ISEF现代生物学、行为学赛道讲座回顾！

实验学科可以更好展现学生的学科知识储备和学术研究能力，现代生物学、行为学也逐渐成为ISEF的热门参赛学科，而参加过ISEF的申请者更是被TOP美本招生官青睐有加。

然而实验学科会受到现实因素的限制，比如时间、地域、疫情等，现在想要进入实验室做科研比较困难。做不了实验，不就与实验学科失之交臂了吗？

其实不然！现代生物学、行为学就是破解这一难题的最佳手段！上周翰林有方学术主管黄老师为大家带来了ISEF现代生物学、行为学专场讲座，黄老师在讲座中提到线下实验并不是这一赛道所必须的，学生可以通过计算机技术完成整个项目。下面就一起来回顾一下这场精彩的讲座吧！
01ISEF赛事解析 

1什么是ISEF？
国际科学工程大赛（Internationa Science and Egineering Fair，ISEF）由美国Society for Science在1950年首次举办，被誉为青少年科创“世界杯”，从首届创办以来，ISEF为全球知名大学、名企输送了大量顶尖科技人才。
ISEF在全球范围内知名度高、影响力广，今年刚结束的ISEF大赛吸引了来自美国49个州以及全球63个国家以及地区，共计1750位参赛者参加。

2ISEF的项目组成
一个好的ISEF研究课题离不开完整严谨的研究步骤。我将ISEF课题的组成分为了一下四步：
发现并提出问题：利用前人的成果，用公开数据进行比较分析
分析并解决问题：利用大数据分析、理论模型构造、实验讨论验证等手段进行分析
得到结论：模拟仿真编程，总结提炼关键性要点
结果展示：利用高阶可视化手段将研究成果展示给评委

ISEF共设置了21条赛道，学科范围广泛，几乎包含所有高中生可以接触到的领域；在学科特点上，ISEF也涵盖了理论研究和实验研究。在这其中，实验学科根据学科诞生时间以及分析手段，可以分为有传统实验科学和现代生物学。
在结束了对传统实验学科的分析之后，本周我们将视角转向现代生物学、行为学，从具体案例中总结归纳其获奖趋势，总结备赛方法。

02ISEF历年获奖作品分析

1计算生物学与生物信息学
翰林有方黄老师
为了让大家更加直观地感受计算生物学与生物信息学赛道的评委偏好，我将用该赛道的两个项目为大家进行对比分析。
课题：大脑中恶性肿瘤相关的预后不良现象研究
课题构想：该项目利用RNA测序技术产生数据，使用基础的机器学习方法分析多形性胶质母细胞瘤中蛋白表达样本的基因关系，从而发现了3种基因最有可能是GBM的主要调节因子，也是最有希望的药物靶点。

翰林有方评析
项目缺陷：项目使用的机器学习算法较为基础。且缺少最后的验证环节，仅停留在得出结论这一步骤，研究完整性有欠缺。
课题方向：药物不良反应的相关研究
课题构想：该项目开发了一个由随机森林分类器和支持向量机组成的分层模型，使用药物的化学指纹来预测靶点、酶和转运蛋白谱，最后将其用于预测ADR，最终稿提出一种可以预测ADR并阐述其病理机制的新模型。

翰林有方评析 
项目优势：该项目采用随机森林和支持向量等高级的算法进行数据处理，得出的结论更加可靠。且在项目展示中体现了自己项目的准确率（91%），进一步体现研究的严谨。

2生物医学与健康科学
课题方向：前列腺癌相关的免疫疗法
课题构想：该项目表征了前列腺癌种免疫浸润的细胞组成，研究了肿瘤免疫景观是否时患者预后的预测因素。基于来自癌症基因组图谱计划的大量mRNA测序数据，使用QuanTIseq和FPIC软件进行分析，确定了六种免疫亚型，以及肿瘤的免疫浸润成分差异，指明了免疫浸润可能是前列腺癌的预后指标，确定了一个了解前列腺癌的肿瘤免疫微环境的概念框架。

翰林有方评析
项目优势：利用了癌症基因组图谱中的数据，数据庞大且有价值。采用了两种不同的数据分析软件进行分析，并且得出了多项研究成果，充分体现了项目的研究深度和工作量之大。
课题方向：乳腺癌的新型靶向治疗方法
课题构想：该项目利用癌症大数据比较分析了几个不同类型癌症的基因转录组特征。发现了该类型的分子特征更接近于三阴性乳腺癌，有较高的炎症相关基因的表达。再利用实验室生物技术敲除ER基因，进一步验证了ER-/PR+乳腺癌细胞的表达谱特征。最后通过实验研究了这类癌细胞对抗炎症药物的敏感性。

翰林有方评析
项目优势：该项目时间跨度长，研究内容十分丰富研究思路清晰，体现了学生的投入度和专注度，研究技术先进，且研究成果很有实际应用价值。

翰林有方黄老师
从以上几个案例中不难看出，线下实验并不是现代生物学所必须的步骤，学生完全可以通过在线上利用计算机技术完成整个项目，如有必要可以通过线下实验进一步验证自己的研究结果。这就是现代生物学的一个特有优势。

3生物医学工程
课题方向：便携式检测口腔癌的设备
课题构想：该项目设计了一种无需专业干预即可扫描整个口腔寻找潜在癌变的设备。在硬件部分，学生利用荧光激发正常粘膜使癌组织颜色变深。软件部分学生利用影像分析技术，将处理后的图像发送到自己训练的机器学习模型中，以检测潜在的恶性病变和鳞状细胞癌形式的癌组织。

翰林有方评析
项目优势：该项目从学生所在地的实际问题出发，有强烈的地方特色。项目的成果具有高度的应用价值。

4社会行为学
课题方向：人参、银杏、长叶参和长春西汀的对小鼠记忆、学习能力的不同功效
课题构想：该项目通过实际实验，让小鼠让小鼠连续口服药物 21 天，然后在莫里斯水迷宫上进行空间学习和记忆评估，并进一步基于这些发现根据与年龄相关的记忆变化和记忆障碍过程进行了讨论。

翰林有方评析
项目优势：该实验属于证否研究，应用了多组的小鼠数据，研究过程完整且严谨，研究思路清晰。

5社会以及行为科学
课题方向：COVID-19 期间的新型数字自闭及其症诊断
课题构想：该项目设计了一种通过使用计算机视觉运动跟踪技术来评估自闭症儿童在 ADOS 期间与父母和考官的平均距离，并使用发声记录器来分析儿童的语言能力。这项研究为通过可集成到智能手机应用程序中的数字表型自动诊断自闭症提供了基础。

翰林有方评析 
项目优势：该研究发现了研究领域目前存在的问题，研究所设计的简单便携的方法可以在自然环境中提供实时数据，并彻底改变自闭症诊断，解决了该领域原本存在的缺陷。

03ISEF获奖规律总结
翰林有方通过整理超过9000份ISEF Finalist摘要，与超过50位ISEF、丘奖评委导师进行学术探讨，总结了ISEF获奖作品的一些规律：

对当前科学或者项目中的问题能够清晰地、完整地阐述；

青年科学家们选择了合适的研究方案对于项目进行深入的研究；

项目创新点往往是将前沿方法应用于所研究的问题或者对于已有的方法进行改进；

结论部分会介绍项目的应用价值。
04翰林有方ISEF学员录取案例
翰林有方一直在强调“小兴趣，大科研”，将学生的兴趣作为他们学术道路的出发点。

我们翰林有方的老师会与学生进行交流，帮助他们找寻自己的兴趣所在，挖掘隐藏的兴趣点。然后翰林有方团队会根据兴趣为学生匹配导师，为其定制和匹配课题。最终，我们会带领学生在科研的道路上一步一步推进，直到产出科研成果。

翰林有方 J同学
高中学校：美高转国内普高
标化成绩：SAT 1550+/AP 6门
斩获5枚TOP美本offer:
宾夕法尼亚大学、约翰霍普金斯大学、康奈尔大学、埃默里大学（有奖学金）、波士顿学院（有奖学金）
研究课题：
Comparison of SARS-CoV and SARS-CoV Based on Cellular Proteomics

我们是如何进行规划的
挖掘到学生对于生物和化学十分感兴趣，所以翰林有方顾问老师为其推荐了biochem专业。
考虑到了当时美国COVID大爆发的背景，设计相关课题，体现学生的社会关注度。

翰林有方J同学
翰林有方老师非常重视我的兴趣，结合我的个人经历、申请意愿和当时covid-19在美国大爆发的背景，用科研项目将我的爱好和目标方向连接起来，给我设计了非常有趣的课题。

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