科研進(jìn)展
  • 廣州健康院制造高抗菌活性人工白細(xì)胞
    近日，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院潘光錦研究員團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞再生》（Cell Regeneration）期刊發(fā)表了題為“Human induced pluripotent stem cells derived Neutrophils display strong anti-microbial potencies”的研究論文，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種化學(xué)成分明確的利用干細(xì)胞體外制備中性粒細(xì)胞技術(shù)體系，可以在體外規(guī)?；苽渚哂懈呖咕钚缘娜斯ぐ准?xì)胞（iNEUs）。近日，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院潘光錦研究員團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞再生》（Cell Regeneration）期刊發(fā)表了題為“Human induced pluripotent stem cells derived Neutrophils display strong anti-microbial potencies”的研究論文，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種化學(xué)成分明確的利用干細(xì)胞體外制備中性粒細(xì)胞技術(shù)體系，可以在體外規(guī)?；苽渚哂懈呖咕钚缘娜斯ぐ准?xì)胞（iNEUs）。中性粒細(xì)胞作為先天免疫系統(tǒng)的核心防線，是機(jī)體抵抗細(xì)菌感染首要屏障。粒細(xì)胞缺乏在臨床上常見(jiàn)于一些腫瘤、放射損傷、嚴(yán)重感染等疾病，往往導(dǎo)致嚴(yán)重細(xì)菌感染血癥進(jìn)而引起死亡。白細(xì)胞輸注作為重要的血液成分輸注可緩解粒細(xì)胞缺乏帶來(lái)的死亡危害，但血液白細(xì)胞由于“血荒”等原因來(lái)源十分受限。近日，廣州健康院利用人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（hiPSCs）在體外成功制備具有高抗菌活性的中性粒細(xì)胞（iNEUs），為白細(xì)胞輸注治療提供“現(xiàn)貨型”的細(xì)胞來(lái)源。研究人員首先成功驗(yàn)證了hiPSCs來(lái)源的中性粒細(xì)胞具有典型的中性粒細(xì)胞的分子特征。而且體外制備的iNEUs展現(xiàn)出對(duì)于多種細(xì)菌的強(qiáng)效殺傷能力，包括肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等多種臨床常見(jiàn)耐藥菌。進(jìn)一步，在粒細(xì)胞缺乏癥的動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)，向中性粒細(xì)胞功能缺陷的小鼠輸注iNEUs，可顯著提升其在多種細(xì)菌致死性感染中的存活率。有力證明了iNEUs體內(nèi)體外的強(qiáng)大抗菌能力，為致命性細(xì)菌感染的臨床治療提供了新策略，也進(jìn)一步推動(dòng)了hiPSCs來(lái)源的功能細(xì)胞在臨床治療中的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。廣州健康院博士研究生胡星、博士后康保強(qiáng)為該論文的第一作者，廣州健康院潘光錦研究員、朱艷玲副研究員為該論文的通訊作者。該研究成果得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省及廣州市科技項(xiàng)目等支持。論文鏈接圖1?iNEUs輸注可有效提高致死性細(xì)菌感染小鼠的存活率
    2025-04-01
  • 廣州地化所曾建強(qiáng)、王新明等-GRL：極端熱浪影響熱帶和亞熱帶異戊二烯排放最適溫度
    ?異戊二烯是主要由陸地植被向大氣釋放的強(qiáng)活性有機(jī)氣體，其全球排放量與甲烷相當(dāng)，其對(duì)全球大氣氧化性、臭氧及二次有機(jī)氣溶膠形成有重要貢獻(xiàn)，從而對(duì)空氣質(zhì)量和氣候產(chǎn)生直接/間接效應(yīng)。全球變暖導(dǎo)致極端熱浪事件頻率與強(qiáng)度增加，而異戊二烯排放對(duì)溫度極其敏感，近期已有研究表明熱浪能夠使溫帶和寒帶植被異戊二烯排放顯著增加，且其增量顯著高于排放模型估算結(jié)果。熱帶/亞熱帶地區(qū)是全球異戊二烯排放的熱點(diǎn)地區(qū)，同時(shí)也是受熱浪影響最嚴(yán)重的地區(qū)；然而，這些地區(qū)植物異戊二烯排放受熱浪影響是否與溫帶和寒帶植物相同，目前尚不清楚。?針對(duì)這一問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所王新明研究組博士后曾建強(qiáng)，分別于珠江三角洲濕季熱浪期和干、濕季非熱浪期，對(duì)亞熱帶典型優(yōu)勢(shì)樹(shù)種尾葉桉（Eucalyptus urophylla）開(kāi)展了原位測(cè)量，通過(guò)溫度梯度控制實(shí)驗(yàn)，探究了熱浪對(duì)異戊二烯溫度響應(yīng)關(guān)系的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，極端熱浪能夠顯著抑制亞熱帶桉樹(shù)的關(guān)鍵生理過(guò)程（如凈光合速率、電子傳遞速率），進(jìn)而導(dǎo)致異戊二烯排放的最適溫度（Topt）在熱浪期顯著降低（圖1）。當(dāng)前排放模型的溫度適應(yīng)機(jī)制（基于溫帶植物）假定Topt會(huì)隨生長(zhǎng)溫度（過(guò)去十天的平均溫度）升高而線性增加。然而，本研究發(fā)現(xiàn)亞熱帶桉樹(shù)異戊二烯的Topt隨生長(zhǎng)溫度升高而降低，與模型預(yù)測(cè)結(jié)果相反（圖2），且模型預(yù)測(cè)的Topt在熱浪時(shí)期存在明顯高估，導(dǎo)致模型高估熱浪期間高溫時(shí)刻（正午）的異戊二烯排放（圖3）。研究還發(fā)現(xiàn)，如果模型不考慮Topt的溫度適應(yīng)機(jī)制而是使用默認(rèn)值（313 K），熱浪時(shí)期和非熱浪時(shí)期模型預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)測(cè)相比，均有較好的一致性（圖1和3）。?以上研究結(jié)果表明，與熱浪促進(jìn)溫帶-寒帶植物異戊二烯排放不同，熱帶-亞熱帶極端熱浪可能抑制異戊二烯排放。對(duì)于極端熱浪期間的異戊二烯排放模擬，模型可能不需要考慮Topt的溫度適應(yīng)機(jī)制，建議使用模型默認(rèn)值。?本研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、廣東省科技廳、廣州市科技局等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在Geophysical Research?Letters期刊。?論文信息：Zeng,J.?(曾建強(qiáng)),Zhang,Y.?(張艷利),Pang,W.?(龐偉華),Ran,H.?(冉浩汎),Guo,H.?(郭昊),Lu,Y. (魯鈺婷),Song,W.?(宋偉),and Wang,X.* (王新明),?2025. Heatwaves Suppress Isoprene Emission Optima in Subtropical Eucalyptus: Implications for Biogenic VOC Modeling under Extreme Thermal Events.?Geophysical Research Letters,52,e2025GL114767.?論文鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL114767圖1. 濕季熱浪期(September,a)、濕季非熱浪期(June,b)和干季非熱浪期(March,c)的異戊二烯溫度響應(yīng)曲線，及其和默認(rèn)模型溫度曲線(Topt = 313 K)的對(duì)比(d,e,f)圖2. 模型考慮溫度適應(yīng)機(jī)制預(yù)測(cè)的Topt和觀測(cè)結(jié)果對(duì)比圖3. 極端熱浪期間溫度和光照的時(shí)間序列(a)，及模擬的排放速率(線)和觀測(cè)結(jié)果(點(diǎn))對(duì)比(b)。紫色線為九月的實(shí)測(cè)溫度曲線模擬結(jié)果；綠色為默認(rèn)模型(不考慮溫度適應(yīng)機(jī)制)模擬結(jié)果；黃色為考慮溫度適應(yīng)機(jī)制的模擬結(jié)果
    2025-03-31
  • 廣州地化所王軍、王強(qiáng)等-Geology：印度克拉通地幔1100萬(wàn)年前俯沖到北羌塘地塊之下
    ?青藏高原是印度?亞洲大陸新生代持續(xù)匯聚的產(chǎn)物，其如何吸收約4000公里的大陸匯聚量一直困擾著地質(zhì)學(xué)界?；趥鹘y(tǒng)板塊構(gòu)造理論，大陸巖石圈（特別是克拉通）因密度較低難以像大洋板塊發(fā)生大規(guī)模俯沖，因此大陸之間的匯聚主要通過(guò)碰撞邊界的巖石圈縮短和造山作用實(shí)現(xiàn)。這一理論框架下，若縮短量與匯聚量相當(dāng)，則意味著印度大陸并未發(fā)生顯著北向俯沖。然而高原構(gòu)造縮短量的巨大爭(zhēng)議使得印度大陸俯沖距離成為學(xué)界焦點(diǎn)。盡管地球物理探測(cè)試圖揭示印度巖石圈北界，但是不同的全球或區(qū)域?qū)游龀上窠Y(jié)果仍存在顯著分歧。以爭(zhēng)議最突出的藏東地區(qū)為例，有學(xué)者認(rèn)為印度克拉通代表的厚高速體未越過(guò)雅魯藏布江縫合帶（圖1E-F），而另一些則認(rèn)為其已超過(guò)金沙江縫合帶（圖1A-D）。造成這種爭(zhēng)議的原因可能包括西藏地震臺(tái)站的分布稀疏、不同地震波相和反演算法的使用，以及地球物理方法無(wú)法區(qū)分俯沖的印度克拉通和加厚的西藏巖石圈。?中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所王強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)、徐義剛院士并聯(lián)合青海地調(diào)院最近在北羌塘玉樹(shù)地區(qū)（距離印度克拉通前緣逆沖斷層~600 km遠(yuǎn)）發(fā)現(xiàn)了一套11Ma的低、中、高硅超鉀質(zhì)火山巖，其中低硅火山巖含有鉀鎂煌斑巖的標(biāo)志性礦物——富鐵白榴石和富鉀堿鎂閃石。這些鉀鎂煌斑巖的206Pb/204Pb低至16.6，?Nd值低至-20，這是首次在青藏高原發(fā)現(xiàn)Pb同位素位于地球等時(shí)線左側(cè)的巖石。全球范圍內(nèi)，此類異常低Pb?Nd同位素特征僅零星見(jiàn)于克拉通環(huán)境的鉀鎂煌斑巖和下地殼麻粒巖，構(gòu)成著名的“第一鉛同位素悖論”（圖2A）。由于克拉通在數(shù)十億年間未經(jīng)歷顯著構(gòu)造?巖漿擾動(dòng)，其低U/Pb和Sm/Nd的下地殼及交代巖石圈地幔有充足時(shí)間形成低Pb?Nd同位素。玉樹(shù)鉀鎂煌斑巖三階段Pb同位素增長(zhǎng)的蒙特卡洛模擬及Nd同位素模式年齡表明，源區(qū)富集組分的封閉時(shí)間至少超過(guò)27億年（圖3A）。玉樹(shù)超鉀質(zhì)火山巖顯示出隨著SiO2增加以及Mg#和Os降低，Pb?Nd?Os同位素顯著增加，且新鮮白榴石、透長(zhǎng)石和單斜輝石的原位Pb?Nd同位素記錄了與全巖相似的變化趨勢(shì)（圖2）。這表明地殼混染和分離結(jié)晶控制了巖漿同位素變化，而低硅的鉀鎂煌斑巖最接近原始幔源巖漿成分。少量單斜輝石斑晶中出現(xiàn)了溶蝕狀的綠核輝石，這些綠核輝石具有異常高的?Nd和硬玉組分、以及異常低的Mg#（圖2D），結(jié)合輝石壓力計(jì)結(jié)果，表明它們的母巖漿來(lái)源于加厚（40–60km）下地殼的基底巖石熔融。這一發(fā)現(xiàn)揭示羌塘東部基底應(yīng)具有比高硅火山巖更高的Pb?Nd同位素組成，與羌塘中部新生代火山巖中麻粒巖捕虜體同位素特征相吻合。因此，羌塘地塊不具備克拉通古老下地殼那種極低Pb?Nd同位素的基底，統(tǒng)計(jì)的中?新生代巖漿巖數(shù)據(jù)也表明羌塘巖石圈在11Ma之前不存在如此低的Pb?Nd同位素儲(chǔ)庫(kù)（圖3B）。作為微陸塊或顯生宙島弧地體的羌塘地塊，其相對(duì)較薄的巖石圈無(wú)法像克拉通那樣長(zhǎng)期抑制地幔熔融而保持巖漿寂靜，因此缺乏形成極低Pb?Nd同位素儲(chǔ)庫(kù)的地質(zhì)條件。所以，長(zhǎng)距離（~600 km）水平俯沖的印度克拉通地幔才是玉樹(shù)鉀鎂煌斑巖的源區(qū)。地表熱流值約束的熱巖石圈厚度也表明藏東玉樹(shù)地區(qū)存在巨厚（>200 km）的巖石圈（圖1A）。這次的新發(fā)現(xiàn)表明這種巨厚巖石圈不是加厚的西藏巖石圈，而是水平俯沖的印度克拉通（圖4）。通過(guò)篩選符合本研究結(jié)論的地震層析成像模型發(fā)現(xiàn)，高原中北部高熱流區(qū)與南、東、西部低熱流區(qū)存在顯著地形差異：前者地勢(shì)相對(duì)平坦，而后者地形起伏較大。考慮到加厚地殼熔融可通過(guò)流變學(xué)弱化作用促進(jìn)地形夷平，本研究認(rèn)為東西向差異俯沖的冷印度克拉通塑造了現(xiàn)今高原地形（圖4）。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國(guó)際地質(zhì)學(xué)著名刊物Geology上，該研究受國(guó)家自然科學(xué)基金、第二次青藏科考和深地國(guó)家科技重大專項(xiàng)的聯(lián)合資助。論文信息：Wang J.,Xu C.B.,Wang Q.*,Hawkesworth?C.J.*,Xu Y.G.,Tang G.J.,Wyman D.,Kerr A.C.,Wang B.Z.,Liu J.H.,Li W.F.,Li S.P.,Qi Y.,Li J.,Xiao Z.,Wang C.T.,2025,Indian cratonic mantle beneath northern Qiangtang in eastern Tibet 11 Myr ago.論文鏈接：https://doi.org/10.1130/G52845.1圖1.穿過(guò)研究區(qū)（黃色五角星）剖面的多個(gè)全球和區(qū)域P波層析成像結(jié)果圖2.玉樹(shù)11Ma鉀鎂煌斑巖、中硅和高硅超鉀質(zhì)火山巖及其礦物的同位素組成圖3.玉樹(shù)鉀鎂煌斑巖鉛同位素增長(zhǎng)的蒙特卡洛模擬結(jié)果以及羌塘、拉薩巖漿巖同位素圖4.印度克拉通東西段水平俯沖和內(nèi)部撕裂以及西藏巖石圈拆沉誘發(fā)的巖漿作用
    2025-03-25
  • 深圳先進(jìn)院在大模型AI芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得突破（IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers）
    近日，中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院黃明強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)在大模型AI芯片領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，其研究成果在電路與系統(tǒng)領(lǐng)域頂級(jí)期刊IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers上在線發(fā)表，論文題目為“EdgeLLM: A Highly Efficient CPU-FPGA Heterogeneous Edge Accelerator for Large Language Models”。該研究成功攻克人工智能大語(yǔ)言模型（LLM）在資源受限邊緣設(shè)備部署的核心難題，為智能機(jī)器人、便攜設(shè)備等場(chǎng)景的實(shí)時(shí)AI應(yīng)用提供了創(chuàng)新解決方案。近日，中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院黃明強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)在大模型AI芯片領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，其研究成果在電路與系統(tǒng)領(lǐng)域頂級(jí)期刊IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers上在線發(fā)表，論文題目為“EdgeLLM: A Highly Efficient CPU-FPGA Heterogeneous Edge Accelerator for Large Language Models”。該研究成功攻克人工智能大語(yǔ)言模型（LLM）在資源受限邊緣設(shè)備部署的核心難題，為智能機(jī)器人、便攜設(shè)備等場(chǎng)景的實(shí)時(shí)AI應(yīng)用提供了創(chuàng)新解決方案。自2017年以來(lái)，Transformer算法在自然語(yǔ)言處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)（CV）研究領(lǐng)域迅速成為人工智能領(lǐng)域的主導(dǎo)力量。通過(guò)引入自注意力機(jī)制，Transformer改變了傳統(tǒng)的序列建模方法，不再依賴卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行特征提取和序列處理。這一創(chuàng)新不僅增強(qiáng)了模型的并行化能力，使得大規(guī)模模型的訓(xùn)練成為可能，還顯著提升了模型性能。在Transformer取得成功之后，研究人員開(kāi)始探索更大的模型，這些模型通常擁有數(shù)百億甚至更多的參數(shù)，被稱為“大語(yǔ)言模型”。大語(yǔ)言模型不僅增強(qiáng)了人工智能的語(yǔ)言處理能力，還推動(dòng)了AI更廣泛的技術(shù)進(jìn)步，為教育、娛樂(lè)、醫(yī)療和商業(yè)等行業(yè)帶來(lái)了革命性的變革。但是大語(yǔ)言模型在資源受限的端側(cè)系統(tǒng)部署仍存在較大的困難。首先，大語(yǔ)言模型計(jì)算量龐大以及內(nèi)存訪問(wèn)需求極高?，F(xiàn)有解決方案通常將這些權(quán)重參數(shù)量化為INT4格式。然而，為了確保計(jì)算精度，模型中的激活函數(shù)仍然保持FP16格式。因此，在前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（FFN）層中，系統(tǒng)需要支持FP16INT4格式的矩陣乘法。另一方面，在多頭注意力（MHA）模塊中，KV緩存作為激活數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)生成，因此涉及KV緩存的矩陣乘法需要FP16FP16格式。因此，設(shè)計(jì)混合精度計(jì)算單元以加速LLM變得尤為重要。我們分析了前饋網(wǎng)絡(luò)（FFN）和多頭注意力（MHA）的計(jì)算需求，提出了高效率的混合精度計(jì)算單元以及組脈動(dòng)陣列架構(gòu)。此外，我們還提出了對(duì)數(shù)尺度結(jié)構(gòu)化稀疏性和塊級(jí)量化方法，以在硬件效率和算法精度之間取得平衡。此外，在大語(yǔ)言模型中，定義計(jì)算流程的算子圖極其復(fù)雜，包含數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)以復(fù)雜方式相互連接的算子，確保從一個(gè)算子到另一個(gè)算子的過(guò)渡無(wú)縫且高效成為了一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。該團(tuán)隊(duì)分析了大語(yǔ)言模型中的編譯需求，設(shè)計(jì)了一種統(tǒng)一且通用的數(shù)據(jù)格式，適用于所有算子和AI算法中的高維張量結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)能夠快速執(zhí)行算子操作而無(wú)需任何數(shù)據(jù)重排。隨后，開(kāi)發(fā)了端到端的編譯方案，其中動(dòng)態(tài)編譯用于處理不同輸入token長(zhǎng)度，指令流水線策略用于減少延遲。該方案能夠動(dòng)態(tài)編譯所有算子，并將整個(gè)模型映射到CPU-FPGA異構(gòu)系統(tǒng)上。最終，整個(gè)設(shè)計(jì)成功部署在AMDXilinx VCU128 FPGA上。與GPU相比，該系統(tǒng)的吞吐量提高了1.91倍，能效提高了7.55倍；與最先進(jìn)的FPGA加速器FlightLLM相比，整體性能提升了10%到24%。該成果有望應(yīng)用于新一代具身智能機(jī)器人、手機(jī)AI大模型等應(yīng)用場(chǎng)景中。<!--!doctype-->
    2025-03-27
  • 深圳先進(jìn)院?|?生成式AI解鎖腦電與腦血氧信號(hào)“跨模態(tài)對(duì)話”（IEEE TMI）
    人腦功能活動(dòng)的捕捉如同在迷霧中繪制星圖，需要多模態(tài)技術(shù)的協(xié)同。功能性磁共振成像（fMRI）憑借毫米級(jí)空間分辨率，在腦機(jī)工程研究中被視為腦功能解碼的金標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，但其笨重的設(shè)備、高昂的成本和低時(shí)間分辨率限制了應(yīng)用潛力。與之互補(bǔ)的腦電圖（EEG）雖能毫秒級(jí)捕捉電信號(hào)，卻像“霧里看花”，信噪比低且難以定位深層腦區(qū)活動(dòng)。如何讓兩者優(yōu)勢(shì)融合提升腦功能解碼精度和可用性是腦機(jī)接口研究中的重要挑戰(zhàn)。人腦功能活動(dòng)的捕捉如同在迷霧中繪制星圖，需要多模態(tài)技術(shù)的協(xié)同。功能性磁共振成像（fMRI）憑借毫米級(jí)空間分辨率，在腦機(jī)工程研究中被視為腦功能解碼的金標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，但其笨重的設(shè)備、高昂的成本和低時(shí)間分辨率限制了應(yīng)用潛力。與之互補(bǔ)的腦電圖（EEG）雖能毫秒級(jí)捕捉電信號(hào)，卻像“霧里看花”，信噪比低且難以定位深層腦區(qū)活動(dòng)。如何讓兩者優(yōu)勢(shì)融合提升腦功能解碼精度和可用性是腦機(jī)接口研究中的重要挑戰(zhàn)。為突破這一瓶頸，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院王書(shū)強(qiáng)課題組提出了一種創(chuàng)新的解決方案-通過(guò)構(gòu)建條件對(duì)齊時(shí)序擴(kuò)散模型（CATD），實(shí)現(xiàn)腦電-腦血氧信號(hào)的統(tǒng)一表征。團(tuán)隊(duì)相關(guān)工作近日在IEEE Transactions on Medical Imaging發(fā)表了題為CATD: Unified Representation Learning for EEG-to-fMRI Cross-Modal Generation的研究成果，首次實(shí)現(xiàn)了基于擴(kuò)散學(xué)習(xí)的EEG到fMRI跨模態(tài)表征，將BOLD信號(hào)時(shí)間分辨率提升3倍，為便捷獲取高質(zhì)量腦功能信號(hào)提供新方案。如果把EEG信號(hào)比作“閃電快照”，BOLD信號(hào)則是“延時(shí)攝影”——前者記錄毫秒級(jí)神經(jīng)元放電，后者反映秒級(jí)血氧代謝。二者雖同源，卻因時(shí)空尺度差異如同“加密語(yǔ)言”。CATD框架通過(guò)兩項(xiàng)核心技術(shù)破解這一密碼：（1）“腦信號(hào)翻譯官”條件對(duì)齊塊（CAB）研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)CAB模塊，借助跨模態(tài)注意力機(jī)制，將EEG的“時(shí)間密碼”與BOLD的“空間密碼”對(duì)齊至同一潛在空間。這一過(guò)程模擬了人腦神經(jīng)血管耦合機(jī)制——當(dāng)神經(jīng)元放電后約6秒，血氧水平隨之波動(dòng)。通過(guò)捕捉這種延遲關(guān)聯(lián)，AI能精準(zhǔn)翻譯兩種信號(hào)的內(nèi)在邏輯。（2）“時(shí)間顯微鏡”動(dòng)態(tài)時(shí)頻分割（DTFS）傳統(tǒng)BOLD信號(hào)每秒采集1次，難以捕捉癲癇發(fā)作等瞬態(tài)事件。團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的DTFS模塊，通過(guò)滑動(dòng)采樣將EEG信號(hào)切割為毫秒級(jí)片段，驅(qū)動(dòng)AI生成時(shí)間分辨率提升3倍的BOLD信號(hào)。實(shí)驗(yàn)顯示，合成信號(hào)在癲癇早期征兆檢測(cè)中，時(shí)間相關(guān)性（余弦相似度）達(dá)0.85，媲美真實(shí)數(shù)據(jù)。全球約70%的醫(yī)院配備EEG設(shè)備，但僅5%擁有fMRI。團(tuán)隊(duì)提出的這一解決方案可基于海量EEG數(shù)據(jù)生成多模態(tài)腦影像庫(kù)，助力帕金森、抑郁癥等腦疾病神經(jīng)調(diào)控機(jī)制研究。數(shù)字所研究生姚瑋珩為論文第一作者，王書(shū)強(qiáng)研究員為論文通訊作者，該研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等科技項(xiàng)目資助。<!--!doctype-->圖1. CATD模型圖圖2. EEG-fMRI?跨模態(tài)增強(qiáng)在運(yùn)動(dòng)想象等下游任務(wù)中的驗(yàn)證分析
    2025-03-27
  • 廣州地化所?|?廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目“廣東省稀土資源與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)”順利通過(guò)結(jié)題驗(yàn)收
    2025年3月26日，廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目廣東省稀土資源與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)驗(yàn)收會(huì)在廣州順利召開(kāi)。2025年3月26日，廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目“廣東省稀土資源與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)”驗(yàn)收會(huì)在廣州順利召開(kāi)。廣東省科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)中心領(lǐng)導(dǎo)與項(xiàng)目驗(yàn)收專家組、項(xiàng)目承擔(dān)單位中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所（簡(jiǎn)稱廣州地化所）徐義剛院士、所長(zhǎng)王強(qiáng)以及項(xiàng)目參與單位原廣東省有色金屬地質(zhì)局總工程師汪禮明、廣東省礦產(chǎn)資源勘查院副院長(zhǎng)劉東宏、廣東省地質(zhì)調(diào)查研究院正高級(jí)工程師王軍、廣東省環(huán)境科學(xué)研究院生態(tài)環(huán)境與土壤修復(fù)研究所所長(zhǎng)鄧一榮等共40余人參加了本次會(huì)議。經(jīng)過(guò)全面質(zhì)詢與討論，項(xiàng)目順利通過(guò)驗(yàn)收，標(biāo)志著我國(guó)南方離子型稀土資源開(kāi)發(fā)與環(huán)境協(xié)同治理取得重大進(jìn)展。王強(qiáng)所長(zhǎng)代表研究所發(fā)表致辭，對(duì)驗(yàn)收專家組的蒞臨指導(dǎo)表示衷心感謝，并對(duì)本項(xiàng)目的基本情況和取得的重大成果進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人徐義剛院士、課題負(fù)責(zé)人牛賀才研究員、朱建喜研究員和鄧一榮所長(zhǎng)分別對(duì)各課題實(shí)施情況及成果進(jìn)行系統(tǒng)匯報(bào)，全面展示了研究成果。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人徐義剛院士匯報(bào)項(xiàng)目實(shí)施情況隨后，專家組現(xiàn)場(chǎng)考察了廣州地化所深地過(guò)程與戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的專業(yè)技術(shù)平臺(tái)和大型儀器設(shè)備，充分肯定了實(shí)驗(yàn)室在平臺(tái)搭建和成果產(chǎn)出方面的成效。驗(yàn)收專家組現(xiàn)場(chǎng)考察驗(yàn)收專家組審閱了項(xiàng)目實(shí)施總結(jié)報(bào)告等相關(guān)資料聽(tīng)取了項(xiàng)目組匯報(bào)，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)考察，經(jīng)質(zhì)詢、討論，認(rèn)為項(xiàng)目承擔(dān)單位提供成果資料齊全、規(guī)范，全面完成了項(xiàng)目任務(wù)書(shū)的考核指標(biāo)。最后，驗(yàn)收專家組一致同意項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收。本次驗(yàn)收會(huì)標(biāo)志著廣東在戰(zhàn)略資源開(kāi)發(fā)與生態(tài)文明建設(shè)協(xié)同發(fā)展道路上邁出關(guān)鍵一步。隨著未來(lái)稀土礦床深部探測(cè)技術(shù)體系的創(chuàng)建，有望進(jìn)一步完善稀土礦床綠色開(kāi)采技術(shù)以早日實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化應(yīng)用。
    2025-03-28
  • 俯沖帶條件下滑石與C-O-H流體的碳酸化反應(yīng)研究取得新進(jìn)展
    近日，中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所深海極端環(huán)境模擬研究實(shí)驗(yàn)室博士生熊夢(mèng)君作為第一作者，梅升華研究員作為通訊作者，在地學(xué)TOP期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》上發(fā)表了一篇題為“In-Situ Experimental Study of Talc Carbonation in C-O-H Fluid: Implications for the Deep Carbon Cycle”的學(xué)術(shù)論文。近日，中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所深海極端環(huán)境模擬研究實(shí)驗(yàn)室博士生熊夢(mèng)君作為第一作者，梅升華研究員作為通訊作者，在地學(xué)TOP期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》上發(fā)表了一篇題為“In-Situ Experimental Study of Talc Carbonation in C-O-H Fluid: Implications for the Deep Carbon Cycle”的學(xué)術(shù)論文。地球深部碳遷移是地質(zhì)尺度碳循環(huán)過(guò)程的重要組成部分，而俯沖帶是碳從地表進(jìn)入地幔的主要通道。在板塊持續(xù)俯沖過(guò)程中，溫壓梯度的急劇升高協(xié)同流體活動(dòng)性增強(qiáng)，驅(qū)動(dòng)俯沖板片內(nèi)部發(fā)生多尺度物質(zhì)重組—包括礦物的相態(tài)轉(zhuǎn)變、蛇紋石化橄欖巖的脫水分解、以及硅酸鹽-碳酸鹽交界面的氧化還原反應(yīng)等。這些受熱力學(xué)平衡控制的物化作用，直接或間接地制約著淺層碳向地球深部的遷移邊界。揭示這一系列物理化學(xué)響應(yīng)的成因機(jī)理，不僅能夠幫助認(rèn)識(shí)地球內(nèi)部物質(zhì)的輸運(yùn)過(guò)程，更能夠深化對(duì)板塊俯沖動(dòng)力學(xué)、殼幔相互作用乃至地幔對(duì)流模式的系統(tǒng)認(rèn)知，具有重要的科學(xué)意義。本研究采用金剛石壓腔（DAC）結(jié)合原位拉曼光譜技術(shù)，系統(tǒng)研究了俯沖帶溫度壓力條件下滑石與C-O-H流體的碳酸化反應(yīng)過(guò)程。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)滑石在溫度> 250°C、壓力>1 GPa時(shí)，可快速轉(zhuǎn)化為菱鎂礦與石英，有效地將流體中的CO2封存到新形成的熱力學(xué)更穩(wěn)定的菱鎂礦中，從而被挾帶進(jìn)入地球深部（見(jiàn)附圖）。此外，滑石碳酸化后還可能通過(guò)改變俯沖帶礦物組成，影響到包括地震活動(dòng)性在內(nèi)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。本研究的結(jié)果構(gòu)建了滑石碳酸化反應(yīng)的熱力學(xué)相圖，為更好地理解地球深部碳循環(huán)過(guò)程和受相變影響所致的地球動(dòng)力學(xué)行為提供了必要的實(shí)驗(yàn)約束?；€(wěn)定性和俯沖帶的P‐T路徑論文信息：Mengjun Xiong,Zhi Zheng,Jiangzhi Chen,Xia Zhao,Shenghua Mei,In Situ Experimental Study of Talc Carbonation in C-O-H Fluid: Implications for the Deep Carbon Cycle,Geochimica et Cosmochimica Acta (2025),https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.03.015.
    2025-03-27
  • 華南植物園闡述C4植物的生理學(xué)和生態(tài)學(xué)重要功能
    植物光合作用主要有三種途徑：C3途徑、C4途徑和CAM途徑?。不同于C3植物，C4植物具有獨(dú)特的葉片解剖學(xué)特征和光合作用機(jī)制，能夠高效利用CO2使其具有高光合速率和高水分利用效率等顯著優(yōu)勢(shì)。因此，C4植物與C3植物在資源權(quán)衡策略（trade-off）上可能存在顯著差異。這種權(quán)衡策略可以體現(xiàn)在葉片經(jīng)濟(jì)學(xué)譜（leaf economics spectrum）上，即一端是具備“快速投資-收益”能力（fast strategy）的葉片，而另一端則是具有“緩慢投資-收益”能力（slow strategy）的葉片。在C4光合作用被發(fā)現(xiàn)的60多年時(shí)間里，大多數(shù)的研究聚焦于光合作用和抗逆性，對(duì)C4植物資源權(quán)衡策略的研究相對(duì)較少。中國(guó)科學(xué)院華南植物園聯(lián)合多位國(guó)際知名的植物生理學(xué)和生態(tài)學(xué)專家，首先系統(tǒng)綜述了C4植物的光合作用機(jī)制和高效的水分養(yǎng)分利用效率。再次，基于前期同質(zhì)園的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，詳細(xì)對(duì)比了C4和C3植物葉片功能性狀及其相關(guān)關(guān)系的差異，并利用全球植物功能性狀數(shù)據(jù)庫(kù)TRY，構(gòu)建了包含89種C4草本植物和1444種C3草本植物的葉片經(jīng)濟(jì)學(xué)譜數(shù)據(jù)集，通過(guò)數(shù)據(jù)集的深入分析，闡明了C4植物的資源權(quán)衡策略及其生態(tài)適應(yīng)性。最后，對(duì)C4植物在未來(lái)氣候變化背景下的響應(yīng)和適應(yīng)潛力以及對(duì)全球變化模型的貢獻(xiàn)進(jìn)行了展望。相關(guān)研究成果以“C4?photosynthesis,trait spectra and the fast-efficient phenotype”為題，近期以Tansley Review發(fā)表在國(guó)際知名植物學(xué)期刊New Phytologist（《新植物學(xué)家》）上。著名植物生態(tài)學(xué)家、科羅拉多大學(xué)杰出教授、Oecologia前主編Russell Monson教授和中國(guó)科學(xué)院華南植物園李帥研究員為論文的共同第一作者。論文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/nph.70057圖1. C3和C4植物葉片功能性狀相互關(guān)系的比較
    2025-03-28
  • 南海海洋所?|?馬里亞納海溝“挑戰(zhàn)者深淵”俯沖板塊上地幔蛇紋石化層特性獲揭示
    近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（OMG）丘學(xué)林研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所和德國(guó)GEOMAR-亥姆霍茲基爾海洋研究中心，利用萬(wàn)米級(jí)人工源地震剖面，成功獲得了馬里亞納“挑戰(zhàn)者深淵”俯沖板塊上地幔頂部高度蛇紋石化層的橫波速度和縱橫波速比。該成果發(fā)表已發(fā)表在國(guó)際地學(xué)期刊《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters)上，副研究員賀恩遠(yuǎn)為論文第一作者，研究員丘學(xué)林為通訊作者。馬里亞納“挑戰(zhàn)者深淵”作為全球最深的海溝，位于伊豆 - 小笠原 - 馬里亞納俯沖帶的最南段。該區(qū)域的俯沖板塊具有古老年齡、陡峭俯沖角度以及強(qiáng)烈基底變形等特點(diǎn)，被視作端元型俯沖帶。此前，研究團(tuán)隊(duì)曾搭乘“探索一號(hào)”TS03 航次，在馬里亞納俯沖帶南段橫穿“挑戰(zhàn)者深淵”布設(shè)了一條 230 km 長(zhǎng)的廣角深地震測(cè)線 TS2017 - 2，并獲得了該測(cè)線的縱波速度結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)太平洋俯沖板塊上地幔頂部存在 4.0 - 6.5 km 厚的速度異常層，但由于縱波速度存在多解性，對(duì)該異常層的巖石物質(zhì)屬性一直未能明確。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)該批次數(shù)據(jù)進(jìn)行了深入分析。利用徑向分量數(shù)據(jù)開(kāi)展橫波速度結(jié)構(gòu)模擬和縱 / 橫波速比分析，發(fā)現(xiàn)該上地幔層的縱 / 橫波速比值超過(guò) 1.80，最高可達(dá) 1.95。經(jīng)過(guò)與實(shí)驗(yàn)室?guī)r石參數(shù)的對(duì)比分析，確定該速度異常層為高度蛇紋石化地幔層，其形成與蛇紋石化地幔橄欖巖的機(jī)械強(qiáng)度快速變化密切相關(guān)。此外，波速比剖面還顯示，輸入板塊地殼和上地幔的縱 / 橫波速比值向海溝方向呈增加趨勢(shì)，但速度值卻在減小，這表明了板塊撓曲斷裂和水化程度的增強(qiáng)。研究結(jié)果表明“挑戰(zhàn)者深淵”區(qū)域的輸入板塊經(jīng)歷了強(qiáng)烈的撓曲斷裂、水化和地幔蛇紋石化過(guò)程。這對(duì)于認(rèn)識(shí)典型端元“馬里亞納”型俯沖系統(tǒng)的俯沖過(guò)程和水-物質(zhì)循環(huán)機(jī)制具有重要意義。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃深海專項(xiàng)、中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所自主部署項(xiàng)目的資助。論文信息：He,E.,Qiu,X.,Li,Y.,Grevemeyer,I.,Xu,M.,Zhao,M.,et al. (2025). Strong serpentinization and hydration in the subducting plate of the southern mariana trench: Insights from Vp/Vs ratios. Geophysical Research Letters,52,e2024GL113792.相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2024GL113792圖1?馬里亞納俯沖帶南段的地形特征及部分多道反射地震剖面圖2?沿TS2017-2測(cè)線輸入板塊的縱、橫波速度結(jié)構(gòu)、波速比剖面（圖a-c）以及OBS02臺(tái)站的徑向分量地震剖面（圖d）圖3?原位地震觀測(cè)與實(shí)驗(yàn)室?guī)r石測(cè)量值的對(duì)比
    2025-03-26
  • 南海海洋所?|?鹿角杯形珊瑚孵幼型繁殖模式的遺傳演化及其氣候變化響應(yīng)特征取得進(jìn)展
    中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所李潔研究員團(tuán)隊(duì)和林強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)在珊瑚繁殖策略的遺傳演化規(guī)律與氣候變化影響下的分布動(dòng)態(tài)研究取得進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Genomic insights into the brooding reproduction and climate-driven dynamics of Pocillopora damicornis in the Anthropocene”為題，于2025年3月17日在線發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊SCIENCE?CHINA Life Sciences。研究員李潔、副研究員劉雅莉和研究員張志新為共同第一作者，研究員李潔、院士張偲和研究員林強(qiáng)為共同通訊作者。全球氣候變化影響下，造礁石珊瑚種群的恢復(fù)與維持是珊瑚礁可持續(xù)發(fā)展的核心問(wèn)題，而珊瑚繁殖策略是種群恢復(fù)和長(zhǎng)期存續(xù)的關(guān)鍵。據(jù)此，本研究聚焦了典型珊瑚物種繁殖模式及其對(duì)未來(lái)氣候變化的適應(yīng)性特征。研究團(tuán)隊(duì)率先對(duì)孵幼型鹿角杯形珊瑚基因組開(kāi)展系統(tǒng)分析，并通過(guò)與其他八種石珊瑚的比較基因組解析，發(fā)現(xiàn)鹿角杯形珊瑚參與神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)節(jié)、內(nèi)分泌和發(fā)育相關(guān)的基因存在顯著擴(kuò)張和快速進(jìn)化現(xiàn)象，并受到強(qiáng)烈正選擇信號(hào)，暗示這些基因可能在其孵幼型繁殖過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。本研究通過(guò)開(kāi)展了珊瑚的溫度受控實(shí)驗(yàn)，基于轉(zhuǎn)錄組等分析發(fā)現(xiàn)高溫脅迫可通過(guò)調(diào)控激素分泌和免疫反應(yīng)，對(duì)鹿角杯形珊瑚的繁殖效能產(chǎn)生不利影響。此外，研究團(tuán)隊(duì)基于物種基因組PSMC分析，重構(gòu)了分布在印-太海域的四種排卵型和兩種孵幼型石珊瑚的有效種群歷史演化規(guī)律；同時(shí)，利用物種分布模型（SDMs）分析，明確了六種排卵型和六種孵幼型石珊瑚在未來(lái)氣候變化情景下的動(dòng)態(tài)分布規(guī)律，其中，結(jié)果表明鹿角杯形珊瑚的分布范圍將顯著收縮。團(tuán)隊(duì)前期通過(guò)共生細(xì)菌分離培養(yǎng)、基因組和代謝物分析，證實(shí)鹿角杯形珊瑚宿主與共生細(xì)菌之間的營(yíng)養(yǎng)互作（mSystems，2022）；并且，發(fā)現(xiàn)共生丙酸桿菌可減輕鹿角杯形珊瑚熱白化（Environmental Microbiome，2023）。本研究通過(guò)學(xué)科交叉，為深度解析珊瑚繁殖策略演化模式與環(huán)境適應(yīng)性提供了新的研究視角。該項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的資助。論文信息：Jie Li#*,Yali Liu#,Zhixin Zhang#,Yu Chen,Jian Zhang,Haiyan Yu,Yingyi Zhang,Cong Liu,Zhuang Shao,David G. Bourne,Meng Qu,Si Zhang*,Qiang Lin*. Genomic insights into the brooding reproduction and climate-driven dynamics of Pocillopora damicornis in the Anthropocene. 2025文章鏈接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11427-024-2821-0圖1 鹿角杯形珊瑚繁殖模式演化的遺傳調(diào)控特征及其氣候變化下種群分布規(guī)律
    2025-03-27