连续四年获国家奖学金——临床医学八年制学生张道涵聚焦临床需求开展医工交叉探索,在侵入式汉语脑机接口、肝肿瘤AI诊断等前沿领域作出自己的创新贡献。
他主持“福庆学者”“登辉学者”等4项本科生科创项目,针对汉语语言脑机接口这一前沿难题,参与完成基于高密度皮层脑电的汉语句子解码研究,以一作或共同一作在Cell Reports, Journal of Translational Medicine, Life Sciences等期刊发表6篇论文,以共同一作在The Lancet Oncology发表临床研究,以第一发明人获得专利授权2项。作为复旦心脑学社副社长、红十字会急救队讲师助理,他积极参与支教、急救培训、招生宣传等服务实践。他已入选国家留学基金委高层次医学创新人才合作培养项目,未来将以“为人群灭除病苦”为目标,在医学前沿领域持续探索。
今天,让我们一起走近复旦大学“毕业生之星”——来自华山临床医学院(八年制)的张道涵同学。

“医学的终点从来不是冰冷的论文与算法,而是让失去表达能力的患者重新拥有和世界对话的权利。”华山临床医学2020级临床医学(八年制)本科生张道涵,正是带着这样的信念,用四年时间交出了一份跨界答卷,并坚定地向着兼具临床能力与创新视野的“医师科学家”目标前行。

以算法,唤醒无声的表达
当渐冻症患者肌肉逐步萎缩、彻底失去说话能力,当中风失语者明明思绪万千,却无法发出一个音节,侵入式脑机接口是为数不多的破局希望。然而,国际现有脑电解码系统全部基于英语体系,汉语独特声调、多音节结构带来巨大技术壁垒,针对本土人群的颅内语言解码研究近乎空白,这便是张道涵选定的攻坚目标。
大二起,他便主动跳出临床医学课本边界,旁听软件学院、大数据学院多门专业课,从零啃下Python、MATLAB编程语言、时间序列深度学习、自然语言处理等知识,白天完成繁重临床课业,夜晚面对着电脑屏幕搭建和调试神经网络。
依托华山医院神经外科平台,他全程参与侵入式脑机接口全流程研发,自主搭建适配汉语的标准化语料库,设计分模块深度学习架构,精准区分大脑言语区、声调控制区的不同神经信号。历经反复调试,团队实现两大原创突破:一是首次定位言语产生与汉语声调控制的脑区,这是团队前期的重要发现;二是将各个脑区对汉语的神经编码机制与深度学习模型深度结合,从底层设计专门针对汉语语音特征的解码算法,并实现了汉语完整句子语音的合成。这项技术目前已在十余名神经外科手术患者身上完成临床验证,未来用于渐冻症等运动障碍人群,让患者仅凭意念完成交流。
相关成果也以共同一作身份在《Cell Reports》,他自主设计皮层电极植入与调试两套硬件装置,拿下两项第一发明人授权发明专利,同步完成国际PCT专利公开并进入美国审查阶段,为国产植入式语言脑机设备的核心算法与硬件基础做出探索。谈及研究的初心,张道涵说:“语言解码的实现不仅是技术上的探索突破,更是对失语患者的人文关怀。”

双线深耕临床痛点,在肿瘤精准医疗领域持续突破
脑机之外,肿瘤精准诊疗是他深耕的另一块交叉赛道。他在中山医院肝外科施国明教授的指导下,瞄准传统肝癌筛查易漏诊、肿瘤疗效评估标准存在局限的临床难题展开攻关。
依托单细胞测序数据搭建图神经网络仿生诊断模型,还原肿瘤微环境细胞交互规律,有效提升早期肝癌检出精度;创新研发三维12点体积量化算法,弥补传统RECIST1.1标准仅依靠单径测量、无法适配不规则肝胆肿瘤的短板,计算便捷适配临床影像常规检查,相关成果以共同一作刊发国际顶刊《The Lancet Oncology》。
本科四年间,他独立主持“福庆学者”“FDUROP登辉学者”“卿枫学者”“攀登学者”四项校级本科生科创项目,其中两项获评优秀结项:从痛觉神经内分泌机制、耳鸣体感刺激系统,到人脑神经微环路、汉语脑机解码,他在复旦的学术海洋中自由探索。其中疼痛机制相关研究,他面对实验技术上的难关屡败屡战,在不断尝试与反思中打下了扎实的科研基础,感悟到创新与多学科思维的巨大潜力;疫情阻滞动物实验期间,他沉心梳理文献撰写综述,以独立第一作者发表于《Life Sciences》与《中国比较医学杂志》。耳鸣治疗体感设备项目中,他自主学习3D打印、数字电路,联合工科同学开发音频转体感刺激硬件,拓展神经疾病无创干预新路径。
全国生理学竞赛一等奖、全国大学生物理竞赛医科组二等奖等多项重量级赛事奖项,充分印证了其扎实全面的跨学科科研素养。

走出实验室,以科普传递医者温情
在埋头攻坚算法、硬件以期突破临床难题之余,张道涵始终践行“自助、受助、助人”的信条,把所学知识带给更多人。
他积极投身于复旦首个跨学科学术型学生社团——复旦心脑学社的建设与活动组织中。作为社团的创始核心团与副社长,他通过文献精读小组,科普知识推送,交叉学科知识竞赛等各种活动,组织跨学科交流,破除院校、年级与学科壁垒,成功吸引了众多社员投身于脑科学相关的科研。在校红十字会担任急救讲师助理期间,他系统掌握心肺复苏、创伤包扎等急救技能,在校内开展多场科普培训,向师生普及应急救护知识。
2021年暑假,他远赴山西省长治市沁源县乡村中学开展线下支教。结合自身认知神经科学专业积累,他开设独家专题讲座《记忆原理与高效学习方法》,用大脑信号、神经记忆机制拆解背诵、解题逻辑,缓解高三学生备考焦虑。
连续五年,他主动参与复旦大学本科招生宣讲,前往上海,浙江多地参与招生前线工作,结合八年制学医、医工交叉科研亲身经历,向高中生科普现代医学多元发展方向。
他始终认为,医学不仅是病房与实验室的学问,科普与教育同样是医者的责任。

笃行求索,奔赴“医师科学家”之路
凭借突出的医工交叉科研潜力,张道涵成功入选国家留学基金委高层次医学创新人才合作培养项目,将赴牛津大学纳菲尔德临床神经科学系攻读博士学位。博士阶段结束后,他将重返华山医院,继续完成临床医学八年制MD阶段学习,运用前沿的脑机接口技术帮助更多罹患神经退行性疾病的患者。
“科研是去别人没去过的地方,走错路也是常态。”他认为做研究可以“抱着试一试的心态”,科研本是一场马拉松,而非百米冲刺。时常停下脚步,听听不同思路、接触跨领域知识,往往能找到新突破口。
“不要被同质化竞争裹挟,找到自己独一无二的价值。”前路漫漫,张道涵将带着“为人群灭除病苦”的目标,在临床、科研双向道路上持续深耕,努力成长为兼具技术创新与人文关怀的新时代“医师科学家”。

