
玛丽·雪莱(Mary Shelley)在《弗兰肯斯坦》(Frankenstein)之后的第二部政治科幻小说《最后的男人》(The Last Man)中,主人公被独自留在罗马,身处一个后世界末日的世界。一场全球性的瘟疫显然夺走了所有人的生命,但他认为无论如何都有责任继续前进。
在这个故事中 | 九博体育研究类型 |
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布莱恩•贝克 | 生物物理学和结构生物学 |
辛迪Bergeman | 发展心理学 |
凯尔·毕比 | 环境工程与微生物学 |
艾琳·亨特·博廷 | 政治理论 |
保罗·布伦纳 | 科学发现的计算基础设施 |
马修冠军 | 微生物蛋白质组学和宏基因组学 |
Hsueh-Chia常 | 微/纳米流体力学 |
程莹“艾莉森” | 定量心理学 |
克里斯汀•Cornelson | 劳动经济学 |
诺曼Dovichi | 分析化学 |
杰夫变硬 | 美国政治与方法论 |
程刘 | 计算模型 |
托马斯Merluzzi | 临床心理学 |
亚历克斯·珀金斯 | 传染病流行病学与人口生物学 |
吉娜Svarovsky | 工程教育 |
这部小说出版于1826年,反映了雪莱因失去几个亲人而感到绝望的生活。她的妹妹范妮自杀身亡。她的丈夫,诗人珀西·比希·雪莱,在一次航海事故中溺水身亡。她的另一位朋友,诗人拜伦勋爵也死于感染。她的两个孩子死了——一个死于疟疾,另一个死于发烧。根据政治科学系教授艾琳·亨特·博廷(Eileen Hunt Botting)的说法,她写了一本类似瘟疫的日记,“以对抗宿命论”。
“她找到了坚持下去的勇气,写下了为什么她有义务继续活在这个世界上,并在这个世界上服务,尽管发生了悲剧,”博亭说,她的书《弗兰肯斯坦之后的人工生命》将于今年晚些时候出版。“在雪莱小说的结尾,我们看到了一个强有力的画面,一个似乎是最后一个幸存者的人在寻找其他幸存者,尽管他有时怀疑自己是否能找到他们。”
随着圣母大学的实验室在3月份进入冬眠状态,来自化学、工程、政治学、心理学、教育等各个领域的许多九博体育研究人员都在寻找方法,将自己的工作转向进一步了解COVID-19(由SARS-CoV-2病毒引起的疾病)的工作原理、传播方式,以及我们的国家和世界如何应对意想不到的大流行危机。他们决定在不同的时间投入这项九博体育研究,但原因是一样的:他们知道自己可以提供帮助。
今年1月,COVID-19悄悄进入了流行病学家亚历克斯·珀金斯(Alex Perkins)的视线,他是生物系艾克家庭助理教授。到了2月份,这位三个孩子的父亲开始亲自做准备,他在好市多(Costco)的购物车里装满了肥皂、洗手液和卫生纸,以应对他知道可能到来的暴风雨。他对登革热、疟疾、寨卡等其他疾病的传播轨迹和传播进行了建模,并从这些流行病中吸取了一些教训。


“这是为此做好了很好的准备,”人口生物学专家、Eck全球健康与环境变化倡议九博体育研究所(Eck Institute for Global Health and Environmental Change Initiative)下属机构在谈到他决定转向九博体育研究COVID-19的传播时表示。
他的一项与大流行有关的九博体育研究于4月23日发表。它表明,4月份的社会距离措施需要维持到夏季,以避免以后病例出现新的激增。他在其他预测模型的中心添加了一个模型,其中包括经常被引用的华盛顿大学COVID-19模型,该模型最初预测6万人死亡,并在各州开始重新开放后将其调整得更高。
帕金斯指出,这种病毒在我们生活的许多领域造成了如此巨大的问题,他很感激自己能提供帮助。“我对我们定位工作的方式很满意。”
政治学系安德鲁·麦肯纳家族副教授杰夫·哈登感兴趣的是各国应对疫情的方式,而不是人口流行病学。他选择扩大他的九博体育研究议程,即所谓的政策扩散。这个概念描述了各州如何以及为什么在一段时间内采取类似的政策。由于健康风险和经济风险之间存在明显的紧张关系,哈登知道,由于COVID-19而关注政策将获得重要的发现。哪些州是领导者?哪些是追随者?这种关系是如何发生的?
为了深入九博体育研究政策传播,哈登和他的团队正在通过编写快速扫描来源的代码来“抓取”政府网站和社交媒体账户。他和他的合作者最近从美国国家科学基金会(NSF)获得了一笔RAPID资助,将在今年夏天继续这项工作,届时他将能够评估他的发现。
哈登说:“我希望这项九博体育研究对了解哪些政策最有效特别有用。”“健康风险与经济风险之间存在如此明显的紧张关系。”
“健康风险与经济风险之间存在如此明显的紧张关系。——杰夫·哈登
经济学系助理教授克尔斯滕·科尔内尔森(Kirsten Cornelson)对各州的政策并不感兴趣,她更感兴趣的是这些政策如何与居民的政治保持一致,她想量化政治走廊两边的人们所感受到的两极分化——即使是在一场卫生大流行的情况下。她和她的合著者,多伦多大学的Boriana Miloucheva,调查了12个州的1000人,其中一个政党几乎没有赢得选举。他们的九博体育研究发现,当州长的政党与受访者的政党不一致时,人们不太愿意配合某些措施(保持社交距离或洗手)。
她说,总的来说,这种社会分裂会限制经济增长,因为一个社会的成就在很大程度上取决于人们合作和为公共利益做出贡献的意愿。
科尔尼尔森说:“这次流感大流行不是政治问题,看起来也不应该引起争议。”
她的九博体育研究通常侧重于社会环境的作用,以及它们是如何导致种族和性别不平等的,但她说,这项工作很适合她,并指出,她觉得自己在着手九博体育研究时是在做一些积极主动的事情。
哈登说:“社会科学家不是在开发疫苗,但这是一个很大的领域,社会科学家可以向公众展示我们所做的工作类型以及它对他们的用处,而不是为什么它对我们很重要。”“如果我没有做过相关的工作,我不可能这么快就开始做这件事,这说明了资助学术九博体育研究的重要性——因为你并不总是知道一个九博体育研究项目的下一步会是什么。”
Brian Baker是化学和生物化学系的主任,也是结构生物学的John A. Zahm教授,他一直在哈珀癌症九博体育研究所做免疫学的基础九博体育研究,因为免疫学与癌症治疗有关。他九博体育研究的是癌症中的t细胞反应,但这个领域的很多九博体育研究都源于病毒九博体育研究:他说,只有在九博体育研究人员对病毒免疫学和t细胞对病毒的反应有了足够的了解之后,他们才能够转向癌症。

所以他又回头了。他的团队成员开始通过电子方式在SARS-CoV-2基因组中寻找t细胞可能识别的病毒部分,然后对这些病毒进行建模,以确定它们作为预防性甚至治疗性t细胞疫苗的组成部分在启动抗病毒免疫反应方面的表现如何。尽管他的团队现在准备开始在实验室测试免疫反应,但贝克很庆幸现在的大部分工作都可以在计算机上完成。
“一开始,有大量的计算工作要做,检查和比较基因组,结构建模和网络训练,”他说。“实验室正在等待并准备验证我们的预测。”为了进一步发展,贝克利用了现有的合作关系,并开发了新的合作关系,其中包括德克萨斯生物医学九博体育研究所的九博体育研究人员,他们已经在安全设施的动物模型中使用活体SARS-CoV-2。
在实验室冬眠期间,其他科学家主要是在做计算工作,但拜耳化学与生物分子工程系教授张学嘉(Hsueh-Chia Chang)得到了大学的许可,每次让一名九博体育研究生在他的实验室里工作,以开发一种对样本中少量SARS-CoV-2更敏感的新诊断测试。在大流行开始时,全国范围内的早期检测结果为40%至70%的假阴性。张说,即使是现在,最先进的检测的假阴性率也可能高达30%。他是NDnano和advanced Diagnostics and Therapeutics的子公司。



和Baker一样,Chang也一直在使用这项技术进行癌症九博体育研究。他意识到,他的微/纳米流体测试设备可以很容易地用于检测SARS-CoV-2大小的病毒。
张说:“有两个主要因素促使我们这么做。“我们认为有必要针对这种病毒开发这样的技术,我们希望为这项九博体育研究做出贡献。”
Chang曾希望九博体育研究SARS-CoV-2病毒本身,并与其他机构的同事联系合作,但其他机构都不愿意合作。与此同时,他还与圣母大学的其他同事开展了合作,其中包括航空航天和机械工程教授David Go,他正在帮助他为自己的技术制造更好的仪器,以及应用与计算数学与统计系副教授Jun Li,他正在帮助开发一种最佳的样本池策略,以减少基于医疗记录的测试次数。他还与化学和生物分子工程教授大卫·雷顿(David Leighton)合作,为圣母大学的学生制定最佳的汇集策略。
就像Chang在校园里与其他人合作一样,工程副教授、Wanzek大学土木与环境工程与地球科学系主席Kyle Bibby已经开始与其他人合作开展不同的项目,这些项目可能有助于追踪这种疾病和未来的疾病。毕比2008年毕业于圣母大学,是一名环境工程师和环境变化倡议组织的应用微生物学家。他开始了两个与在城市水样中发现SARS-CoV-2有关的项目,这两个项目都得到了美国国家科学基金会的资助。
与帕金斯一起,毕比已经开始将废水样本的测量结果与流行病学模型联系起来,目标是完成一些短期预测和监测。其他疾病——从脊髓灰质炎到麻疹再到诺如病毒——过去也曾用这种方法追踪过。
毕比正与化学与生物化学系副教授马修·钱皮恩(Matthew Champion)合作进行基因组测序。他们希望注意到基因组的细微变化,从而破译一个群体中大多数病毒的起源。
每到周一、周三和周五,钱皮恩都会把无菌的1升装的瓶子送到当地的污水处理厂。Champion和他的合作者,包括化学和生物化学荣誉退休教授Norman Dovichi,想要了解是否可以通过对病毒进行测序来检测出水中的病毒。他们还希望追踪在疫情爆发期间废水中的病毒含量是如何变化的。
钱皮恩说:“今后你可以利用这些信息来通知社区的反应。”
如果他们的假设是正确的,并且可以监测废水中是否存在SARS-CoV-2等病毒,实验室可以继续进行测试。在废水中出现的病毒或新病毒的增加可以作为未来疫情爆发的哨兵。Champion和Dovichi希望在年底前继续监测。
钱皮恩说:“我们希望收集长期数据,因为这样我们就能知道潜在的激增是什么样子的。”
钱皮恩说,除了对九博体育研究感到满意之外,他捡起水的工作——看起来并不恶心,但它是灰色的——帮助他避免了幽居病。他还为能够提供信息而感到高兴,这些信息将被用来监测人群中的病毒和疾病。
“我觉得我能做点什么;我不从事医疗保健,所以这是我的贡献,”钱皮恩说。“虽然上周我捐了血,作为另一种回报方式!”
能够工作——甚至在大流行期间有一种以任何方式回馈社会的感觉——是保持精神健康的一种方式。但并不是所有人都能做到这一点,对人们心理健康的九博体育研究是评估危机影响的另一个窗口。
政治科学教授鲍廷说,生活在流行病中是可怕的,因为它对身体和经济都很危险。他描述了玛丽·雪莱(Mary Shelley)如何利用文学和生活写作来解决她在小说《最后的人》(the Last Man)中戏剧化的生存危机。
博廷说:“她为我们树立了一种榜样,让我们通过自我审视来找到前进的道路。”
心理学教授、九博体育研究副总裁辛迪·伯格曼(Cindy Bergeman)和另一位心理学教授托马斯·默鲁奇(Thomas Merluzzi)正在开展不同的九博体育研究项目,九博体育研究人们是如何审视内心的。伯格曼的实验室进行了一项为期15年的纵向九博体育研究,对三组人——年轻人、中年人和老年人——进行了为期13年的九博体育研究,以监测他们在不同水平上的压力。

“在过去的几年里,我们一直把人们带到实验室,获取他们的健康史、抽血、功能能力评估;我们对血液检测与压力相关的健康问题很感兴趣。”这项九博体育研究的一个方面是找出人们如何应对逆境。当COVID-19大流行开始时,她的团队决定深入九博体育研究社会隔离、健康问题、财务压力和其他问题的日常影响,在整个4月份每天发出一份四页的质量问卷。
伯格曼说:“鉴于我们之前有关于每个人的信息,了解人们的心理状态以及他们对这种情况的感受将是非常有价值的。”“我对潜在的长期影响很感兴趣。”
隶属于哈珀癌症九博体育研究所的Merluzzi完成了一项关于大流行对癌症患者和幸存者的心理健康和生活质量的相对影响的调查九博体育研究,与没有患癌症的人相比。这项九博体育研究包括全国范围内155名癌症患者或癌症幸存者,以及50名非癌症对照参与者。Merluzzi的团队问了几个与心理和身体健康、工作和食品安全以及病毒暴露有关的问题,以找出不同群体所经历的痛苦程度。
他只有初步结果,但到目前为止的数据显示,32%的非癌症参与者报告心理健康问题增加,而54%的癌症患者和幸存者报告自疫情爆发以来心理健康问题增加。
此外,由于现有健康状况造成的隔离在癌症组中似乎要大得多。对于其中四分之一的人来说,这种隔离可能导致他们家里没有足够的食物。此外,在癌症组中,有相当多的人出现了与病毒无关的其他健康问题。这些问题可能是癌症组比非癌症组更痛苦的原因。
Merluzzi说:“其他九博体育研究表明,压力、痛苦和生活质量下降等中期结果与癌症患者坚持癌症治疗方案和寿命有关。”
在学校关闭期间的教学和电子学习制度一直是一个挑战,一些圣母大学的九博体育研究人员清楚地看到,有必要将这些问题作为他们九博体育研究的一部分来解决。定量心理学家Ying " Alison " Cheng是心理学系的副教授,她一直致力于了解选修AP统计课程的学生的参与度和学习之间的联系。她一直在从通过在线评估和反馈平台AP-CAT学习的学生那里收集数据,目的是帮助资源不足学校的学生。这些平台提供自适应作业和分析,向学生展示他们需要复习和学习的内容。
随着学生和老师之间互动的减少,Cheng知道学生将不得不更加依赖她和她的合作者创建的系统。
“我们预测他们的使用率和反馈将会增加,并想看看这是否属实,”程说。“我们同时关注学生和教师,看看COVID-19如何改变他们与这些系统的互动方式。”
这份工作对郑来说很有意义,她本学期正在教授一门九博体育研究生课程。她亲身感受到了无法进行面对面的交流。但她感到庆幸的是,她有了以前九博体育研究的基线,可以与她现在在大流行期间所做的九博体育研究进行比较。这项九博体育研究应该发现在线系统能提供哪些面对面教学无法提供的东西,并找出差距。
她说:“就面对面教学的好处而言,我们或许可以做更多的九博体育研究。”与此同时,为了帮助教师和学生过渡到在线学习评估,Cheng与圣母大学校园的合作者合作,包括社会科学九博体育研究中心首席数据科学家Cheng Liu和九博体育研究计算中心高级副主任Paul Brenner,以解决在向全国学生提供公开版本的AP-CAT平台方面的软件和硬件挑战。
在教学领域的另一端,圣母大学STEM教育中心(Notre Dame’s Center for STEM Education)的实践副教授吉娜·斯瓦洛夫斯基(Gina Svarovsky)正在开展一项基于家庭的学习需求评估九博体育研究,以了解在向课堂外学习过渡的过程中,哪些资源对教师、家长和护理人员最有帮助。
Svarovsky既与课堂上的教师合作,也与博物馆和图书馆等“非正式”学习环境中的教育工作者合作。在与全国各地的教育合作伙伴交谈后,Svarovsky的动机是迅速启动这项九博体育研究,这些合作伙伴分享了他们如何被来自四面八方的大量在线资源所淹没。
她的九博体育研究首先向学前班到12年级的老师和家长分发了一份调查问卷,然后对这两个群体进行了一系列后续访谈,以了解他们面临的挑战和现实。Svarovsky还在她的2020年春季课程中向本科生提供了作为九博体育研究助理加入该项目的机会,作为大学3月份转向远程学习后他们课程的创新选择。
初步分析表明,教师和家长都在寻求高质量建议的可靠来源,而在迅速过渡到以家庭为基础的学习过程中,教育工作者和家庭对生活经验的看法和现实存在差异。
“如果我们能让人们从小就具备工程思维方式,你就能学会解决许多不同类型的问题,并在你的世界里采取富有成效和有意义的行动。”——吉娜·斯瓦洛夫斯基
1999年毕业于巴黎圣母院的斯瓦洛夫斯基一直在思考一个人一生中不同学习环境的交集,从教室到博物馆再到家庭。她目前是美国国家科学基金会(nsf)资助的工程九博体育研究项目的共同负责人,该项目旨在更好地了解如何为幼儿、他们的家庭和老师设计和实施能够促进早期工程兴趣和理解发展的活动。在项目的一个活动包中,家庭首先阅读一本关于狐狸和母鸡的故事书,然后他们被要求用小泡沫块建造一个结构,保护母鸡和她的窝不受狐狸的伤害。之后,这些说明增加了叙事限制,比如让孩子们想象狐狸会跳,也问他们是否可以用更少的碎片建造保护墙。
Svarovsky和她的团队认为,在STEM活动中,不仅要支持年轻的学习者,还要支持他们的父母和家人,这是关键。她说:“我们不仅关注孩子们在做什么,还关注增强父母的信心。”
“我们想让人们知道,工程不仅仅是为了劳动力发展,”她说。“如果我们能让人们在很小的时候就具备工程思维方式,你就能学会解决许多不同类型的问题,并在你的世界里采取富有成效和有意义的行动。”
这些甚至可能包括与独立和不同领域的九博体育研究合作,以有朝一日解决当前的大流行。
在整个危机期间,圣母大学的教授们都在为一个共同的利益而努力——不管九博体育研究走向何方,都在发展一个知识体系,这个体系将回答严肃的问题,并以理解为支柱,给人们带来安慰。
“科学是建立在巨人的肩膀上的,”钱皮恩说。“我和很多人合作,并有很好的大学支持,这使得工作更有价值。”
虽然玛丽·雪莱可能在她的书中发明了一种流行病,因为她周围的许多人都死了,她自己感觉就像瘟疫一样,但她从1826年得到的教训在今天仍然是真实的。
博廷说:“她觉得自己有义务拯救世界,我们每个人都必须挺身而出,培育生命。”“从哲学上讲,她非常坚忍,因为她用全球瘟疫的可怕形象来探索人们应该如何理性和情绪化地应对危机——这使她成为我们当前政治危机中一个非常有趣的人物,因为我们发展了应对危机所需的知识,因为COVID-19不会是最后一次大流行。”