
6月29日,北京大學作為法人單位建設的“十三五”國家重大科技基礎設施——多模態跨尺度生物醫學成像設施在北京懷柔綜合性科學中心舉行項目啟動儀式。北京大學供圖
現場,幾十臺大卡,挖掘機在科學中心黃土地上轟鳴作響。從2013年召開第一次成像設施籌劃會到2018年成像設施《項目建議書》獲國家發改委正式批復,再到今日破土動工,歷時足有6年。
澎湃新聞(www.thepaper.cn)現場了解到,成像設施是《國家重大科技基礎設施建設“十三五”規劃》確定的10個優先建設項目之一,是生物醫學成像領域由我國科學家首倡的大科學工程,將提供革命性的研究手段,對生命體結構與功能進行跨尺度可視化描繪與精確測量,進而破解生命與疾病的奧秘。項目的可行性研究報告在2019年5月20日獲得國家發展和改革委員會批復,項目批復總投資超過17億元,新建建筑面積72000平方米,建設周期為5年。同時,成像設施也是北京大學歷史上最大的單體建設項目。
“從完整性和規模上來講,北大作為法人將建成的成像設施或處于世界領先地位。”項目首席科學家、中國科學院院士程和平向澎湃新聞介紹。
他認為,成像設施的建成,將推動腦科學與認知科學、神經系統疾病、心腦血管疾病、生殖與發育、干細胞與再生、腫瘤的精準診斷等國家生命科學重大研究計劃的實施,為全國生物醫學成像平臺培訓和輸出高水平生物醫學成像專業技術人才,對我國生物醫學成像研發起到示范帶動作用。
如何理解多模態、跨尺度成像?
“超聲成像、電子顯微鏡成像或者磁共振成像等都是成像的不同模態,呈現生物的不同信息,我們想把這幾個模態融合到一起,比如兩兩融合、三三融合,最高我們要做到四個以上的融合,這樣可以看生命的不同側面,對生物有更深刻的認識。” 他進一步介紹,每個模態都有長處也有弱勢,比如X光成像分辨率高,但靈敏度低,光學成像靈敏度高,但分辨率低,融合起來就可以得到更全面的看法,“這是一個大趨勢”。
除了物理上的整合,程和平表示,未來還可以通過人工智能技術,把不同模態采到的信息通過數據整合,形成完整的信息。
而對于跨尺度,程和平解釋,生命體是世界上最復雜的物質運動形式,從分子到人,生命體的結構與功能跨越十個量級的時空尺度,不同尺度下的生命功能、結構和過程都緊密聯系和互相影響。任何宏觀尺度的生物行為和病理現象都有其介觀水平的細胞機制,而介觀現象又由其微觀水平的分子機制所決定。多時空跨尺度融合的活體成像技術可以使傳統的解剖、生理功能的研究,深入到細胞和分子水平。
現場,北京大學黨委書記邱水平表示,大科學設施是現代前沿科學研究取得重要突破的必要條件,依托北京大學建設多模態跨尺度生物醫學成像設施,是支撐各相關科學技術研究快速發展,建設一流學科、培養和聚集一流人才,實現北京大學進入世界一流大學前列的必由之路,并且對我國重大科技基礎設施水平的提高以及我國科學及教育事業的發展都具有重要意義。
“成像設施是北京大學歷史上最大的單體建設項目,學校黨、政都高度重視其建設工作,社會各界也有很高的期望,希望項目建設中能突出設施主體功能,加快推進建設進度,確保工程質量及安全,注重體制機制創新,做好設施建成后科研發展及運行管理的規劃。”他強調。