Desde jovem, Chih-Wei Joshua Liu '22 sempre soube que queria ser um “médico-cientista”, realizando pesquisas na interseção da ciência ba¡sica e da medicina. 

“Crescendo, eu queria fazer um trabalho que ajudasse concretamente as pessoas”, diz Liu. “Eu também queria aprofundar nossa compreensão do universo. A física descreve como a natureza se comporta. A partir de equações, podemos derivar o comportamento. Na biologia e na medicina, esse comportamento éextremamente complexo. Sempre me perguntei como essas ciências se combinam: se pudermos colocar a bela complexidade da natureza na linguagem da matemática, então o mundo faz sentido.”

Como filho de um médico/bia³logo computacional, foi exposto desde cedo a uma vida de pesquisa. Sua familia se mudou de Taipei para Dallas, Texas, e a área da baa­a de Sa£o Francisco antes de retornar a Taiwan durante seus anos de ensino manãdio, quando seu pai se juntou ao corpo docente dos Institutos Nacionais de Pesquisa em Saúde de Taiwan.

Ele competiu na OlimpÍada de Biologia enquanto estava na National Experimental High School, uma escola internacional administrada pelo governo de Taiwan para filhos criados no exterior de funciona¡rios do Hsinchu Science Park. O Hsinchu Science Park se concentra na Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, fundada pelo membro do conselho da MIT Corporation Morris Chang '52, SM '53, ME '55.

“As pessoas na minha escola pensam no MIT como um lugar onde vocêpode fazer a diferença no mundo”, diz Liu. Atraa­dos para o Instituto, Liu e seu irmão gaªmeo, Chih-Lun Julian, se candidataram ao MIT. Seu irmão estava mais interessado em lingua­stica computacional, enquanto ele era atraa­do pela bioquímica e biologia computacional.

“Muitas das pesquisas mais importantes em condensados ​​foram feitas no MIT”, diz ele. “Comecei a frequentar um clube de revistas de condensado biomolecular no meu primeiro semestre como calouro e percebi que, para realmente entender os condensados, precisava de termodina¢mica estata­stica. Fiquei desapontado ao saber que não poderia ir muito longe sem a física.”

Tendo lutado com a física do ensino manãdio, ele estava apreensivo com os requisitos gerais do instituto de física (GIRs). “Quando fiz o 8.01 com o professor Kiyoshi Masui , percebi que a física do MIT osespecialmente o mundialmente famoso formato TEAL [Technology-Enhanced Active Learning] usado para 8.01 e 8.02 osbem diferente da física AP de maºltipla escolha.”

Com uma forte compreensão da meca¢nica newtoniana, ele se esforçou para fazer a aula de acompanhamento mais desafiadora, 8.022 (Fa­sica II: Eletricidade e Magnetismo). A partir daa­, ele se surpreendeu ao declarar sua especialização como física.

“Os GIRs de física me empurraram para me expandir academicamente. Eu fiz 8.01 no meu segundo ano e gostei de ajudar outros alunos a desenvolver habilidades e interesses em física.”

Ele se afastou dos condensados ​​biomoleculares e buscou pesquisas em outras áreas da biofa­sica, comea§ando com o trabalho em uma abordagem de evolução experimental para a engenharia de terapia de microbioma com o professor Jeff Gore .

“Um objetivo de longa data na medicina éa capacidade de adaptar os micróbios a s necessidades metaba³licas especa­ficas dos pacientes; micróbios externos com funções potencialmente aºteis geralmente não sobrevivem quando inseridos nos microbiomas dos pacientes”, diz ele. “Na³s desenvolvemos bactanãrias isoladas do intestino humano para degradar o composto que causa pedras nos rins. Achei este projeto empolgante porque usamos modelagem matemática para controlar a trajeta³ria evolutiva das bactanãrias no laboratório, bem como para projetar algo que pudesse ter aplicações médicas reais.”

Em 2020, ele começou a trabalhar com o professor Nikta Fakhri em abordagens de aprendizado de ma¡quina para medir a produção de entropia em sistemas biola³gicos.

“Os fa­sicos acreditam que a irreversibilidade do tempo éuma propriedade chave da vida; os processos biola³gicos aumentam irrevogavelmente a entropia do universo”, diz ele. “No entanto, édifa­cil realmente medir a irreversibilidade. Estamos usando um novo algoritmo de aprendizado de ma¡quina para fazer exatamente isso. Rho GTPases são um regulador de divisão celular conservado em quase todos os animais, incluindo humanos e estrelas do mar que usamos experimentalmente. Usando nossa rede neural, medimos quantitativamente a flecha do tempo nesse sistema biola³gico crucial; Rho estãoimplicado em ca¢ncer, entre outras doena§as.”

Ele apresentou este trabalho na Reunia£o de mara§o da American Physical Society e planeja enviar em breve um manuscrito conjunto do primeiro autor para revisão.

“Conhea§o muitas pessoas que lutaram com problemas de saúde mental”, diz ele. “O MIT éum lugar bastante estressante e muitas pessoas lutam quando chegam aqui. Esta éuma questãona qual eu realmente queria me envolver.”

Isso o atraiu para os problemas prementes de saúde mental dentro e fora do campus.

Durante a pandemia, ele se juntou aos Embaixadores do Bem-Estar do MIT para distribuir diretrizes Covid-19 e equipamentos de proteção individual aos alunos que permanecem no campus durante a pandemia. Como presidente da Active Minds and Peer Ears , ele liderou a fusão dos dois grupos de educação por pares de bem-estar mental do MIT e trabalhou com o Office of Student Wellbeing do MIT e os médicos dos Student Mental Health and Counseling Services para fornecer aos estudantes de graduação e a s organizações uma escuta ativa Treinamento.

No vera£o passado, como estagia¡rio de impacto social do PKG no Departamento de Psiquiatria do Massachusetts General Hospital (MGH), ele usou pesquisas instanta¢neas em smartphones para rastrear o uso do tempo em pessoas com transtornos do espectro da esquizofrenia e do espectro bipolar. Ao analisar os dados, ele viu o surgimento dos efeitos da raça e do status socioecona´mico no funcionamento de pessoas com doenças mentais graves, sobre os quais estãoescrevendo para a revista Clinical Psychological Science .

“Espero que meu trabalho ajude futuros psiquiatras a abordar as desigualdades raciais e socioecona´micas no cuidado de pessoas com doenças mentais graves”, diz ele.

Em seu segundo projeto para o MGH, ele usou pesquisas instanta¢neas em smartphones para rastrear alucinações e processos metacognitivos em pessoas com esquizofrenia. “Analisando esses dados, conseguimos estabelecer uma conexão entre erros metacognitivos e alucinações em pessoas com esquizofrenia”, diz ele. Esse manuscrito serásubmetido em junho.

Para seu pra³prio manãtodo de liberação de estresse, em seu primeiro ano ele compartilhou seu amor pelo punk rock post-hardcore com um show a s 2 da manha£ no WMBR , atéperceber que não funcionava com sua agenda. Ele épresidente da Sociedade de Estudantes de Fa­sica do MIT , que organiza eventos para alunos de graduação do Curso 8, como intervalos de estudo, noites de cinema e a conferaªncia anual de pesquisa PRISM . Ele atuou no Comitaª de Valores da Fa­sica , um comitaª departamental de professores, funciona¡rios e alunos que trabalham juntos para melhorar o recrutamento de alunos sub-representados para a física do MIT e para apoiar o aconselhamento mais inclusivo do corpo docente.

Ele também foi presidente de serviço comunita¡rio e educador membro associado em sua fraternidade, Phi Kappa Theta . Como presidente de serviço comunita¡rio, ele adquiriu 12.000 máscaras faciais do governo de Taiwan durante a escassez de máscaras nos EUA em 2020 e organizou uma arrecadação de fundos para comprar essas máscaras e doa¡-las ao Beth Israel Deaconess Medical Center. “Foi uma das minhas experiências marcantes no MIT”, diz ele.

Liu também éum a¡vido caminhante e gosta de visitar piscinas naturais para estudar invertebrados marinhos.

Ele estãose candidatando a programas de MD-PhD para buscar pesquisas na interseção de bioestata­stica e meca¢nica estata­stica. Enquanto isso, ele continuara¡ sua pesquisa no grupo de Fakhri, estudando fases “não reca­procas” da matéria recentemente identificadas em bactanãrias resistentes a medicamentos.

Como futuro médico-fa­sico, Liu espera aplicar as técnicas matemáticas que aprendeu em suas aulas de física para ajudar aqueles que lutam com problemas de saúde mental.

“Espero aplicar a física fundamental aos problemas prementes da saúde humana”, diz ele. “A termodina¢mica de não equila­brio provou recentemente seu potencial na biologia fundamental. Acredito que a mesma estrutura tea³rica pode ser tão perspicaz na medicina translacional.”