CLS-BIOPIC研究生"1+X"论坛2025-2026学年第四期活动成功举办

2025年12月16日晚，由生命科学联合中心（CLS）、生物医学前沿创新中心（BIOPIC）组织的CLS-BIOPIC研究生"1+X"论坛本学年第四期活动在金光生命科学楼邓祐才报告厅成功举办。北京国际数学研究中心、BIOPIC葛颢教授和北京大学心理与认知科学学院吴思课题组博士后褚天昊共同出席了活动。

第一位报告人是来自张磊课题组的张潇逸同学，他带来了题为"Constructing a holistic map of cell fate decision by hyper solution landscape"的精彩报告。细胞命运决定是发育生物学的核心问题之一。以Waddington景观为代表的定量框架虽已取得重要进展，但面临一个根本困境：模型参数难以从实验中精确确定，不同参数组合往往导致截然不同的景观预测，系统性分析细胞命运转变因此受到极大限制。为此，张潇逸同学与合作者提出了超解景观（Hyper Solution Landscape，HSL）框架。HSL将所有可能的解景观及其分岔关系整合为一张统一的"元图"：每个节点代表一种解景观拓扑（即一种细胞命运组合），节点间的边代表参数变化引发的分岔事件。这一框架天然与参数无关，能够全面呈现给定基因调控网络的所有可能景观构型。以"交叉抑制-自激活"（CIS）基因调控模体为例，张潇逸同学展示了HSL的两项核心应用：其一，路径依赖性——即便起点与终点景观相同，不同的参数变化路径所导致的细胞命运分布可存在显著差异，揭示了细胞命运决定中路径选择的深层数学机制；其二，理性设计——通过分析HSL中的"进展路径"与"精准路径"，可针对不同噪声水平和初始条件优化分化效率与特异性的权衡，为细胞重编程提供理论指导。

张潇逸同学做报告分享 

报告结束后，同学们就初始条件的设定、HSL在高维参数系统中的适用性以及实验验证等问题积极提问，张潇逸同学进行了详细解答。葛颢教授和褚天昊博士对报告给予了高度评价，并就HSL在高维参数空间中的粗粒化处理、模型重建不完整时的影响，以及框架的普适性等问题提出了深刻见解，鼓励进一步拓展该方法的应用边界。 

第二位分享的同学是来自苗成林实验室的张暄同学，她给我们带来了题为“Neural representation across 3D multiple curved surfaces: distinct roles of RSC and MEC”的精彩报告。人们对于空间导航的神经表征机制已经有所了解，通过测量神经电活动而分类得出Place cell / Grid cell / Head direction cell等不同细胞表征，让我们能够描绘动物神经系统在二维环境下可能的空间导航策略。对于三维环境下的导航表征的讨论则还不够充分。在蝙蝠中的研究表明，有细胞对方位/滚转/俯仰三个角度进行表征；而在啮齿类动物中，虽然已有许多对其三维头朝向表征方式的研究，但仍然没有完全解决其在三维曲面中头朝向稳定编码的原理，重要的差异是三维曲面中相对于单一切平面的方向表征不能够稳定刻画动物在经历三维环形运动后的头朝向。这就意味着，需要引入第二个参考，以使动物能够完成三维曲面下的导航。根据近年提出的Dual-axis model，自身感知到的重力方向可能是一个重要的参考基准。而综合切平面信息和重力方向，需要跨脑区的信息整合。在张同学的工作中，通过训练小鼠在圆柱体的表面上运动，同时通过微型化双光子钙成像记录皮层脑区细胞活动，可以在RSC脑区识别到两类角度编码细胞，他们具有不同的编码偏好：一类是前人提出过的双轴细胞，其在顶面表现对方向角的编码特征，而在侧面则保持了和顶面一致的偏好方向，这体现了三维空间中稳定一致的方向编码特性；另一类细胞可以被称为切平面细胞，它在圆柱侧壁表现出仅和侧壁切平面方向相关的方向选择性。这两类细胞的编码能力在暗环境下仍然保持，表明视觉不是决定性因素，可能具有前庭输入的整合参与。研究还识别到，切平面细胞在二维到三维的转换中，细胞群体编码的模式发生了变化，这是传统头朝向细胞不具备的特性，暗示了其与头朝向细胞处于不同的神经网络或者神经网络的不同部分中。在MEC脑区中，更多的细胞呈现了对空间特定位置编码的特征。进一步实验发现RSC到MEC的投射确实携带了空间信息，使得MEC能够完成更精确的空间特异性编码。而在黑暗条件下的化学遗传学抑制使得MEC的编码能力有所下降，提示了RSC在稳定的三维导航中发挥重要的空间信息传递和整合作用。

张暄同学做报告分享

汇报结束后，同学们就实验的设计考量，切平面细胞和双轴细胞在空间表征上的的重要性，蝙蝠和啮齿类动物的神经比较方面进行了充分的讨论。褚天昊博士和葛颢教授对在顶-侧转换中神经细胞群体重映射背后可能的状态转换机制，RSC到MEC信息流中存在的主观-客观转换特性与张同学进行了进一步的探讨。交流在热烈的氛围中结束。

现场同学们踊跃提问交流

评委老师进行报告点评

报告后合影

至此，CLS-BIOPIC研究生“1+X”论坛2025-2026学年第四期活动圆满结束，本次活动吸引了百余名师生参会。“1+X”论坛以学生为主体，秉持“交流，交叉，创新，共赢”的理念，为许多优秀学生代表提供了分享科研故事的舞台，同时也为参会同学提供宽松、活跃、便捷的学术交流平台，推动交叉学科的发展。欢迎大家持续关注！

撰文 / 马跃 黄海耘