and SARS-CoV Based on Cellular Proteomics

我們是如何進行規劃的
挖掘到學生對于生物和化學十分感興趣，所以翰林有方顧問老師為其推薦了biochem專業。
考慮到了當時美國COVID大爆發的背景，設計相關課題，體現學生的社會關注度。

翰林有方J同學
翰林有方老師非常重視我的興趣，結合我的個人經歷、申請意愿和當時covid-19在美國大爆發的背景，用科研項目將我的愛好和目標方向連接起來，給我設計了非常有趣的課題。

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