湿地天河2号

扫二维码看科学报中国科学院中国工程院国家自然科学基金委员会中国科学技术协会主办2016年6月21日星期二总第期今日8版国内统一刊号:CN11-0084邮发代号:1-82新浪:http://weibo.
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com/kexueshibao-2008CHINASCIENCEDAILY扫二维码看科学网扫二维码医问医答"绿航星际"模拟太空生活180天本报北京6月20日讯(记者丁佳、彭科峰、赵广立)记者今天从中国科学院获悉,由中科院自动化所脑网络组研究中心蒋田仔领衔的研究团队,联合国内外其他团队,通过6年努力,成功绘制出全新人类脑图谱———脑网络组图谱,首次建立了宏观尺度上的活体全脑连接图谱.
全脑精细分区图谱及其全脑连接图谱近日在线发表于《大脑皮层》.
"这是第一个在全新的脑区亚区尺度上的人类全脑连接图谱.
"中科院自动化所副研究员、该项目研究骨干樊令仲说.
该图谱包括246个精细脑区亚区,以及脑区亚区间的多模态连接模式,突破了100多年来传统脑图谱绘制思想,引入了利用脑结构和功能连接信息对脑区进行精细划分和脑图谱绘制的新思想和方法,比传统的布洛德曼图谱精细4至5倍.
人类脑图谱是理解脑结构和功能的基石.
目前虽有一些基于磁共振图像构建的脑图谱,但在脑区划分上主要基于沟回拓扑分布,脑区定义粗糙,很难与脑的功能解剖相对应.
脑网络组图谱不仅包含了精细的大脑皮层脑区与皮层下核团亚区结构,而且定量描绘了不同脑区亚区的解剖与功能连接模式,并对每个亚区进行了细致的功能描述.
"我们的团队对不同类型的脑区进行了研究,建立了相关的计算理论与方法学新体系,相信会对每个脑区提供全新的认识.
"樊令仲说,与传统基于尸体标本的脑解剖图谱相比,脑网络组图谱能基于活体脑获取成像数据,且脑区划分精细,构建周期短,可构建个体化、不同群组概率的脑图谱.
这意味着,脑网络组图谱的构建将引领人类脑图谱未来发展从标本走向活体,从粗糙走向精细,从单一的解剖结构描述到集成结构、功能和连接模式等在内的综合描述,为实现脑科学和脑疾病研究的源头创新奠定基础,加深对于人类精神和心理活动的认识,为理解人脑结构和功能开辟了新途径,并对未来类脑智能系统的设计提供重要的启示.
中国绘制全新人类脑图谱为实现脑科学和脑疾病研究的源头创新奠定基础主持:张林彭科峰邮箱:lzhang@stimes.
cn叫停第一高楼应被点赞姻彭科峰日前,湖南湘江新区官网公布《湖南湘江新区发展规划(2016-2025年)》,将烂尾多年的"世界第一高楼"远大天空之城推上了"断头台".
该规划指出,包括大泽湖等20个"永久性水面",除重大基础设施建设项目之外,禁止一切建设活动,坚持生态保护和保育.
而大泽湖正是远大天空之城所在地.
2013年8月,远大集团宣布在长沙市望城区大泽湖地区建设838米的"世界第一高楼".
但因该区域位于大泽湖湿地,易对候鸟栖息地造成破坏,遭到社会各界的反对.
不少环保组织要求"远大,请远离大泽湖".
3年后,远大的第一高楼梦终于坍塌.
笔者相信,这会让不少热心湿地保护的志愿者感到欣慰.
远大天空之城的"破产",意味着在湿地保护和商业开发之间,当地政府选择了前者.
这并不容易.
尽管湿地对生态保护意义重大,能起到涵养水源、降解污染物、为候鸟提供栖息地等作用,但对地方政府而言,开发"无主"湿地不但不需要承担巨大的拆迁成本,还能获得不匪的财政收入.
因此,它们在很多时候会选择性地忽视湿地的生态意义.
事实上,在全国范围内,湿地遭遇大规模商业开发的现象屡禁不绝.
比如此前河北省白洋淀湿地核心保护区内的烧车淀,就曾被人以建设"休闲旅游综合体"的名义,开发了3000余亩,导致湿地保护区内的水被抽干,芦苇被毁,大量野鸟流离失所.
此次大泽湖湿地能够得到保留,当地政府的做法值得点赞.
但很多不为人知的湿地仍在逐渐消失.
我国拥有湿地面积3300多万公顷,约占世界湿地面积的10%.
但调查显示,我国湿地面积比10年前减少339.
63万公顷,接近整个海南岛的面积.
因此,湿地保护力度应进一步加大.
没有好的生态环境,就不可能有一个区域的繁荣与未来.
各级政府只有切实守住生态红线,才能真正实现可持续发展.
笔者希望,湖南湘江新区此次的做法能够得到更多地方政府的效仿,使湿地商业开发让位于生态涵养,让更多湿地发挥其原有生态功能.
本报记者冯丽妃在北京市海淀区一座十余层大厦的一间展厅内,一台电脑的屏幕上显示着大厦入口来往车辆的信息.
"如果有违规情况,摄像头就能在第一时间识别出来,并将相关车辆信息实时报告给监督者.
"张韵东介绍说.
赋予摄像头这一识别及判断能力的载体是一块边长约两厘米的正方形银色芯片.
6月20日,张韵东所在的中星微"数字多媒体芯片技术"国家重点实验室举行媒体发布会称,其发明的中国首款嵌入式神经网络处理器(NPU)芯片诞生,并已于今年3月6日实现量产.
"原来的视频处理芯片相当于一只'眼睛'.
"担任该国家重点实验室执行主任的张韵东比喻说,而"星光智能一号"让"眼睛"具备了人脑的功能,将后台的智能判断提到了前端,可实时地识别更高级的智慧信息,如身份证号码、车牌号、人员身份.
这款被命名为"星光智能一号"的芯片,蕴含了当前计算机领域最前沿的生物人脑神经网络仿生学创新技术,且对严重依赖国外进口产品的中国集成电路产业来说,也是实现"弯道超车"的一次踊跃尝试.
集成"大脑"的"眼睛"为了了解其对人脸的识别能力,一名男记者现场邀请长相跟他相像的一名工作人员一起"刷脸".
果然,在读取身份证之后,摄像头在不到1秒钟的时间内就判断出工作人员才是本人.
"星光智能一号"之所以能"看懂"这些信息,是因为它集成了视频信号处理、视频压缩编码模块以及NPU等系统.
尤其是该实验室自主研发的嵌入式NPU,彻底颠覆了采用传统冯诺依曼架构的CPU(中央处理器),赋予这颗"眼睛"像"大脑"一样的分析功能.
"当前,卷积神经网络(CNN)算法已成为智能机器视觉领域的研究热点.
"该实验室嵌入式人工智能项目组组长昝劲文说,该算法通过仿生人脑神经网络,可降低网络模型的复杂程度,在处理海量输入数据、大规模乘积累加运算、稀疏权值矩阵等方面具有优势.
然而,传统CPU程序指令与数据共处一个存储空间,运行CNN算法效率不高.
中星微NPU采用数据驱动并行计算架构,使计算机的能耗比"至少提高了两三个数量级",让人工智能在嵌入式机器视觉应用中可以大显身手.
"冯诺依曼架构的编程方式是线性的,而我们的编程方式是二维的.
"该实验室神经网络处理器项目组组长周林均告诉《中国科学报》记者.
(下转第2版)中国芯:让机器"看"懂世界我国首款嵌入式神经网络处理器诞生并在全球首次应用本报记者倪思洁1987年出生的刘兴(化名)从没想到过,他的人生会在2015年跌入谷底.
从湖北老家到大都市天津一路走来,刘兴虽然一直在建筑工地干活,却从没怀疑过自己会有一个还能说得过去的未来.
可去年4月,他和他的都市梦一起从修筑的高楼上跌了下来,导致脊椎第11节损伤,腰部以下完全瘫痪.
对于这样的病例,医生和科学家称之为"急性完全性脊髓损伤".
一般来说,医院接到这样的病例后,会通过手术为其清创,再加以固定.
此后,病人将终身忍受瘫痪的痛苦.
然而,刘兴是幸运的,一种生物支架已经让他能够在支具的辅助下再次行走.
最具挑战性的损伤6月16日,为了复查,刘兴又从湖北老家来到天津武警后勤学院附属医院.
去年4月21日,事故发生后,刘兴被送到这里.
第二天,他成为世界首例接受生物支架和干细胞结合治疗的病人,在这里度过了9个月的康复期.
在医学界,脊髓损伤可谓最具挑战性的损伤,属于一类严重神经损伤.
患者在脊髓损伤后,生活质量会受到严重影响,给家庭和社会造成沉重的负担.
迄今为止,脊髓损伤修复一直是世界性难题,尚无有效的治疗方法.
为刘兴的治疗提供技术指导的是中国科学院遗传与发育生物学研究所(以下简称遗传发育所)的研究人员.
自2012年起,该所研究员戴建武组织成立的急性脊髓损伤修复临床研究团队,与武警后勤学院附属医院合作,开展骨髓损伤修复的相关动物实验.
"修复难,是因为脊髓损伤后形成大量瘢痕,阻碍了神经的再生.
"戴建武说.
通过建立大鼠和犬大段脊髓全横断缺损损伤模型,戴建武团队发现,由于在损伤部位形成了神经再生抑制微环境,使得损伤部位神经干细胞主要分化为胶质细胞,而极少分化为神经元,不利于脊髓损伤修复.
实现临床重大突破武警后勤学院附属医院神经外科主任汤锋武是刘兴的主刀医生,有着近30年的手术经验.
望着坐在病床上的刘兴,汤锋武心里颇感安慰.
"最后能恢复成什么状态,我们无法预知,但经过一年的康复,电生理检查表明损伤部位已经有神经连接.
"汤锋武告诉《中国科学报》记者.
在去年的手术中,汤锋武最重要的工作是将一种生物材料移植到刘兴损伤的脊髓部位.
这种生物材料的研发者就是戴建武团队.
为了解决瘢痕的问题,戴建武团队提出了一种思路,可抑制瘢痕出现,同时为患者自身产生的神经干细胞提供适合生长的微环境.
戴建武团队发现,损伤会激活内源神经干细胞大量增殖并向损伤部位迁移,并首次提出了以生物材料为基础,构建适合脊髓再生的微环境,促进神经干细胞定向神经元分化,引导神经再生的急性脊髓损伤再生修复的科学策略.
(下转第2版)生物支架:为脊髓再生撑起希望本报讯(记者冯丽妃)《自然》杂志6月20日介绍了10位中国科学家.
他们由该刊记者和编辑选出,在神经科学、中微子、空间科学以及结构生物学等领域有重要影响,对提升中国在全球科学领域的地位起到了重要作用.
其中有5人来自中科院系统.
他们包括,中科院遗传发育所高彩霞(最先将CRISPR-Cas9基因编辑技术用于小麦和大米等农作物上);中科院国家空间中心吴季(其基础空间科学任务将科学发现放在了中国空间计划的核心位置上);中科院高能物理所所长王贻芳(希望建造50~100公里环形粒子对撞机接替欧洲核子研究中心27公里长的大型强子对撞机);中科院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹(改写了亚洲第一个解剖学意义上的现代人历史);中国科学技术大学教授陆朝阳(被评为推进中国掌握量子信息技术的一颗新星).
其他入选科学之星的科学家包括清华大学颜宁(观察到了蛋白质在原子层面是如何工作的);香港科技大学叶玉如(在基础神经生物学上的研究和对大脑健康的转化研究提升了中国生物技术);中国环保部部长陈吉宁(提升了政府确保地方政府和企业遵循污染和工业发展规范的力度);上海海洋大学深渊科学技术研究中心主任崔维成(正在领导一支队伍向地球最深处进军);国家海洋局极地考察办公室秦为稼(帮助揭开南极冰盖的历史).
《自然》编辑理查德·莫纳斯特斯基说:"这10位科学家凸显了中国创新的广度以及对于创新的承诺,中国将继续其强劲的推动力,从而成为科学的领导者.
"《自然》选出十位中国科学之星本报讯(记者赵广立)第47届世界超算TOP500榜单6月20日在德国法兰克福国际超算大会上发布.
完全基于中国设计、制造的"神威·太湖之光"取代"天河二号"登上榜首,成为"新科"世界最快计算机.
此外,在这份榜单中,中国超算跻身全球500强的席位数由6个月前的109台套升至167台套,首次力压美国(165台套)成为上榜数量第一的国家.
"神威·太湖之光"由国家"863"计划重点项目、国家并行计算机工程技术研究中心设计研制,与领跑了3年的"天河二号"不同,其芯片与操作系统均采用中国自主知识产权产品,目前部署在国家超级计算无锡中心.
榜单显示,其速度比昔日冠军"天河二号"快出近两倍,且效能比达到"天河二号"的3倍,这使其位居效能排行榜Green500第三位.
(日本两台超级计算机获得该榜单前两名.
)据了解,"神威·太湖之光"系统的三项全机应用已入围国际高性能计算应用领域最高奖———"戈登贝尔"奖.
被称作超算应用领域诺贝尔奖的"戈登贝尔"奖从1987年建立以来,中国团队从未入围.
今年,基于"神威·太湖之光"系统的三项全机应用占全部入围数量一半.
三项应用分别为中科院软件所与清华大学、北师大合作的"全球大气非静力云分辨模拟";国家海洋局海洋一所与清华大学合作的"高分辨率海浪数值模拟";中科院网络中心的"钛合金微结构演化相场模拟".
此次榜单的另一大变化是美国"让"出了入围TOP500超级计算机总数量的头把交椅.
国际TOP500组织发表的一份声明显示,产生这一结果的原因是"过去一些年中国工业和研究部门注册提交的系统数量剧增".
该排行榜发起人、橡树岭国家实验室及田纳西大学教授杰克·唐加拉说:"中国超级计算机不断增多已成为一个趋势.
"中国自主芯片超算荣登全球榜首运算速度比天河二号快近两倍本报讯(记者甘晓)6月17日,志愿者准备进入模拟舱(上图).
当天,"绿航星际"4人180天受控生态生保系统集成试验在深圳市太空科技南方研究院启动.
未来6个月,4名志愿者生存所需的氧气、水、部分食物等物资与环境条件,均在面积370平方米的密封舱内自给自足———这是此次试验最大的难点和看点.
此次试验中的核心技术为第三代环控生保技术,它基于生态学原理,通过动植物培养、废水废物处理、大气调控等多个功能单元的协同匹配,实现封闭环境内的大气、水和食物的高效循环再生.
唐永康、仝飞舟、罗杰、吴世云4人将在由乘员舱、生物舱、生保舱、资源舱4类8个舱段组成的密闭舱中生活,其中有4个舱种植了各类植物,基于能量供应、膳食平衡、口味丰富、健康保健等方面考虑,志愿者在180天里,将尝到小麦、马铃薯、大豆、生菜、草莓等25种植物.
除受控生态生保技术外,试验还将对人与环境的相互作用规律进行研究,对我国空间站任务中航天员心理支持与评价、生活物资配置与管理等项目进行试验验证.
朱九通摄