北大多模態跨尺度生物醫學成像設施啟動儀式召開

中國日報6月30日電（記者 鄒碩）2019年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（以下簡稱「成像設施」）在北京懷柔綜合性科學中心舉行項目啟動儀式。

項目啟動儀式由北京大學副校長龔旗煌院士主持，教育部副部長孫堯、科技司副司長李楠、北京市懷柔科學城管委會科技發展處處長盧雲鵬等領導，以及中國醫學科學院基礎醫學研究所強伯勤院士、中山大學副校長邰忠智、西安交通大學醫學部副主任呂毅、南京市江北新區管委會主任陳潺嵋、南京市江北新區科創局局長尚振柏、北京建築設計研究院總建築師吳晨等嘉賓參會。

儀式首先由項目首席科學家程和平院士介紹成像設施相關情況，共建單位中科院生物物理研究所黨委書記汪洪岩、參會嘉賓代表北京建築設施研究院總建築師吳晨、北京大學黨委書記邱水平分别致辭。

邱水平書記代表北京大學對國家發改委、教育部、北京市，以及中科院的指導與支持表示感謝，對北京市懷柔科學城對項目落地提供的各項配套條件表示感謝，並指出：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，依託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，並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，做好設施建成後科研發展及運行管理的規劃。

在主持人龔旗煌副校長的宣布下，在工程車輛的響亮的鳴笛聲中，相關領導及嘉賓共同進行培土奠基，圓滿完成了此次項目啟動儀式。

成像設施啟動儀式的勝利召開，是項目建設過程中的一個歷史性節點，標誌著成像設施向項目的落地又邁出堅實一步。

據悉，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複，項目批複總投資超過17億元，新建建築面積72000平方米，建設周期為5年。成像設施是北京大學深度融入北京懷柔綜合性國家科學中心的重要平台，是北京大學科技創新的重要載體，也是北京大學激發創新活力、服務國家戰略、引領學術前沿的重要推動力。

成像設施鳥瞰圖

根據《國家發展改革委關於多模態跨尺度生物醫學成像設施國家重大科技基礎設施項目可行性研究報告的批複》（發改高技〔2019〕877號），成像設施主要建設多模態醫學成像裝置、多模態活體細胞成像裝置、多模態高分辨分子成像裝置、全尺度圖像數據整合系統、模式動物與樣品製備平台及配套土建工程。

多模態跨尺度生物醫學成像設施主要建設內容

生命體是世界上最複雜的物質運動形式，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繫和互相影響。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。

從分子到人的多模態跨尺度生物醫學成像示意圖

成像設施在未來可提供大腦結構與功能成像、神經網路成像、心腦血管造影、組織成像、模式動物活體成像、活細胞/亞細胞結構與功能成像、生物大分子結構解析、成像大數據融合、解析與挖掘等研究手段，將支撐腦科學與認知科學、神經系統疾病、心腦血管疾病、生殖與發育、幹細胞與再生、腫瘤的精準診斷等國家生命科學領域的重大研究。

以腦科學為例。腦科學研究挑戰巨大：人類大腦極為複雜，由上千億個細胞組成，相當於銀河系的星體總數，而神經細胞之間則通過百萬億神經突觸在物理和功能上相互連接，產生了意識、思想和行為。神經網路錯綜複雜，為了真正了解人腦是如何工作的，就需要對一個神經網路實現在不同尺度下觀察。這包括在厘米到毫米的宏觀尺度下了解跨越不同腦區的網路連接；在毫米到微米的中間尺度下繪製細胞類型分布及其突觸連接；在微米到納米的微觀尺度下剖析細胞連接細節和亞細胞結構。另外，大腦神經網路的活動又是動態的，跨越多個時間尺度。這包括快過1毫秒的神經元動作電位、幾百毫秒的突觸過程、持續數秒到分鐘的調控電流，甚至是目前還很不清楚的可持續一生的記憶機制。

腦科學和認知科學的物質基礎和結構基礎跨越多個空間和時間尺度

成像設施建成後，則能夠在同一個平台對上述目標進行多模態、跨尺度的觀察、記錄與融合，從整體信息與局部信息的整合對比中，破解人類意識形成與大腦疾病的奧秘。

成像設施在科研、醫療、教育和產業等方面具有廣泛的需求。在要求「看得見、看得清、看得早」的重大生物醫學問題的研究中，多模態跨尺度成像技術的重要性不可替代；此外，該設施的科研用戶群體覆蓋全國的高校、科研院所、臨床醫院等研究機構，其建成將為生物醫學研究、醫療裝備研發等提供強大技術支撐，滿足生物醫學科研用戶的迫切需求。

成像設施建設將立足於我國已有的優勢領域，聚集相關領域精英團隊，進行自主的工程化設計和自動化改造，建立完備的核心成像設施，從分子到人，無縫覆蓋跨越九個數量級的超大尺度範圍，實現功能/分子和結構/形貌成像，具備動態、高靈敏度、無損觀測能力。裝置間通過全尺度圖像整合系統實現有機對接，形成跨尺度、多模態、自動化和高通量的生物醫學成像全功能研究平台，實現高端生物醫學影像儀器裝備的「中國創造」，在綜合能力上成為世界一流的生物醫學成像設施。

作為「十三五」國家重大科技基礎設施中唯一布局生命科學的項目，成像設施將推動腦計劃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台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範帶動作用。

北京市懷柔科學城是北京科技創新中心的重要組成部分。成像設施建設地點位於懷柔科學城的核心區，將與高能同步輻射光源、綜合極端條件等國家重大科技基礎設施形成集群效應，促進多學科交叉融合。項目建成後將按照「開放合作、資源共享」的原則，面向多用戶、多領域開放，開展科學研究和國內外交流合作。

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