《自然》

使用遞歸生成數(shù)據(jù)訓(xùn)練的AI模型會(huì)發(fā)生崩潰

《自然》封面：錯(cuò)誤輸出。《自然》雜志第8022期封面文章報(bào)道了將AI生成的數(shù)據(jù)輸入一個(gè)模型，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)幾代模型退化直到崩潰。在一項(xiàng)測試中，關(guān)于中世紀(jì)建筑的原始文本到了第九代居然變成了一串野兔的名字！生成式人工智能（AI）工具（如大語言模型）的爆發(fā)得益于用來訓(xùn)練它們的由人類生成的大型數(shù)據(jù)集。隨著這些工具不斷涌現(xiàn)，以及它們輸出的結(jié)果在網(wǎng)絡(luò)上不斷增多，訓(xùn)練數(shù)據(jù)的來源必然會(huì)轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)生成的內(nèi)容。使用AI生成數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型并非不可能，但需要非常仔細(xì)地過濾這些數(shù)據(jù)，而人類生成的數(shù)據(jù)可能仍具優(yōu)勢。

裸蓋菇素對人腦網(wǎng)絡(luò)的去同步化研究

《自然》封面：改變狀態(tài)?！蹲匀弧冯s志第8023期封面文章報(bào)道了藥物誘導(dǎo)的大腦狀態(tài)及它們隨時(shí)間的變化。裸蓋菇素是在迷幻蘑菇中發(fā)現(xiàn)的一種致幻物質(zhì)。除致幻作用外，它在參與治療重性抑郁障礙和成癮方面也表現(xiàn)出一定前景。研究發(fā)現(xiàn)，裸蓋菇素會(huì)使不同腦區(qū)內(nèi)的活動(dòng)去同步，從而干擾皮質(zhì)和下皮質(zhì)的神經(jīng)連接。這些變化在對空間、時(shí)間和自我感知相關(guān)的腦區(qū)中最為強(qiáng)烈，有些干擾可達(dá)數(shù)周。完成簡單的音視頻匹配任務(wù)能減輕這一藥物對大腦的作用。這說明裸蓋菇素能增強(qiáng)大腦的可塑性，有助于治療與適應(yīng)不良的僵化思考模式相關(guān)的疾病。

四個(gè)世紀(jì)來最高的海洋溫度令大堡礁處于危險(xiǎn)境地

《自然》封面：澳大利亞大堡礁大規(guī)模珊瑚白化的藝術(shù)圖?！蹲匀弧冯s志第8024期封面文章報(bào)道了科學(xué)家們重建了17世紀(jì)的夏季海表溫度，并揭示出最近的白化事件發(fā)生在400年來最熱的水中。2016年到2024年間，珊瑚礁經(jīng)歷的5次大規(guī)模白化和致死事件，是由高海表溫度引起的。研究者利用珊瑚骨骼的地球化學(xué)記錄，重建了自1618年以后的溫度。1900年后的變暖趨勢和觀測到的大規(guī)模珊瑚白化，表明人為氣候變化對大堡礁生態(tài)系統(tǒng)的生存威脅現(xiàn)在已經(jīng)形成。高溫會(huì)導(dǎo)致越來越頻繁和嚴(yán)重的白化和死亡事件，可能會(huì)超出珊瑚礁能恢復(fù)的限度。

巨石陣的祭壇石來自蘇格蘭

《自然》封面：巨石陣?！蹲匀弧冯s志第8025期封面文章報(bào)道了祭壇石可能從約750千米以外的蘇格蘭長途跋涉而來。揭開巨石陣的歷史面臨諸多挑戰(zhàn)，尤其是所有石頭從何而來以及如何運(yùn)達(dá)的問題。這個(gè)新石器時(shí)代的結(jié)構(gòu)由兩類石頭組成：來自25千米以外馬爾伯勒附近的撒森石，以及來自威爾士的藍(lán)石。遺址中最大的藍(lán)石是6噸重的祭壇石，但祭壇石的特殊之處在于它不是來自威爾士。研究團(tuán)隊(duì)分析了兩個(gè)祭壇石的碎片，發(fā)現(xiàn)其與蘇格蘭東北部奧卡汀盆地的老紅砂巖驚人相似。祭壇石或通過海路運(yùn)輸，提示新石器時(shí)代英國的社會(huì)組織程度較高。

（本頁期刊封面圖來自《自然》官網(wǎng)）

《科學(xué)》

植物刺的趨同進(jìn)化機(jī)制探索

《科學(xué)》封面：植物的皮刺。《科學(xué)》雜志第6708期封面文章報(bào)道了植物刺發(fā)育中基因共選擇的深層次機(jī)制，為理解生物多樣性進(jìn)化提供新視角。不同物種在面對相似環(huán)境壓力時(shí)，往往會(huì)獨(dú)立演化出相似的適應(yīng)性特征，這種現(xiàn)象被稱為趨同進(jìn)化。在有刺的物種中，基因編輯可以產(chǎn)生無刺的植物，同時(shí)保持生長和發(fā)育的其他方面不變。這對馴化和作物改良具有明顯的意義?；蚓庉嬛参镞€可用于檢驗(yàn)刺的生態(tài)作用。機(jī)械防御對植物來說可能是昂貴的，當(dāng)防御的代價(jià)高于被攻擊的代價(jià)時(shí)，刺的丟失應(yīng)受到青睞。這為探索自然和農(nóng)藝選擇開辟新的途徑。

關(guān)于全球科學(xué)公平的報(bào)道

《科學(xué)》封面：糾正過去的錯(cuò)誤。《科學(xué)》雜志第6709期封面文章報(bào)道了科學(xué)如何擺脫殖民遺產(chǎn)。幾個(gè)世紀(jì)的殖民主義在科學(xué)領(lǐng)域留下了揮之不去的不平等。但是世界各地的科學(xué)家正在共同努力改變科學(xué)影響的軸心，將全球南方的科學(xué)家?guī)У骄酃鉄粝拢⒔⒁粋€(gè)更公平的研究企業(yè)。尼日利亞就是一個(gè)擁有2.2億人口的石油大國，已經(jīng)擺脫英國統(tǒng)治60年了，她擁有很多著名的大學(xué)，也是西非最大的經(jīng)濟(jì)體之一。但是許多年輕的研究人員仍然離開尼日利亞，去尋找更好的機(jī)會(huì)。殖民勢力對資源的榨取所造成的不平衡一直延續(xù)至今。

用于新冠的數(shù)字接觸追蹤數(shù)據(jù)揭示了詳細(xì)的流行病動(dòng)態(tài)變化

《科學(xué)》封面：2021年7月11日，球迷們觀看2020年歐洲杯決賽。《科學(xué)》雜志第6710期封面文章報(bào)道了使用英格蘭和威爾士國家衛(wèi)生服務(wù)COVID-19應(yīng)用程序作為示例，數(shù)字接觸追蹤數(shù)據(jù)以前所未有的細(xì)節(jié)揭示了流行病的動(dòng)態(tài)變化。研究發(fā)現(xiàn)，除了其減少疾病傳播的主要目的之外，數(shù)字接觸追蹤所提供的線索還具有前所未有的時(shí)間分辨率。鑒于其無與倫比的可擴(kuò)展性及它們?yōu)榫珳?zhǔn)公共衛(wèi)生提供的洞察力，數(shù)字工具很可能在下一次的疾病大流行中發(fā)揮更大的作用。研究揭示了從家庭感染向短暫接觸的轉(zhuǎn)變，尤其是在周末和節(jié)假日期間。

日本能登半島地區(qū)發(fā)生自1885年有數(shù)據(jù)以來的最強(qiáng)地震

《科學(xué)》封面：2024年日本能登地震約為7.5級，導(dǎo)致能登半島和日本中部出現(xiàn)大量地面晃動(dòng)導(dǎo)致房屋受損?！犊茖W(xué)》雜志第6711期封面文章報(bào)道了科學(xué)家通過多源數(shù)據(jù)聯(lián)合反演，獲取精細(xì)的斷層滑移分布和地震斷層破裂過程，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)這種罕見的圍繞斷層凹凸體的“雙重起始”破裂傳播機(jī)制。自2020年以來，能登半島地下的斷層一直發(fā)生眾多小地震序列，但均未打破斷層屏障。而2024年的這次地震包含兩個(gè)相距16千米、相差10秒的破裂起始點(diǎn)，這個(gè)雙重起始破裂突破斷層屏障區(qū)域，導(dǎo)致能量的強(qiáng)力釋放和地面的劇烈震動(dòng)。

（本頁期刊封面圖來自《科學(xué)》官網(wǎng)）

臨床科研

采血預(yù)測疾病研究

復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院郁金泰、毛穎團(tuán)隊(duì)與類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院程煒、馮建峰團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān)，啟動(dòng)并繪制了健康與疾病血漿蛋白質(zhì)組圖譜。相關(guān)成果發(fā)表于《細(xì)胞》（Cell）。研究納入了1706種人類疾病與表型，繪制出一張全面的蛋白質(zhì)組圖譜，并借助機(jī)器學(xué)習(xí)模型，成功挖掘出極具潛力的疾病預(yù)測診斷生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)，通過對蛋白質(zhì)組大數(shù)據(jù)的深度分析，構(gòu)建人類健康表型并監(jiān)測自身健康和疾病狀況，為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。與此同時(shí)，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)基于研究成果建立了可開放訪問的蛋白質(zhì)組-表型組資源數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫覆蓋約三千種蛋白、上千種疾病與近千種表型，幾乎與生物醫(yī)藥的所有領(lǐng)域都密切相關(guān)。

星形膠質(zhì)細(xì)胞在神經(jīng)炎癥條件下的亞狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程

中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心周海波研究組揭示了星形膠質(zhì)細(xì)胞在神經(jīng)炎癥條件下的亞狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程，為星形膠質(zhì)細(xì)胞的異質(zhì)性理論提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·衰老》（Nature Aging）。靜息狀態(tài)的星形膠質(zhì)細(xì)胞在受到炎癥刺激后會(huì)先表現(xiàn)為神經(jīng)保護(hù)性狀態(tài)，后轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)毒性狀態(tài)，這挑戰(zhàn)了領(lǐng)域內(nèi)關(guān)于星形膠質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)轉(zhuǎn)變的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。在阿爾茨海默病和帕金森病小鼠模型中，可以降低活化的星形膠質(zhì)細(xì)胞的神經(jīng)毒性，減輕相關(guān)神經(jīng)退行性疾病的表型。精準(zhǔn)干預(yù)星形膠質(zhì)細(xì)胞的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，有望為治療阿爾茨海默病、帕金森病等神經(jīng)退行性疾病提供新的治療方案。

過敏性哮喘研究

四川大學(xué)華西醫(yī)院免疫與血液研究院/全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張惠媛教授、胡洪波研究員團(tuán)隊(duì)與陸軍軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院劉新東教授合作，在過敏性哮喘研究方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《免疫》（Immunity）。過敏性哮喘（簡稱哮喘）是一種常見的慢性呼吸道免疫性疾病，其發(fā)病機(jī)制主要與過敏原誘導(dǎo)的輔助性2型T細(xì)胞異常激活相關(guān)。傳統(tǒng)治療手段支氣管擴(kuò)張劑和糖皮質(zhì)激素等能夠有效緩解哮喘患者癥狀，但無法實(shí)現(xiàn)根治哮喘。此外，對于重癥哮喘患者，藥物耐藥性問題進(jìn)一步限制了現(xiàn)有治療方案的療效。研究探索新的治療策略，特別是針對致病性輔助性2型T細(xì)胞的精準(zhǔn)靶向治療，已成為哮喘治療領(lǐng)域的關(guān)鍵研究方向。

升級快速誘導(dǎo)人多能干細(xì)胞技術(shù)體系

北京大學(xué)、昌平國家實(shí)驗(yàn)室鄧宏魁課題組與北京大學(xué)關(guān)景洋課題組合作，發(fā)現(xiàn)了化學(xué)重編程體系的關(guān)鍵表觀遺傳障礙，進(jìn)一步升級快速化學(xué)重編程體系，實(shí)現(xiàn)最短10天即可將人的成體細(xì)胞誘導(dǎo)為多能干細(xì)胞。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·化學(xué)生物學(xué)》（Nature Chemical Biology）。多能干細(xì)胞具有無限自我更新和分化為生物體所有功能細(xì)胞類型的能力，是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最關(guān)鍵的“種子細(xì)胞”。如何在體外誘導(dǎo)獲得人多能干細(xì)胞一直是生命科學(xué)領(lǐng)域的重要問題。這項(xiàng)研究完善了化學(xué)重編程技術(shù)制備人多能干細(xì)胞的方法，為后續(xù)應(yīng)用于再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了更加快速高效穩(wěn)定的底層技術(shù)體系，將極大促進(jìn)人多能干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

蛋白決定性狀：相同的基因，蛋白不同，性狀完全不同（圖片來源于復(fù)旦大學(xué)網(wǎng)站）

植物科學(xué)

水稻耐堿-熱基因挖掘與機(jī)制研究

上海交通大學(xué)林尤舜研究團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心林鴻宣研究團(tuán)隊(duì)合作，成功分離克隆了水稻堿-熱抗性新基因，闡明了它們調(diào)控耐鹽堿、耐熱性的新機(jī)制，并且為突破半矮稈綠色革命主栽品種的抗逆性與產(chǎn)量互相拮抗的瓶頸問題提出了新的解決方案。相關(guān)成果發(fā)表于《自然》（Nature）。研究發(fā)現(xiàn)，精準(zhǔn)調(diào)控赤霉素到最佳中等水平是同時(shí)提高水稻堿-熱脅迫耐受性和產(chǎn)量的關(guān)鍵；并發(fā)現(xiàn)一個(gè)有望成為潛在的“后綠色革命”基因，它可以微調(diào)赤霉素到最佳中等水平，從而進(jìn)一步同時(shí)提高半矮稈綠色革命水稻品種的堿-熱耐受性和產(chǎn)量。這對于鹽堿地的開發(fā)利用和未來農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

氣候塑造中國常綠與落葉植物葉相特征的差異演化

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園的李樹峰研究員與中國科學(xué)院昆明植物研究所的陳文允博士、成都理工大學(xué)的蘇濤教授攜手合作，對中國濕潤、半濕潤地區(qū)的2111種常綠植物和1001種落葉原生木本雙子葉植物開展研究。相關(guān)成果發(fā)表于《古地理學(xué)·古氣候?qū)W·古生態(tài)學(xué)》（Palaeogeography，Palaeoclimatology，.Palaeoecology）。兩種植物習(xí)性在環(huán)境耐受性方面存在顯著差異。這些差異與東亞冬季季風(fēng)所造就的氣候條件緊密相連。常綠樹種和落葉樹種通過各自獨(dú)特的葉片特征，適應(yīng)了東亞冬季季風(fēng)所帶來的特定氣候條件。這表明東亞冬季風(fēng)對常綠和落葉植物的葉相特征產(chǎn)生了顯著影響，甚至驅(qū)動(dòng)了葉相特征的改變。

楊樹葉綠素合成轉(zhuǎn)錄調(diào)控新機(jī)制

北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院康向陽教授團(tuán)隊(duì)在楊樹葉片葉綠素合成分子調(diào)控機(jī)制方面取得了重要進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《植物·細(xì)胞和環(huán)境》（Plant， Cell amp; Environment）。葉綠素作為光合作用和能量傳遞的基石，其合成對植物的生長和發(fā)育至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，在楊樹中過表達(dá)某基因時(shí)，葉綠素含量增加、光合作用增強(qiáng)，且葉片出現(xiàn)皺縮、葉面積增大、葉片生物量增加等表型變化，同時(shí)地徑顯著增加。為了探究調(diào)控機(jī)制，篩選出下游調(diào)控靶基因，研究證明了能夠直接激活3個(gè)與葉綠素合成和光合作用密切相關(guān)的基因的表達(dá)，從而促進(jìn)它們的轉(zhuǎn)錄。研究為通過分子設(shè)計(jì)育種調(diào)控葉綠素合成、提升光合作用效率等提供了新思路。

揭示全球尺度上風(fēng)速與植物水力性狀之間的關(guān)系

中國科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)團(tuán)隊(duì)賀鵬程等人通過測定大量的野外實(shí)地森林木本植物，并收集前人已發(fā)表文章的相關(guān)數(shù)據(jù)，建立了包含全球469個(gè)樣地1922種木本植物（2786個(gè)觀測值）的關(guān)鍵植物水力性狀數(shù)據(jù)庫，分析了植物水力性狀與全球風(fēng)速之間的關(guān)系。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·生態(tài)與進(jìn)化》（Nature Ecology.amp; Evolution）。鑒于近年來全球風(fēng)速正快速增強(qiáng)，風(fēng)對植物的負(fù)面作用可能會(huì)抵消其他環(huán)境因子如二氧化碳濃度升高、氮沉降增加，甚至全球變暖對植物的正面影響。此外，開展嚴(yán)格的野外和室內(nèi)控制實(shí)驗(yàn)將有助于進(jìn)一步揭示風(fēng)對植物水力性狀影響的機(jī)制。

上海松江農(nóng)場相關(guān)水稻生長情況（圖片來源于上海交通大學(xué)網(wǎng)站）

動(dòng)物研究

高黎貢地區(qū)野生動(dòng)物時(shí)空分布格局及保護(hù)空缺

中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所蔣學(xué)龍研究組在高黎貢地區(qū)建立了28個(gè)紅外相機(jī)監(jiān)測樣地。共布設(shè)相機(jī)695臺(tái)，累計(jì)監(jiān)測時(shí)長467 509天，記錄到102 012條獨(dú)立有效事件。相關(guān)成果發(fā)表于《生物保護(hù)》（Biological Conservation）。高黎貢地區(qū)地處中緬邊境地區(qū)，基于網(wǎng)格化系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：全年大中型獸類群落平均占域率對緯度表現(xiàn)出強(qiáng)烈的負(fù)響應(yīng)；干季群落占域率對緯度、海拔及人類改造和即時(shí)人類活動(dòng)同樣表現(xiàn)出負(fù)響應(yīng)；還發(fā)現(xiàn)高黎貢地區(qū)不同區(qū)域的大中型獸類組成不同，物種周轉(zhuǎn)是區(qū)域多樣性變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。更重要的是，與雨季相比，干季1700～2300m低海拔地區(qū)物種增加。

動(dòng)物、人體和環(huán)境間的區(qū)域性耐藥基因流

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院胡永飛教授團(tuán)隊(duì)與中國疾病預(yù)防控制中心傳染病預(yù)防控制所等單位合作，結(jié)合宏基因組測序、耐藥菌株分離培養(yǎng)、大規(guī)模組學(xué)數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)模型等，深入揭示了“同一健康（One Health）”理念下，耐藥基因在動(dòng)物、人體和環(huán)境間的區(qū)域性流動(dòng)。相關(guān)成果發(fā)表于《微生物組》（Microbiome）。攜帶相同碳青霉烯酶基因的大腸桿菌可分布于多個(gè)樣本中。1株同時(shí)攜帶3種碳青霉烯酶耐藥基因的解鳥氨酸克雷伯菌同時(shí)存在于蒼蠅和人源樣本中，表明蒼蠅可能介導(dǎo)了這一碳青霉烯耐藥菌株的傳播。研究揭示耐藥基因在動(dòng)物、人體和環(huán)境間的區(qū)域性傳播途徑和規(guī)律，并從基因組學(xué)角度提供證據(jù)。

揭示社交決策的神經(jīng)編碼機(jī)制

西安交通大學(xué)王昌河教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)成年雄鼠和雌鼠個(gè)體在正常生理?xiàng)l件下均表現(xiàn)為雌性偏好，但在生存威脅下則會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樾坌陨缃黄?。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)》（Science）。社交活動(dòng)是哺乳動(dòng)物的一種本能行為。中腦多巴胺獎(jiǎng)賞系統(tǒng)是決定這一行為決策的核心機(jī)制，但雄性個(gè)體與雌性個(gè)體采用不同的環(huán)路決策機(jī)制（性別二態(tài)性）。雄性個(gè)體腹側(cè)被蓋區(qū)多巴胺能神經(jīng)元向伏隔核投射的獎(jiǎng)賞環(huán)路（生殖繁衍的內(nèi)在需求）介導(dǎo)其雌性社交偏好，而中腦多巴胺向內(nèi)側(cè)視前區(qū)投射的防御環(huán)路（響應(yīng)外在生存威脅）則介導(dǎo)其雄性社交偏好，兩個(gè)環(huán)路之間競爭與平衡決定其最終的性別選擇決策；在雌性個(gè)體中，其雌雄偏好性均由某獎(jiǎng)賞環(huán)路介導(dǎo)。

長期攝入牛奶脂肪不會(huì)增加小鼠脂質(zhì)負(fù)擔(dān)

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所王加啟等人與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食物與營養(yǎng)發(fā)展研究所動(dòng)物食物與營養(yǎng)政策中心合作，揭示牛奶脂肪的有益作用。相關(guān)成果發(fā)表于《宏》（iMeta）。由于飽和脂肪酸與心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)，因此有消費(fèi)者擔(dān)心長期攝入全脂牛奶或牛奶脂肪會(huì)導(dǎo)致肥胖和心血管疾病。以往有關(guān)全脂牛奶與血脂健康的研究主要為人群回顧性觀察，眾多干擾因素導(dǎo)致學(xué)術(shù)界一直沒有定論。研究發(fā)現(xiàn)高脂飲食模型小鼠長期攝入牛奶脂肪或全脂牛奶不會(huì)顯著增加小鼠的體重及血脂負(fù)擔(dān)，并且乳脂肪中多種有益脂肪酸可改善小鼠腸道微環(huán)境，長期攝入能夠通過特異性誘導(dǎo)調(diào)節(jié)低密度脂蛋白膽固醇，降低小鼠血脂負(fù)擔(dān)。

高黎貢地區(qū)記錄的部分國家重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物（圖片來源于中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所網(wǎng)站）

人工智能

深度學(xué)習(xí)模型的原位可視分析研究

中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心李觀、單桂華等人提出了一個(gè)針對深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)的原位可視分析框架，并形成了原位特征提取和神經(jīng)元學(xué)習(xí)模式抽象兩大核心算法。相關(guān)成果發(fā)表于《IEEE可視化和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)匯刊》（IEEE.Transactions.on.Visualization.and.Computer.Graphics）。深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)憑借其卓越的能力在各個(gè)領(lǐng)域取得了顯著成就，但高質(zhì)量訓(xùn)練仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。原位特征提取算法在模型運(yùn)行時(shí)復(fù)用內(nèi)存數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)分析動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，有效解決了傳統(tǒng)事后分析的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和有關(guān)瓶頸問題；而神經(jīng)元學(xué)習(xí)模式抽象算法則基于原位特征數(shù)據(jù)，抽象出神經(jīng)元的3種學(xué)習(xí)模式，為可視分析提供了有力支持。

萬億次速率的復(fù)值卷積加速器用于特征提取與推理

北京郵電大學(xué)徐坤教授團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了世界首個(gè)萬億次速率的復(fù)值光子卷積加速器，并將提出的計(jì)算硬件應(yīng)用于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的計(jì)算與推理。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。相較于實(shí)值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，復(fù)值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在處理幅度和相位信息方面具有優(yōu)勢，在雷達(dá)、通信、機(jī)器人視覺和醫(yī)學(xué)檢測等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。然而，當(dāng)前復(fù)值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多基于馮·諾伊曼架構(gòu)的電子硬件運(yùn)行，其算力與能耗難以滿足海量遙感數(shù)據(jù)處理需求。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新型萬億次速率的復(fù)值卷積計(jì)算架構(gòu)，專注于實(shí)現(xiàn)復(fù)值數(shù)據(jù)（如波動(dòng)信號(hào)）的高效特征提取和推理，驗(yàn)證了光學(xué)神經(jīng)形態(tài)硬件在復(fù)值卷積計(jì)算架構(gòu)中的硬件優(yōu)勢。

人工智能驅(qū)動(dòng)的空間蛋白質(zhì)組學(xué)新技術(shù)

中國科學(xué)院動(dòng)物研究所趙方慶團(tuán)隊(duì)提出全新的空間蛋白組學(xué)技術(shù)框架，通過整合人工智能深度學(xué)習(xí)算法與微流控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全組織切片水平的高分辨率空間蛋白質(zhì)組檢測（25微米分辨率，數(shù)千個(gè)蛋白），突破了高通量原位組學(xué)技術(shù)瓶頸。相關(guān)成果發(fā)表于《細(xì)胞》（Cell）?，F(xiàn)有空間蛋白質(zhì)組方法主要依賴抗體染色或質(zhì)譜技術(shù)。前者因靶標(biāo)數(shù)量有限，僅能檢測幾十至幾百種蛋白分子；后者檢測種類豐富，但逐點(diǎn)取樣方式增加了實(shí)驗(yàn)成本和規(guī)模。新技術(shù)結(jié)合微流控技術(shù)，開發(fā)了高通量、低成本的靈活采樣平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)在25微米至100微米分辨率范圍內(nèi)進(jìn)行精確采樣，降低了對復(fù)雜昂貴設(shè)備的依賴，為復(fù)雜組織的高分辨率空間解析提供新工具。

一種全新的地理集成學(xué)習(xí)模型

南京信息工程大學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心楊元建教授、汪源教授等人提出了一種全新的地理集成學(xué)習(xí)模型，建立了全球高分辨率臭氧濃度數(shù)據(jù)集，評估了當(dāng)前全球的臭氧污染水平，揭示了與臭氧相關(guān)的重大健康風(fēng)險(xiǎn)及區(qū)域和城鄉(xiāng)差異特征。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。全球臭氧污染日益嚴(yán)重，對人類健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。然而，現(xiàn)有評估研究可能低估了與全球臭氧相關(guān)的健康風(fēng)險(xiǎn)。為此，研究提出全新的地理集成學(xué)習(xí)模型，基于其高分辨率估算結(jié)果（0.05°）評估了當(dāng)前全球的臭氧污染水平，重點(diǎn)聚焦于長短期人口暴露水平和全因死亡負(fù)擔(dān)，在全球尺度上揭示了當(dāng)前與臭氧相關(guān)的重大健康風(fēng)險(xiǎn)。

深度學(xué)習(xí)模型原位可視分析系統(tǒng)（圖片來源于中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心網(wǎng)站）