紫薇圣人反政府的疑问:我是该向中国政府还是美国政府示好?(推荐由脑科学和新医学带来的政府认知)

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认识脑、保护脑、模拟脑“三位一体” “上海脑计划”为脑科学留“接口”
  在复旦大学枫林校区明道楼13楼,中科院院士杨雄里的实验室中摆放多年,用于饲养鲫鱼的大鱼缸不见了。
  看似小事,可对这位科学家来说,是个大转折&&动物模型变了。当初养鱼,是因为杨院士多年专注视觉的神经机制研究,而鱼因其视网膜细胞大又具备三色觉,是较为理想的研究模型。而近年来,他将研究重心由基础理论转向与临床问题紧密结合,关注青光眼、近视眼的发病机理,于是,与人眼结构更接近的大鼠、小鼠,成了新的研究对象。
  &在现代脑科学研究领域,我们不仅要重视基础理论的研究,还应该为其留出&接口&,站在认识脑、保护脑、模拟脑&三位一体&的高位上,开展研究工作。&杨雄里说。
  据记者了解,在全球人脑研究、人工智能竞争激烈的大背景下,中国脑计划正在酝酿中,上海将&脑科学与人工智能&列入《关于加快建设具有全球影响力的科技创新中心的意见》中,作为22个重大战略方向中8个基础工程之首。2015年3月,上海市科委在全国优先启动&脑科学与人工智能&项目,组织上海市优势科研和产业力量,前瞻布局和探索上海脑科学发展路径,国家第二批千人计划、上海国家数学中心首席科学家、复旦大学冯建峰教授担任该项目首席科学家。在项目前期研究的基础上,由上海市科委主导,复旦大学、上海交通大学、中科院上海分院等10多家单位共同参与的&上海脑科学与类脑智能技术路线图&的战略研究正在紧锣密鼓地展开,其目标之一是使上海成为全球脑科学与人工智能研究的高地。
  挑战:揭秘上千亿人脑神经细胞
  人类思维的物质载体是大脑皮层,然而大脑皮层神经环路如何发育,始终是未解之谜。不久前,复旦大学脑科学研究院禹永春课题组通过国际合作,给出了自己的答案:
  神经环路的形成有着类似于人类社会关系中&血浓于水&的发育特性,即神经元间亲缘性越高则越容易形成环路联系,而对于这些高亲缘性的&姐妹神经元&,正是&电突触&紧密联系在一起。
  这一研究登上《自然》杂志,并获得国际同行高度关注和认可。《自然》杂志在同期以&姐妹神经元的连接纽带&为题对此研究做了专题评述,认为找到了高亲缘性神经元相互联系的&关键纽带&。2014年诺贝尔生理学或医学奖得主爱德华&莫瑟尔教授在Facultyof1000(由1000多位世界最好的生物学家在线推荐和评论已发表论文的网站)对此工作做了很高的点评,认为&该研究成果对脑皮层神经环路发育有重要意义&。
  近年来,在脑科学研究领域中,这样的重量级成果不少。作为复旦大学传统优势学科,神经生物学在前两次全国二级学科评估中均名列前茅,神经科学和行为学进入ESI国际排名前1%。2006年成立的脑科学研究院,是国内第一家整合基础前沿领域、临床应用领域的脑科学研究机构。
  值得关注的是,依托脑科学、生物学、基础医学、临床医学、药学、数学、计算机、信息等综合学科优势,2014年由复旦大学牵头,联合浙江大学、华中科技大学、同济大学、上海交通大学等高校和中科院研究院所,成立的&脑科学协同创新中心&,下设脑科学前沿研究部、脑疾病与脑保护研究部、脑科学技术与类脑智能研究部。在复旦大学类脑人工智能科学与技术研究院院长冯建峰看来,类脑研究内容涵盖解析复杂数据,模拟脑工作,探究记忆、学习、决策等原理,此外还模拟智能交互、大数据挖掘、智能医疗诊断等多方面。
  杨雄里教授给出一组数据:组成人脑的神经细胞数量上千亿,与银河系星体总数相当;而作为神经细胞的连接点&突触&数量,又是神经细胞的1000倍,达到10的14次方。正是这些庞大数字的细胞构成的神经环路和网络,使人类得以产生感觉、形成意识、能学习记忆,拥有思维和认知能力。这些环路每秒可完成高达千万次的动态链接,而人类大脑可储存的信息相当于美国国会图书馆藏书总量的50倍&&因此,揭示脑的奥秘已成为人类认知面临的最大挑战。
  攀登:脑科学医学临床治疗互动
  近阶段,复旦大学脑科学研究院院长马兰教授的团队,研究的课题与&记忆&有关:人类的记忆到底存储在哪里?当你开始记忆时,哪些神经细胞正在活动?若能准确定位这些存储特定记忆的细胞,并选择性地操控这些神经细胞的活动,是否可以操纵记忆,将其抹去或修改?这些课题不仅有重要的理论意义,对开发新的途径消除药物成瘾的严重后果也有指导作用。
  &80后&青年研究员何苗是曾在美国冷泉港实验室工作8年的海归姑娘。她致力于通过转基因技术,给不同类型、不同功能的神经细胞戴上不同的&标签&,从而能够分别研究和控制这些神经细胞的活动。在她的电脑屏幕上,不同类型神经细胞色彩缤纷,结构清晰。据了解,这一技术目前是全球神经科学研究的前沿和热点,而如何更准确、精细地标注更多类型和功能的神经细胞正是研究焦点所在。目前,复旦课题组已经发现并掌握20多种神经细胞的&染色&技术。何苗说,有了这些,不但对更好地认识神经环路和脑功能有帮助,对未来脑疾病的临床治疗同样有很大意义。神经细胞是构筑脑功能环路的基本部件,如果能找出是神经系统的哪一个&部件&出了问题,就可以进行精准的靶向治疗。
  复旦大学在推进脑科学研究的进程中特别注意基础和临床的结合。近年来,复旦大学脑科学研究院、复旦大学附属眼耳鼻喉科医院王中峰教授、孙兴怀教授和杨雄里院士率领的视网膜研究团队,发现视网膜胶质细胞激活等机制在青光眼发病中的作用,为临床上有效防止青光眼所导致的视网膜神经细胞的死亡(失明),从一个侧面提供了新的理论依据。系列论文已刊登在国际神经科学著名期刊《神经科学杂志》上。
  探索:站上&第二次浪潮&潮头
  早在100多年前,著名的西班牙科学家、神经系统研究的先驱者圣地亚哥&拉蒙&卡哈尔曾经说过,&只要大脑的奥秘尚未大白于天下,宇宙将仍是一个谜&。如今,正逢脑研究领域&第二次浪潮&。
  此前,美国国会曾把上世纪最后十年定名为&脑的十年&,并规划出58个大的研究课题。以此为发端,各国都相继加强了对脑的研究。2013年以来,欧美科研强国又纷纷吹响了探索大脑奥秘的号角。日,美国总统奥巴马向全球公布了&推进创新神经技术脑研究计划&。欧盟、日本随即予以响应,欧洲推出了超过15个欧盟国家参与、为期10年的&人类脑计划&,而日本则启动了日本脑计划。此次美欧在这一领域的全新计划,正是多年探索基础上的又一次发力。前者意图通过先进技术更深入了解人脑功能单元的连接组成及其动力学变化,后者则偏重在采集大量数据的基础上,向&人工模拟大脑功能系统&进发。
  如何站上这&第二次浪潮&的潮头?通过传统的神经生物学与计算机、数学、信息等学科间交叉和互动迸发出更多思维火花,是脑科学领域中全球面临的难点。在杨雄里教授看来,要跨越传统学科间的鸿沟,需要各学科专家更多了解其它学科的科学内涵。医学、神经生物学专家要更多了解人工智能和类脑研究,而人工智能、类脑研究专家要更多了解神经科学,这样才能建立起共同语言,进而通过紧密合作、深入沟通产生头脑风暴。从目前情况来看,要对接合作、共享信息,还需更多磨合。为了促进这种磨合,在&脑科学协同创新中心&,定期举行跨学科、跨单位的学术讲座、博士论坛,取得了良好的效果。
  专家点评
  王晓民教授(首都医科大学神经生物学系主任、北京脑重大疾病研究院院长)
  复旦大学&脑科学研究院&是中国脑科学研究的重镇之一,该院牵头的&脑科学协同创新中心&,是一支由杨雄里院士领衔的以中青年为骨干的有实力的脑科学研究团队。作为大学领导和组织脑科学研究的统一机构,在协调基础和临床研究方面,有了长足进展,并在若干领域取得了具有世界先进水平的研究成果,在组织和推动&中国脑计划&的进程中,起到了重要作用。
  随着新一轮国际脑科学研究的兴起,国内外竞争日趋激烈。我相信有关各方会更加关注高端人才的引进与培养,给予更多的资源投入和政策支持,以持续保持复旦大学脑科学研究的优势地位。当前位置: > 正文
国际顶尖科学家汇聚昆明 共话脑科学与干细胞研究未来发展
  8月17日至8月20日,由云南中科灵长类生物医学重点实验室主办,昆明理工大学灵长类转化医学研究院、中国科学院神经科学研究所、中国科学院昆明动物研究所、中国实验动物学会灵长类实验动物专业委员会协办的2018年第八届灵长类生物医学国际研讨会(8th International Symposium on Primate Research)在昆明成功举办。
  本次研讨会主题为脑科学与干细胞研究前沿(Brain and Stem Cells),包括神经发育与衰老、胚胎发育与干细胞、疾病模型与治疗、前沿技术等专题。会议汇聚了来自美国、英国、中国等国家的400多名专家学者,包括中国科学院蒲慕明院士、裴钢院士、杨焕明院士、周琪院士、季维智院士,美国萨克研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte教授、英国剑桥大学Austin Smith教授、美国哈佛大学张毅教授等国际顶尖科学家。
  会议研讨中,美国萨克研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte教授、中国科学院周琪院士、美国哈佛大学张毅教授、美国格拉达斯心血管疾病研究所丁胜教授、北京大学汤富酬教授、美国麻省大学高光坪教授、美国耶鲁大学Sidi Chen教授、苏州大学时玉舫教授、美国斯坦福大学Joseph Wu教授、英国剑桥大学Austin Smith教授、清华大学颉伟研究员、美国威斯康星大学Suchun Zhang教授、中科院上海生命科学研究院孙强研究员等32名知名学者分别对各自取得的最新研究成果以及相关研究领域的前沿课题进行了精彩的学术汇报。
  灵长类生物医学国际研讨会2004年举办至今,曾先后两次被《Nature》杂志进行专题报道和评述,在国际国内外具有很大影响力,为灵长类生物医学研究领域的专家、学者提供了广泛的学术交流与学习机会。
  本届研讨会主办单位云南中科灵长类生物医学重点实验室,是由云南省科学技术院与昆明理工大学集优势科研资源共同建设的省级重点实验室。该实验室着眼于生物医学研究的重要科学问题和我国人口健康、新药和治疗新技术研究的重大需求,旨在建立从基础到转化的系统研究体系,为研究新药和新的治疗方法提供思路和科学依据,在复杂疾病的机理、诊断和治疗等方面取得了突破。实验室成立以来先后承担了国家“973”项目、国家重大专项、省基础研究计划重大项目等一批项目,并取得了一系列重大成果,在应用基因编辑和干细胞技术建立疾病的灵长类动物模型及相关机理研究方面处于国际领先地位。
  会前,昆明理工大学党委副书记、校长王学勤与裴钢院士、季维智院士、美国哈佛大学张毅教授、中科院昆明动物所所长姚永刚研究员等专家学者进行了交流。基于左右手运动想象脑电特征提取与识别研究--《太原理工大学》2018年硕士论文
基于左右手运动想象脑电特征提取与识别研究
【摘要】:基于脑电(EEG,Electroencephalogram)的脑-机接口(BCI,Brain-computer interface)作为一门新兴多学科交叉性技术,以一股势如破竹之势成功与脑科学研究、神经医学以及人工智能等众多强大领域接轨。其中对于运动想象(MI,Motor-Imagery)脑电信号的探索始终是BCI这一快速发展领域的重点钻研目标。鉴于有些残疾人虽然有着脊髓或部分神经遭损坏的情况,但是还保留着完整的中枢神经系统,这样就能够考虑借助BCI系统凭着自我运动想象思维达到与外部环境直接沟通的目的。于是该技术对脑电的研究具有重要的实际意义和社会价值,对MI EEG信号的推敲更为大势所趋。BCI运动想象研究中,EEG信号的非线性非平稳、易受干扰的本质一直是分析和处理信号所要考虑的因素。本文从克服低信噪比和刻画并保留非线性特征的角度出发,对MI EEG信号的研究分别进行了两方面的改进与优化。本课题具体研究内容如下:(1)为了提高对非平稳非线性信号的去噪能力,初次将EEMD阈值法与平移不变算法(TI,Translation Invariant)相融合,提出一种TI-EEMD自适应阈值的EEG预处理方法。EEMD阈值去噪克服了小波阈值去噪对小波基选择性的不足,平移不变算法的有效结合进一步解决了阈值函数处理完成后会出现的伪Gibbs现象。通过将所提方法与其他算法应用在对仿真信号的去噪实验,并引入信噪比、均方根误差、皮尔逊相关系数及最大峰值误差四种消噪效果量化指标,有效证实了改进方法的可行性;最后着重将新理论应用于BCI 2003 MI EEG的处理当中,再次论证了核心理论的适用性和实用价值。(2)鉴于运动想象脑电信号的ERS/ERD现象以及EEG典型的非线性、非平稳特征,从能量和复杂性两方面出发,提出一种基于频带能量和排序熵(BE-PeEn,Band Energy-Permutation Entropy)的特征提取方法。首先预先分析了想象左右手运动时,提取到的排序熵特征在揭示ERD/ERS现象方面的有效性和可行性;接着将已经过改进算法去噪后的BCI 2003 MI EEG信号通过使用BE-PeEn方法提取出关键特征,输入支持向量机给出分类结果。
【学位授予单位】:太原理工大学【学位级别】:硕士【学位授予年份】:2018【分类号】:R318;TN911.7
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美国新政府载人航天计划的商业化发展
来源:国防科技信息网作者:中国航天系统科学与工程研究院 景木南[据航天评论网站日报道]
美国正处在开拓太空前沿的变革之际,而这一变革将由美国企业界天才引领。有理由相信美国国家航空航天局(NASA)将进一步增强对商业航天的支持,这将在不增加政府开支的情况下,增加美国太空活动。我们呼吁下届政府与美国企业家合作,引领人类航天事业持续发展。在过去40年中,预算限制一直抑制NASA载人航天项目的发展。在阿波罗计划之后,NASA的预算大幅削减,维持较低水平并再未回升。载人航天的预算一直保持在NASA总预算的一半左右,另一半分配与科学、太空技术和航空领域。在后阿波罗时期,NASA的载人航天预算每次可以负担1~2个规模适中的项目。NASA能够开发航天飞机,在运营航天飞机的同时再开发国际空间站(ISS)。但NASA不得不停止运营航天飞机,以腾出足够资金开展深空探测项目,由“太空发射系统”(SLS)和“猎户座”项目组成。这种发展方式抹灭了过去工作的积蓄,造成了载人航天事业的低速进展。NASA资金不可能大幅增加,在资金增加的假设下规划NASA未来项目也是没有意义的。幸运的是,一个替代方法已经出现:太空的商业化发展。公私合作关系已经为打破预算局限做出了巨大贡献,通过降低成本的方式。商业企业已经为ISS运输货物,并将运送乘员,而这些都没有使预算大幅增长。提供服务的火箭之一是商业开发的,开发成本只是传统政府项目的十分之一,运营成本只是过去的三分之一。这些成本的降低与其他工业领域的原始成本降低相同,都是从定制政府开发变为商业制造实践。削减成本的因素使得固定预算得以购买更多的服务,但其突破不只如此。增长的商业企业不断增加交易业务,这些业务不仅削减成本,还提高弹性、可靠性和响应能力。此外,企业扩大商业市场,在不完全依赖税收下维持业务,并在远超过政府资金可支持的水平下运营。这将反过来支持技术开发和工业能力发展,这些发展迅速超出了政府需求,并加速未来政府计划。所有这些原因,使商业航天企业的成长成为了加速载人航天事业发展的关键。那些花费昂贵并且不能产生新的财富的政府探索太空计划不能持续。NASA需要一个明确的授权,以支持航天的商业发展,增加国家收入、降低成本。因此,支持太空的商业化使用是NASA当下可实施的最关键的举措,以确保自身和国家太空发展。该文提出了以下建议:1.积极支持低地球轨道(LEO)空间站从政府向商业转变。NASA现有的计划要求,2024年ISS停止运营时,结束NASA所有LEO活动。下任政府需要为ISS用户提供有保障的途径,以便继续开展商业LEO空间站工作。无论ISS具体何时停止运营,这一保障将允许科学和商业利用ISS继续发展。一个可行方案是让NASA利用《太空行动协议(SAA)》,通过多家提供商竞争的方式,为ISS提供“商业化的翅膀”。下届政府还应确保ISS的美国国家实验室能够在ISS停止运营后,转化成为未来商业LEO站的可租用设施。2.最大化利用商业合作伙伴关系,避免政府与私营部门的竞争。NASA需要加强商业货物和乘员计划在加速航天能力发展、降低成本、增强国内工业基础上取得的重大成功。通过建立公司、固定价格、里程碑式合作关系和充当固定用户,NASA激励了大量私人投资于太空交通,否则这一市场则需要政府投资来支持。一个直接的结果,就是美国现在已经有冗余的国内货物运输到太空,并且很快将会有冗余的乘员首次进入太空,这些都是传统的政府主导发展的很小一部分。这种发展模式的直接利益也非常重要。在全球商业化卫星发射市场缺失多年之后,国家现在开始主导这个市场,将大量私人资本注入国内航天经济。降低发射成本还推动了低成本卫星技术的革命,许多公司开发新卫星星座用于通信、遥感等。拥有NASA这个广泛、强大的用户基础作为固定用户,商业企业正投资前往地球轨道以远、月球、火星的新能力。正如从与工业界合作通往空间站中获得的巨大利益一样,NASA应继续最大限度地将这些能力,用在其星际载人探索工作。3.通过美国商业航天的支持,扩大NASA载人航天计划。NASA现有的航天计划中已经存在这一模式,国家航空咨询委员会(NACA)计划的延续,开启并支持了1916年以来美国航空工业的开端。这个商业化产业为二战中的美国军用航空和之后的美国商业化航空,以及国家安全能力提供了工业基础。这一工作的关键是NASA需要为工业界提供所需的服务,即使这些需求与NASA的直接任务无关。4.加速美国超低成本进入空间的达成(ULCATS)。政府最重要的职能之一就是开发那些企业尚且无法独自开发的技术。美国企业家们在政府的支持下,快速掌握了进入太空的技术。ULCATS将为美国国家安全提供巨大的优势,创造庞大的就业机会,并打造一个巨大的航天产业。正如NASA的商业轨道运输项目(COTS)“其他交易授权”验证所示,公私合作伙伴关系这一手段,是可行的、负担得起的,可以加速实现美国ULCATS的达成。5.确保为太空商业和资源的开发创造适当的法律环境。2015年国会通过《商业航天发射竞争法案(CSLCA)》。该法案为太空旅游提供了有利的监管环境,同时首次确立了美国公司从外空资源开采中获利的权利。CSLCA是一个分水岭般的成就,但任务依然存在。也许最重要的是建立低开小上也有好的“监督机构”,为美国公司访问月球、火星、小行星等从获得和处理太空资源中获利,提供授权许可。另一个需要进一步开展工作的领域,是《国际军火管制条例(ITAR)》的进一步改革,比如太空生存地和在轨加注站等不应像武器系统一样受到严格的管制。最后,需要建立公司拥有在ISS或政府租用空间站设施上的知识产权资产的权利,这些权利应无需政府特别许可或监管。6.将太空开发和定居作为NASA载人航天的目标。为实现这一目标,众议院提出立法。该法案没有申请更多的资金,旨在修正NASA现有预算的使用方式,以快速创建地球轨道以远的自维持太空经济。一网打尽系列文章,请回复以下关键词查看:创新发展:习近平 | 创新中国 | 创新创业 | 科技体制改革 | 科技创新政策 | 协同创新 | 成果转化 | 新科技革命 | 基础研究 | 产学研 | 供给侧热点专题:军民融合 | 民参军 | 工业4.0 | 商业航天 | 智库 | 国家重点研发计划 | 基金 | 装备采办 | 博士 | 摩尔定律 | 诺贝尔奖 | 国家实验室 | 国防工业 | 十三五预见未来:预见2016 | 预见2020 | 预见2025 | 预见2030 | 预见2035 | 预见2045 | 预见2050 |前沿科技:颠覆性技术 | 生物 | 仿生 | 脑科学 | 精准医学 | 基因 |
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