分类： 科技视界

来源：科技日报     2022年7月29日  
原创：科技日报记者 张梦然   侵删 

据28日发表在《科学》杂志上的一篇论文，美国麻省理工学院的工程师展示了一种新的超声波贴纸设计，这种可贴在皮肤上的邮票大小的设备，可提供48小时内脏器官的连续超声波成像。

麻省理工学院研究人员将这些贴纸贴在志愿者身上，并展示了这些设备生成的主要血管和更深层器官（如心脏、肺和胃）的实时高分辨率图像。当志愿者进行各种活动（包括坐、站、慢跑和骑自行车）时，这些贴纸保持了很强的附着力，并捕捉到了潜在器官的变化。

研究人员表示，“设想一些贴片贴在身体的不同位置，这些贴片会与你的手机通信，人工智能算法会根据需要分析图像。相信我们已经开启了可穿戴成像的新时代：只要在你的身体上贴上一些贴片，你就可以看到你的内部器官” 。

麻省理工学院团队的新超声波贴纸通过将弹性黏合剂层与刚性换能器阵列配对，可在更长的时间内产生更高分辨率的图像。这种组合使设备能够贴合皮肤，同时保持传感器的相对位置，以生成更清晰、更精确的图像。

该装置的黏合剂层由两层薄薄的弹性体制成，中间层包裹着一层固体水凝胶，这种水凝胶主要是一种水基材料，可轻松传输声波。与传统的超声波凝胶不同，麻省理工学院团队的水凝胶具有弹性。弹性体可防止水凝胶脱水，只有当水凝胶高度水合时，声波才能有效穿透并提供内部器官的高分辨率成像。

底部弹性体层设计用于黏附在皮肤上，而顶层则黏附在刚性换能器阵列上。整个超声波贴纸约为2平方厘米，厚3毫米，大约是一张邮票的面积。

从贴纸的图像中，团队能够观察到坐着和站着时主要血管直径的变化。这些贴纸还捕捉到了更深层器官的细节，例如心脏在运动过程中如何改变形状。当一些志愿者举重时，该团队可检测到潜在肌肉中的明亮图案，这表明存在暂时的微损伤。

该团队正在努力使贴纸以无线方式运行，以及开发基于人工智能的软件算法，以更好地解释和诊断贴纸的图像。研究人员设想，这种超声贴纸未来可被患者和消费者打包购买，不仅用来监测各种内脏器官，还能监测肿瘤的进展，以及子宫内胎儿的发育情况等。

【编辑圈点】

想要可视化人体内部器官，一个伤害最小且结果相对靠谱的办法就是利用超声波。在医学技术不断发展过程中，超声的应用范围也越来越广，尤其在肿瘤诊断领域，超声波的协助几乎必不可少。不过很多人对这一类检查颇有情绪，因为往往需要人们根据超声波部位进行相应的“配合”，譬如空腹、憋尿，甚至体内检查，还要涂抹大量的医用耦合剂。与此相比，只需薄薄水凝胶就可轻松传输声波的“贴纸”简直太友好。或许不久的将来，超声检查也能像家用血糖、血压仪一样，轻松实现个人筛查和监测。

 

来源：科技日报     2022年8月8日  
作者：科技日报记者   刘霞   侵删图片/网络

据物理学家组织网4日报道，近日，加拿大科学家首次实现了国际间双向全息传输——将一个人以全息图像的形式从美国阿拉巴马州传输到加拿大安大略省，团队其他人的全息图由加拿大安大略省被传输到阿拉巴马州亨茨维尔市。这一成果有望在医疗、太空探索等领域大显身手。

全息传输是全息图和远距离传输的组合，指人或物体的全息图被瞬间传送到另一个位置。今年4月，通过微软全息透镜（HoloLens）和装有Aexa公司定制软件的电脑，美国国家航空航天局（NASA）首次将一名医生的全息图像传输到国际空间站，目前正在国际空间站工作的宇航员还与这名“全息宇航员”进行了第一次双向对话。而本次实验的进展是首次实现了国际间双向全息传输。

项目负责人、西安大略大学教师亚当·塞雷克博士说：“我们将一个人从美国阿拉巴马州‘运送’到加拿大安大略省，不用付机票就可穿越边境。”

本研究使用的硬件和软件同样来自微软全息透镜和Aexa公司的软件，此外，还涉及一种特殊的相机，它可创建一个物体（或人）的全息图像，然后将其发送到目的地。另一端的用户戴上全息透镜，就能看见传输过来的物体。如果两人都戴上全息透镜，就可在自己的环境中互动，就好像他们真的在一起一样。

研究人员表示，这种瞬间实现长途旅行的技术令人着迷，未来有望在远程医疗领域大显身手，如将医生“全息传输”到偏远地区或农村提供医疗服务。而且，这一技术的成本目前约为5000美元，低于救伤直升机甚至医疗旅行的成本，或能为医疗系统节约大量成本。此外，也能如NASA那样，用于太空探索领域。

研究人员指出，虽然这项技术可实现跨国界全息传输，但目前还无法做到触摸交互，而触摸是医学检查的重要部分，他们计划未来在全息透镜中集成触觉功能。

 

来源： 科技日报      2022年7月20日
作者： 科技日报记者    刘霞     侵删

美国普渡大学、密歇根大学与韩国汉阳大学、弘益大学和国立金乌工科大学的研究人员携手开发出一种内嵌纳米针的隐形眼镜，其可溶于泪液，未来或有望用于治疗人类眼部疾病。相关研究刊发于最新一期《科学进展》杂志。

目前向眼睛输送药物的方法包括直接将药物应用于外眼或注射进眼部，但这两种方法都不是最佳方案。应用于外眼的药物不能进入眼睛内部；注射药物会让患者很痛苦，而且经常导致炎症。鉴于此，在最新研究中，科学家们给出了治疗眼部疾病的新方案——内嵌纳米针的隐形眼镜。

研究人员解释说，患者戴上这款隐形眼镜后，隐形眼镜会溶解，随着时间的推移，纳米针会降解，释放出药物。而且，纳米针非常小，只有以前此类纳米针的1/10大小，不会让患者感觉疼痛或不适。

研究人员开发了一种独特的方法制造纳米针：从硅和药物混合物中生长纳米针，然后在加入硅基的地方应用聚合物层使其开裂，随后将聚合物剥离，接下来用另一种聚合物涂覆纳米针底部，然后去除第一层，这使纳米针嵌入到第二种聚合物材料内。完成这些步骤后，研究人员将其做成隐形眼镜形状。最后，研究人员在隐形眼镜内加入第二种药物，当基质溶解时，这一药物会立即作用于眼睛。

研究人员在兔子模型上测试了他们的产品，发现仅仅28天后，兔子角膜新生血管的情况大大下降——角膜自身透明，并无血管，新生血管生长至瞳孔区时会影响视力。

不过研究人员也指出，在这种新型纳米针疗法用于治疗人类眼疾之前，还需要开展更进一步的研究，首先必须对其进行有效性和安全性测试，此外，还需要开发一种储存隐形眼镜的方法。

小编有话说：

目前能想到的最温柔的眼睛给药方式，就是点眼药水，没有太大痛苦，也方便快捷。但是要把药给到眼睛内部，则通常采用注射方式。给眼睛“打针”，总让人心生恐惧。科研人员想到了新方法——戴隐形眼镜。这种眼镜经过了特殊设计，用基质封装纳米针，基质在眼睛内溶解后，纳米针降解，药物就能作用于眼睛。听起来这比传统的注射方式要好接受得多。科研人员已经在兔子眼睛上进行了实验，效果不错。不过真要治病，这种隐形眼镜还需要进一步测试。

来源：成都商报TMT   2022年8月20日  侵删

百度集团副总裁、深度学习技术及应用国家工程研究中心副主任吴甜

8月19日，中国图象图形大会CCIG 2022在成都召开。百度集团副总裁、深度学习技术及应用国家工程研究中心副主任吴甜在会上发表《跨模态大模型技术创新与实践》主题演讲，并正式发布业内首个AI艺术和创意辅助平台——文心·一格，这是百度依托飞桨、文心大模型的技术创新推出的“AI作画”首款产品。

人学习作画一般得从基本功练起，大体上包括线条、色彩、明暗、形体、结构、透视、构图和空间。要想画得出众，除了日积月累勤奋练习，还需要一些天赋，以及对世界的精细观察和创作者独特的创想。这让大部分人只能当画作的观赏者而非创作者。但是，随着深度学习、大模型等技术的发展，AI 能够在极短的时间内“创造”出不同风格的画作，大幅降低了作画的门槛，让人人都能成为“艺术家”。

文心·一格是基于文心大模型的文生图系统实现的产品化创新。在文心·一格官网（yige.baidu.com），用户只需输入自己的创想文字，并选择期望的画作风格，即可快速获取由一格生成的相应画作。官网资料显示，文心·一格现已支持国风、油画、水彩、水粉、动漫、写实等十余种不同风格高清画作的生成，还支持不同的画幅选择。

文心·一格创作的艺术画

文心·一格面向的用户人群非常广泛。它既能启发画师、设计师、艺术家等专业视觉内容创作者的灵感，辅助其进行艺术创作，还能为媒体、作者等文字内容创作者提供高质量、高效率的配图。此外，文心·一格更是为大众用户提供了一个零门槛绘画创作平台，让每个人都能展现个性化格调，享受艺术创作的乐趣。

吴甜表示，数据的井喷式增长、算力的持续突破、算法的持续创新为人工智能带来新机遇，预训练大模型凭借优越的泛化性、通用性和应用效果，成为人工智能发展的重要方向。跨模态大模型是在技术发展和产业实践中孕育而出的，也是百度文心知识增强大模型面向产业应用持续创新及建设的重要方向。

面对日益增长的内容创作需要，如何准确理解用户需求，进而精准刻画并满足多样化风格、高质量生成的要求是技术要解决的关键挑战。文心知识增强跨模态理解大模型在模型创新方面，提出基于多视角对比学习的ERNIE-ViL 2.0，在预训练过程能够同时学习模态间和模态内的多种关联性，提升“图像”和“文本”跨模态语义匹配效果。知识增强跨模态图文生成大模型ERNIE-ViLG，将“文生成图”和“图生成文”任务融合到同一个模型进行端到端学习，从而增强文本和图像的跨模态语义对齐。在此次CCIG 2022会上，吴甜还分享了ERNIE-ViLG文图生成算法的升级，通过渐进式扩散模型，生成空间由小及大、生成轮廓由粗到细，同时根据生成阶段自动选择最优生成网络，文本生成图像的效果取得进一步提升。

新技术在产业实践中应用并创造出价值必须要足够实用化。因此，百度基于文心大模型进行了系统创新，研发了支持AI作画的文生图系统，提供了从用户需求理解到满足的全流程解决方案。

来源：今日头条   2022年8月5日   侵删

斯坦福大学神经科学家Tony Wyss-Coray博士花了20年时间发现和研究各种具有神经保护和神经退行性的分子。这些分子存在于大脑的不同细胞类型中或其上，也存在于与之相邻的血管上，或漂浮在血液和沐浴着它的脑脊液中。随着我们的年龄增长，它们变得越来越重要。

Wyss-Coray和他的同事已经发现血液中的物质可以加速或减慢大脑衰老的时钟。他们已经确定了血管表面的蛋白质，尽管存在着血脑屏障，但其中一些分子可以通过这些蛋白质作用于大脑。他甚至表明，老年小鼠在接受年轻小鼠的脑脊液后，看起来和行动都更年轻。

ScitechDaily记者请Wyss-Coray把他在认知年轻化领域的发现联系起来。他是D. H. Chen神经学和神经科学特聘教授，也是菲尔和佩妮-奈特大脑复原力倡议的负责人。

对于大多数50或60岁以上的人来说，衰老的问题开始变得具体化。这时我们意识到，检索一个人的名字或一个词不仅仅是糟糕的一天的结果，而是变老的一种表现–就像皱纹或白发。随着这些记忆断层变得越来越频繁，我们开始说得更慢，以便能够用其他的词来代替缺失的词。

虽然目前还不清楚这种与年龄有关的正常衰退与更严重的认知障碍和痴呆症有何关系，但85岁以上的美国人中有三分之一有阿尔茨海默病的症状，而且这个数字在接下来的10年生活中会翻倍。不幸的是，我们没有工具来预测谁会从健忘症发展到痴呆症。

然而，并不是每个人都注定要经历这条下降的轨迹。每三个百岁老人中就有一个人似乎能抵御认知能力的下降。这不仅提供了希望，而且也是研究大脑老化和认知能力下降的跳板。

您是如何开始研究 “年轻液体”作为认知能力恢复的手段的？

因为很少有活体的脑组织，我们把研究重点放在脊髓液和血液上。这些早期的研究，现在已经超过15年了，对认知正常的老年人和阿尔茨海默病患者的液体的研究受到了不可靠的检测方法的阻碍，但他们向我们展示了一件事：血液中的蛋白质成分与年龄有关的整体变化是深刻的。

我们证实，大量的蛋白质水平在人们生命的第20年和第90年之间发生了明显的变化。因为到目前为止，年龄是阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病风险的最重要驱动因素，问题是我们观察到的变化是大脑老化的原因，还是后果。

为了找出答案，我们采用了前斯坦福大学医学部神经学教授 Tom Rando博士（现在加州大学洛杉矶分校）的方法，他的实验室就在我旁边，他正在用这种方法研究肌肉干细胞的老化：通过手术将一只年轻老鼠和一只老老鼠的循环系统连接在一起，使动物共享它们的血液。

我们所观察到的是惊人的。暴露在年轻伙伴血液中的老小鼠显示出多种年轻化迹象，包括某些类型的神经元数量增加，神经元活动增加，以及大脑炎症减少。

当我们用年轻的血浆（血液的液体部分）反复静脉注射治疗老年小鼠时，这些小鼠变得更加聪明，在多种认知测试中表现得更像年轻小鼠。相反，暴露在老年血液中或用老年血浆治疗的年轻小鼠经历了大脑的加速老化和认知功能的丧失。

这些发现是否适用于人类？

这些发现在一定程度上已经转化为人类。在临床试验中，年轻血浆的输注对阿尔茨海默氏症患者产生了明显的好处。在一项安慰剂对照的双盲临床试验中（由其他人进行），移除血浆并以年轻献血者的富含白蛋白的血浆替代，使阿尔茨海默氏症患者的功能得到明显改善。这意味着换血小鼠的实验可能与人有关，而且血浆可能掌握着恢复活力的秘密。

您和您的同事已经确定了在各种体液和组织中发现的许多物质和蛋白质，它们都在不同的部位发挥作用，以增强大脑中不同类型细胞的青春活力。你能解释一下为什么这么多不同的物质、细胞类型和过程似乎会产生类似的结果？

生物学是一个复杂的相互联系的系统网络。在这个我们称为生物机体的网络中，有几十万个节点，包括蛋白质、糖类、脂类和代谢物。这些组件中的每一个都履行着进化过程中磨练出来的功能；有时它是必不可少和不可替代的，但往往是多余的。

想象一下美国上空的飞行地图，包括所有航空公司，由数百个连接点组成，有些比其他的更重要。这个网络通过将货物和人员从一个地方带到另一个地方，帮助经济运行。移除一些节点可能会导致系统崩溃，而其他节点可以停止服务，但影响不大。

一些最成功的药物–例如那种主力抗炎药，阿司匹林–已被证明是针对许多不同的细胞类型和组织的多种生物途径。年轻的血浆或脊髓液–似乎含有几十种有益的蛋白质和可能的其他种类的分子，而且很可能仍然是最强大的灵丹妙药。

至少在小鼠身上，使用我们已经确定的个别蛋白质因子似乎有可能实现治疗效果。一种蛋白质可能对延迟肌肉流失特别有用，而另一种蛋白质可能促进大脑功能。

在此时此刻，我们都可以做些什么来保持我们大脑的状态？

压力似乎是我们能够对我们的身体造成损害的最大来源。它不仅导致身体症状，如高血压、消化系统问题、胸痛和睡眠中断；它还削弱免疫系统并导致炎症，可能加速衰老过程。慢性压力是精神表现和不快乐的一个关键来源。

最近的一项大型研究表明，美国多达40%的痴呆症是由可改变的风险因素驱动的，包括高血压、肥胖和缺乏运动。现在，对于认知能力下降和神经变性，还没有好的药物治疗方法。在没有药物治疗的情况下，一些有科学依据的对大脑功能最有力的好处来自于体育锻炼。

原创：中国科学报     2022年6月28日
记者： 陈彬   通讯员乔仁铭       侵删我国首次在羊脑内实现介入式脑机接口。南开大学供图

6月25日，我国自主研发的国内首款介入式脑机接口在北京成功完成动物试验。

此次试验的介入式脑机接口由南开大学人工智能学院教授段峰团队牵头，与上海心玮医疗科技股份有限公司联合研发。

本次试验是国内首次在羊脑内实现介入式脑机接口，突破了介入式脑电电极、血管内脑电采集等核心技术，完成了支架、导管等神经介入器械产品研制，解决了传统侵入式脑机接口对脑区造成不可逆损伤的弊端，填补了国内介入式脑机接口领域空白，对推动我国脑科学领域发展具有重要意义。

传统脑机接口分为侵入式脑机接口和非侵入式脑机接口。

侵入式脑机接口需要通过开颅手术或者钻透颅骨将脑电传感器植入脑内，可能会导致患者大脑的长期炎症。

非侵入脑机接口虽然对人没有伤害，但是脑电信号微弱，识别准确率和实时性受限。

段峰团队牵头研发的介入式脑机接口技术只需要通过类似心脏搭桥的微创手术便可实现脑机连接。

团队采用治疗中风的神经介入技术，通过静脉将脑电传感器植入大脑运动皮层、视觉皮层等脑区后，神经支架膨胀，将电极挤压在靠近大脑的血管壁上，从而获取相应脑区信号。

这一技术最大的优点是不需要颅骨钻孔或开颅手术即可获得脑电信号，整个手术植入过程可在两小时内完成。

此次试验的脑电极植入术，由河北工业大学教授张建华团队研发的介入机器人辅助完成。

该机器人采用主从操作方式，由首都医科大学宣武医院神经外科主任医师马永杰在主端操作，成功完成了部分血管造影。

试验最终在羊脑血管内完成了传感器植入，并成功采集到了脑电信号。

此次在动物脑内开展的介入式脑机试验研究，在改善因脑、脊髓、周围神经或肌肉功能障碍引起的严重瘫痪患者的功能独立性，以及治疗癫痫、睡眠障碍、帕金森病等疾病方面具有重要意义，未来市场前景广阔。

据悉，此次试验的成功标志着我国在脑机接口、介入机器人研究领域达到国际先进水平。

来源：中国新闻网   2022年6月8日   侵删日本宇宙航空研究开发机构的小行星探测器“隼鸟2号”接近其目标小行星“龙宫”

8日#首次在地球外确认生命之源存在#登上微博热搜榜第一，并成为“爆”！

据日媒报道，日本文部科学省称，科学家在小行星探测器“隼鸟2号”采集的样本中检测到20多种氨基酸。这是首个在地球外存在氨基酸的证据，对理解这些至关重要的有机分子如何到达地球具有重要意义。

2020年12月，由探测器“隼鸟2号”搭载的为期6年的回收舱从3亿多公里外的小行星“龙宫”返回地球，并带回约5.4克行星表面样本。日本宇宙航空研究开发机构等团队分析了样本后，从中检测到20多种氨基酸。

日本横滨国立大学天体生物学名誉教授小林宪正表示，在地球以外天体上发现多种氨基酸是“史无前例”的，甚至可能暗示地球以外存在生命，“证明氨基酸存在于小行星的地下，增加了这些化合物从太空到达地球的可能性”。这也意味着氨基酸可能存在于其他行星和天然卫星上，暗示“生命可能诞生在宇宙中比以前认为的更多的地方”。

氨基酸是蛋白质的组成部分，是形成生命不可或缺的有机分子。虽然还不知道氨基酸是如何到达古代地球的，但有一种理论认为，46亿年前地球形成时氨基酸就已大量存在，但在地球被岩浆覆盖变得极其炎热后便不复存在，但随后又被流星从外太空重新引入。也有理论认为，氨基酸本身就存在于地球表面。

此次，“隼鸟2号”采集样本来自不受阳光或宇宙射线侵蚀的小行星地下物质，对其分析是在没有将其暴露于地球空气中的情况下进行的，这意味着研究人员首次证实了外层空间中也存在生命的组成部分。

随着对来自“龙宫”样本数据的更多分析，科学家将获得关于这颗小行星的组成和如何形成的更多信息。通过将“龙宫”样本物质的结果与从小行星“本努”收集的样本进行比较，科学家将更好地了解宇宙中的各种化学混合物，以及生命是如何产生的。