2019-10-30 星期三
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“5张”论坛:每人限用5张幻灯片5分钟内完成学术项目报告

中外青年科学家上演“车轮战”

2019年10月30日   06: 第二届世界顶尖科学家论坛特刊   稿件来源:解放日报  


■本报记者 徐瑞哲 彭德倩 顾泳 黄杨子 俞陶然

俗话说,“把最好的留到最后”,也把“最大的”留到了压轴——麻省理工学院的物理学女教授特雷西·斯拉泰尔,昨天下午为全场带来了宇宙洪荒之力。她表示,物质占比至少85%的暗物质才是整个宇宙的原始骨架,先有暗物质、再有普通物质,或者可以说,从广大暗物质中“渗”出了对人类而言的可视物质。

第二届世界顶尖科学家论坛的“5张”论坛由此落幕,共10位海内外青年科学家代表受邀发言。每人仅限使用5张幻灯演示片(PPT),且在5分钟内完成学术项目报告。“车轮战”中,他们的听众是论坛邀来的15桌中外青年科学家,听听关键词是什么?

微观

水结成冰,冰化成水,日常生活中并不稀奇。但是,从原子层面来观察这一自然现象,却让科学家探索至今。北京大学物理学院量子材料科学中心教授江颖所在的小组研发扫描探头显微镜,用于观察相关原子,“由此,我们第一次清晰观测到从水到冰、水中钠离子分离等现象的原子层面图景。”在他看来,这对海水淡化、新型离子电池等研发,都具有广阔应用前景。

来自剑桥大学MRC分子生物学实验室的项目主任洛瑞·帕斯摩尔,向全场展示了最新研究发现的蛋白质FA核心复合体结构,从黑白二维和彩色三维,从静态和动态影像,现场可视化的微观结构也越发清晰……她透露,自己所在实验室掌握的新算法让这一复合体结构的图谱更为高清,可以清楚地分辨出蛋白质的8个单元,“我们已经理解了其中的7个,有2个亚单元的结构非常相似。”

相较生命基本单位——蛋白质,化学家所用的材料一直是没有生命的。但法国斯特拉斯堡大学化学系教授托马斯·赫尔曼斯认为,人工材料同样可以做到“生命态”。其团队开发了一些有类似属性的人工系统,比如从凝胶状开始,加上化学燃料,燃料与凝胶进行反应,分子逐渐融化为溶液状态,醛则在分子中慢慢恢复组装,出现“成核现象”——类生命的人工材料就此诞生。

神经

不论是宏大宇宙还是微观世界,被喻为“小宇宙”的神经终端永远令人期待、催人探求,这一领域的青年科学家在行动。近年来深耕于睡眠研究的加州大学洛杉矶分校(UCLA)博士杰佛里·唐力将“果蝇理论”带到上海滴水湖。

5年前,杰佛里·唐力作为合著作者之一在《神经细胞》(Neuron)顶尖杂志上撰文指出,大脑中存在一种“开关”,可通过大脑神经细胞进行调控,当进入疲劳状态时,该机制将启动并驱使人去睡觉。为此,团队研究人员在果蝇实验中证实了该理论——通过移除这种“开关”来培育出有失眠症的昆虫。

这一次,他透露:近期果蝇实验中,通过切断果蝇突触——即中枢神经的信号传播后,睡眠随着损伤的出现大大增强了,充分的睡眠能让果蝇修复损伤。“虽然受损伤的果蝇在24小时后即便不睡觉也会慢慢恢复,但被允许睡觉的果蝇损伤恢复速度更快。”看来,果蝇正在用“亲身经历”告诉人类睡眠的重要性。

说到神经疾病,不免谈及阿尔茨海默症。来自法国索邦大学医学部的神经外科医学教授亚历山·卡朋特,展示了全新方法,用于突破人体血脑屏障,更精准给药。一般而言,由于血脑屏障的存在,通过血液循环给药的治疗方法会在此碰壁。他们尝试的药物运输工具是超声波——仅用6小时,超声波就能运送“小泡泡”穿越血脑屏障。当第一次在人类患者身上试验,结果显示,药物在大脑中的吸收率上升5倍,给药效率大大提升。

人工智能

说到人脑,那就会说到人工智能,青年科学家不可能错过这个科技热门。

众所周知,人类双目可以形成三维视觉,因为大脑将双眼捕捉到的所有周遭光线信息都尽在掌握。上海科技大学信息科学与技术学院执行院长虞晶怡教授演示了一张橄榄球比赛的现场照片,双方队员在激烈拼抢……随后,他用光标在图像上移动,点中哪个球员,就清晰聚焦在他的脸上,而其他处于不同景深的球员,则会失焦,变得相对模糊。那么,计算机视觉如何实现大脑视觉这样的全面聚焦,并根据需要选择性对焦?

虞晶怡介绍,他们已开发模拟人类视觉采集与合成方式的智能系统,通过多摄像头、全方位地精确捕捉各个光场,更加精密地进行本地聚焦与合焦。他举了一枚晶莹剔透的玉石图像,人们可以各个角度尽情欣赏它的光彩。“这种应用用于线下商场,再用于线上电商,可以最大程度呈现商品百货。”最后,他演示了自己的讲演视频,采用实时3D全息捕捉,“东南西北中”各个侧面都成像……“明年,欢迎各位到上科大进行‘全息演讲’。”

斯坦福大学尼玛·阿佳易普尔团队甚至正利用AI寻找孕妇早产原因。团队研究分析了正常怀孕女性的种种表型和分子生物学特征,包括RNA、血浆、免疫系统等6方面数据,将其输入计算机软件,建立一张复杂的关系网络。

与此同时,团队也采集了5个国家早产孕妇的6个方面数据,比对分析正常孕妇与早产孕妇的数据差异。“早产孕妇是有地域性的。”阿佳易普尔说,其中一个模型适用于四个国家的孕妇,另一个模型适用一国孕妇。