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“兩院院士評選2024年中國/世界十大科技進展新聞”揭曉
2025-01-22 10:49:00
中國科學報
作者:

  1月22日上午,由中國(guo)科(ke)學(xue)院、中國(guo)工程院主辦的“兩院院士(shi)評選(xuan)2024年中國(guo)/世界十(shi)大科(ke)技進(jin)展新聞”在江蘇省南京市揭曉。

  中(zhong)國科(ke)學院(yuan)副院(yuan)長(chang)(chang)、黨組副書(shu)記吳朝暉,中(zhong)國工(gong)程(cheng)院(yuan)黨組成員、副院(yuan)長(chang)(chang)王辰,南(nan)京市委(wei)副書(shu)記、市長(chang)(chang)陳之常出(chu)席(xi)會議并致辭。

  吳朝暉(hui)、王辰(chen)分別(bie)揭(jie)曉了2024年(nian)(nian)中國(guo)十(shi)(shi)大科技進展新(xin)聞(wen)和2024年(nian)(nian)世(shi)界十(shi)(shi)大科技進展新(xin)聞(wen),并(bing)與陳之(zhi)常(chang)共同為2024年(nian)(nian)中國(guo)十(shi)(shi)大科技進展新(xin)聞(wen)入選團隊(dui)頒(ban)發紀(ji)念證書及(ji)紀(ji)念牌。

  兩院院士評(ping)選的(de)2024年(nian)中國(guo)(guo)(guo)十(shi)大(da)科(ke)(ke)技進展新(xin)聞(wen)分別是:嫦娥六(liu)號首(shou)次(ci)在月(yue)球背面采樣并發(fa)布首(shou)批研究成(cheng)果(guo);我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)科(ke)(ke)學家(jia)(jia)研制出世界(jie)首(shou)款基于原(yuan)語的(de)類腦互補視覺芯片;我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)首(shou)艘大(da)洋鉆(zhan)探船“夢(meng)想(xiang)”號正式入列;科(ke)(ke)學家(jia)(jia)研發(fa)出全(quan)球首(shou)個(ge)Pb級超大(da)容量光盤存儲器;“天(tian)關”衛星成(cheng)功發(fa)射并獲(huo)系(xi)列成(cheng)果(guo);我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)研究人員為無液氦極低溫(wen)制冷提(ti)供新(xin)方案(an);我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)學者發(fa)表國(guo)(guo)(guo)際(ji)首(shou)個(ge)通用CAR-T治療成(cheng)果(guo);我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)研制超級顯微鏡(jing),首(shou)次(ci)全(quan)景“看到”大(da)規(gui)模(mo)細胞交互行為;我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)科(ke)(ke)學家(jia)(jia)在世界(jie)上首(shou)次(ci)觀察(cha)到凝聚態物質中的(de)引力子模(mo);第二(er)次(ci)青藏科(ke)(ke)考鉆(zhan)取(qu)全(quan)球最長山地冰芯并實現系(xi)列突破。

  兩院院士評選(xuan)的2024年世(shi)界(jie)十(shi)大(da)(da)科(ke)技進(jin)展新(xin)聞分(fen)別是:科(ke)學(xue)家(jia)首(shou)(shou)次3D打印出功能性人類腦(nao)組(zu)織;谷歌新(xin)量子芯(xin)片(pian)跨(kua)越精(jing)度里程碑;歐幾里得空間望(wang)遠鏡公布(bu)首(shou)(shou)批科(ke)學(xue)成果,包括首(shou)(shou)張“宇宙(zhou)地圖(tu)”照片(pian);科(ke)學(xue)家(jia)繪制迄今(jin)最大(da)(da)腦(nao)基因(yin)調控網絡圖(tu)譜;超精(jing)確癌(ai)細(xi)胞3D圖(tu)譜問世(shi);首(shou)(shou)個雙語讀腦(nao)裝置讓失語者重新(xin)“開口(kou)”;美“星艦”第五次試飛(fei),“筷子”成功回收助(zhu)推(tui)器(qi);世(shi)界(jie)首(shou)(shou)例干細(xi)胞治療恢(hui)復(fu)人類視力;全球首(shou)(shou)例活(huo)體人類移植豬腎臟手術完(wan)成;長效(xiao)HIV預防針劑試驗成功。

  此項年度評選活動至今已舉辦(ban)31次(ci)。評選結果經(jing)新聞媒體廣(guang)泛報(bao)道(dao)后(hou),在社會上產生(sheng)了強烈反響,使公眾進一步了解國內外(wai)科(ke)(ke)技發(fa)展動態,對(dui)普及科(ke)(ke)學前沿知識起到(dao)了積極作用。

  出席發布會的相關院(yuan)士專(zhuan)家(jia),還將(jiang)(jiang)參加當天下午在南(nan)京(jing)舉行的第十(shi)六屆創新(xin)發展論壇和院(yuan)士(專(zhuan)家(jia))科(ke)普基層行活動(dong)。本屆創新(xin)發展論壇主題為“以高水平(ping)科(ke)技供給(gei)智領(ling)產業未來(lai)”,與(yu)會專(zhuan)家(jia)學者(zhe)將(jiang)(jiang)圍繞“生(sheng)物(wu)制造錨定新(xin)坐標”“人(ren)(ren)工智能前(qian)沿探索與(yu)行業前(qian)瞻(zhan)”“人(ren)(ren)才(cai)引擎驅動(dong)新(xin)質(zhi)生(sheng)產力變革”三個專(zhuan)題分別進行探討。

2024年中國十大科技進展新聞

  一、嫦娥六號首次在月球背面采樣并發布首批研究成果


嫦娥六號首次在月球背面采樣。中國科學院地質與地球物理研究所、中國科學院廣州地球化學研究所供圖

  6月25日(ri),嫦娥六號任(ren)務首(shou)次完成(cheng)人(ren)類從月球(qiu)背面采樣的壯舉,帶回1935.3克珍(zhen)貴(gui)樣品,這(zhe)對豐富人(ren)類月球(qiu)起源(yuan)和演化認(ren)知、更好地了解地球(qiu)具有(you)重要(yao)的科學價(jia)值。

  11月(yue)15日(ri),中國科學(xue)家利用這些月(yue)壤樣品做出的(de)(de)首批兩(liang)項獨立研究成果,同時刊登于《自然》和《科學(xue)》。兩(liang)項研究首次(ci)揭示月(yue)球(qiu)(qiu)背面約28億年前仍存在年輕(qing)的(de)(de)巖(yan)漿(jiang)活動,填補(bu)了(le)月(yue)球(qiu)(qiu)玄武巖(yan)樣品在該時期的(de)(de)記錄空白(bai)。

  研究(jiu)還發現,月球背面42億年前(qian)存在(zai)來自富集克里普物(wu)(wu)質(zhi)源區的火山活(huo)動,月海(hai)玄武巖的分布不僅受月殼(ke)厚度影響,月幔源區的物(wu)(wu)質(zhi)組成也(ye)是重要的控制因素,刷新了傳(chuan)統認知。

  二、我國科學家研制出世界首款基于原語的類腦互補視覺芯片


世界首款基于原語的類腦互補視覺芯片。清華大學類腦計算研究中心供圖

  清(qing)華大學類(lei)腦(nao)計(ji)算研究中心團隊借鑒人類(lei)視覺(jue)(jue)機制(zhi),提出了(le)基于(yu)原(yuan)語表示的(de)多通路互(hu)(hu)補(bu)類(lei)腦(nao)視覺(jue)(jue)感(gan)知(zhi)新范式,將視覺(jue)(jue)信(xin)(xin)息拆解為基本原(yuan)語,并有機組合成“認知(zhi)”和“運(yun)動”兩條優(you)勢互(hu)(hu)補(bu)、信(xin)(xin)息完備的(de)通路,突破了(le)傳統圖像傳感(gan)器無法滿足(zu)開放環境中視覺(jue)(jue)感(gan)知(zhi)的(de)復雜需(xu)求的(de)制(zhi)約。

  基于此,團隊成(cheng)(cheng)功研(yan)制出類腦(nao)互補視(shi)覺(jue)(jue)芯(xin)片“天眸(mou)芯(xin)”,降低90%帶寬(kuan),實現每秒10000幀、10比特(te)、130dB的高(gao)速、高(gao)精度、高(gao)動態范圍視(shi)覺(jue)(jue)感知(zhi),并(bing)發展(zhan)(zhan)了軟(ruan)件、算(suan)法、數據集和(he)系統(tong),在自(zi)動駕駛復雜開放道路(lu)展(zhan)(zhan)示了優(you)異的性(xing)能。相關研(yan)究(jiu)成(cheng)(cheng)果5月30日作為封面文(wen)章發表于《自(zi)然》。

  三、我國首艘大洋鉆探船“夢想”號正式入列


我國首艘大洋鉆探船“夢想”號。廣州海洋地質調查局供圖

  11月(yue)17日,我國自(zi)主設(she)計建(jian)造(zao)的(de)首艘大洋鉆(zhan)探(tan)船“夢想”號在廣州正式入列。該(gai)船是(shi)國家“十四(si)五”重大科技創新(xin)工程(cheng),最大鉆(zhan)深11000米,是(shi)全(quan)(quan)球鉆(zhan)探(tan)能(neng)力最強、科學實驗功能(neng)最全(quan)(quan)、智(zhi)能(neng)化水平最高、綜合(he)運維成本最低的(de)鉆(zhan)探(tan)船。

  “夢(meng)想”號可執行(xing)大(da)(da)洋科(ke)學鉆探(tan)、深海(hai)油氣勘(kan)探(tan)和天(tian)然氣水合物勘(kan)查試(shi)采(cai)等國家戰略任務,有望率先(xian)實現人(ren)類“打穿地(di)(di)殼(ke)、進入上地(di)(di)幔”和“開發(fa)地(di)(di)球深部(bu)資源”的夢(meng)想,大(da)(da)幅提升我國“深海(hai)進入、深海(hai)探(tan)測、深海(hai)開發(fa)”能力(li),將為中國加快海(hai)洋強國建設、提高(gao)能源自主保障能力(li)提供強大(da)(da)裝(zhuang)備保障。

  “夢想(xiang)”號由國家(jia)發展和(he)改革委員會、自然(ran)資源部負責建設(she),中(zhong)國地質調查局(ju)具體(ti)組織(zhi)實施,中(zhong)國船舶集(ji)團建造、第七〇八研究所研發設(she)計。

  四、科學家研發出全球首個Pb級超大容量光盤存儲器


全球首個Pb級超大容量光盤存儲器示意圖。上海光機所、上海理工大學供圖

  中(zhong)國科學(xue)院(yuan)上(shang)海光學(xue)精密機(ji)械研(yan)究所和上(shang)海理工大學(xue)等科研(yan)單(dan)位(wei),在(zai)超(chao)大容(rong)量超(chao)分辨三(san)維光存(cun)儲(chu)研(yan)究中(zhong)取得突破(po)性進展,對我(wo)國在(zai)信(xin)息(xi)存(cun)儲(chu)領域突破(po)關鍵核心技術具有重大意(yi)義(yi)。

  中國工程院外籍院士、上海(hai)理工大學(xue)教授(shou)顧(gu)敏,中國科學(xue)院上海(hai)光(guang)(guang)學(xue)精密機(ji)械(xie)研究所研究員阮(ruan)昊團隊,上海(hai)理工大學(xue)、張(zhang)江實驗(yan)室教授(shou)文靜,研發(fa)出國際首創的(de)(de)(de)雙(shuang)光(guang)(guang)束調(diao)控(kong)摻雜聚集誘(you)導(dao)發(fa)光(guang)(guang)染料(liao)的(de)(de)(de)有機(ji)樹脂薄膜超(chao)分(fen)辨光(guang)(guang)存(cun)儲(chu)技(ji)術;實現了(le)突破(po)光(guang)(guang)學(xue)衍(yan)射極限(xian)的(de)(de)(de)雙(shuang)光(guang)(guang)束寫入和雙(shuang)光(guang)(guang)束讀出的(de)(de)(de)Pb量級光(guang)(guang)存(cun)儲(chu);驗(yan)證了(le)記(ji)錄點尺寸為54納米、100層記(ji)錄、材料(liao)壽命大于(yu)40年的(de)(de)(de)超(chao)分(fen)辨數據存(cun)儲(chu),單盤等(deng)效存(cun)儲(chu)容量相當于(yu)8000張(zhang)商(shang)用光(guang)(guang)盤或約100個普通商(shang)用硬(ying)盤。相關研究成果2月22日(ri)發(fa)表(biao)于(yu)《自(zi)然》。

  五、“天關”衛星成功發射并獲系列成果


“天關”衛星藝術圖。中國科學院國家天文臺供圖

  1月9日(ri)(ri)15時03分(fen),我(wo)國在(zai)西昌衛(wei)星(xing)發(fa)(fa)射(she)(she)中心采用長征二號丙運載火箭,將“天(tian)(tian)關”衛(wei)星(xing)(又名愛(ai)因斯(si)坦探(tan)針衛(wei)星(xing))發(fa)(fa)射(she)(she)升空(kong)。4月27日(ri)(ri),“天(tian)(tian)關”衛(wei)星(xing)任(ren)務發(fa)(fa)布了(le)首批(pi)在(zai)軌科學(xue)探(tan)測(ce)圖像(xiang),引導國際上多個光學(xue)和射(she)(she)電望(wang)遠鏡、空(kong)間X射(she)(she)線天(tian)(tian)文(wen)臺(tai)開展(zhan)了(le)后隨(sui)觀測(ce)。10月31日(ri)(ri),“天(tian)(tian)關”衛(wei)星(xing)正式在(zai)軌交付(fu)給(gei)中國科學(xue)院國家天(tian)(tian)文(wen)臺(tai)等(deng)科學(xue)用戶使用。

  “天(tian)(tian)(tian)關”衛星被視(shi)為“宇(yu)宙(zhou)天(tian)(tian)(tian)體(ti)爆(bao)(bao)發(fa)的捕手”,能精準捕捉到更加遙遠和(he)(he)暗弱的暫現源與爆(bao)(bao)發(fa)天(tian)(tian)(tian)體(ti),探尋來自(zi)引力(li)波源的X射線信(xin)號,對研究(jiu)恒星活(huo)動、黑洞和(he)(he)中(zhong)子星等致密天(tian)(tian)(tian)體(ti)的形成、演化、并合(he)等過程具有重要(yao)科(ke)學(xue)意(yi)義。

  六、我國研究人員為無液氦極低溫制冷提供新方案


我國研究人員為無液氦極低溫制冷提供新方案。中國科學院理論物理研究所供圖

  中國(guo)科學(xue)(xue)院(yuan)理論物(wu)理所/中國(guo)科學(xue)(xue)院(yuan)大(da)學(xue)(xue)研(yan)究(jiu)員蘇剛、李偉,中國(guo)科學(xue)(xue)院(yuan)物(wu)理所研(yan)究(jiu)員孫培(pei)杰(jie)、博士(shi)后項(xiang)俊森,以及北(bei)京航空航天大(da)學(xue)(xue)副教(jiao)授金(jin)文濤等聯合(he)團(tuan)隊,在(zai)(zai)鈷基三角晶(jing)格量子(zi)磁(ci)性材料中,發現(xian)了兼具固體和超(chao)流(liu)體特征(zheng)的(de)(de)新奇(qi)量子(zi)物(wu)態(tai)—自旋(xuan)超(chao)固態(tai),這(zhe)是首次在(zai)(zai)固體物(wu)質(zhi)中給出(chu)超(chao)固態(tai)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)實驗證(zheng)據。隨(sui)后他們發現(xian)自旋(xuan)超(chao)固態(tai)可以導(dao)致(zhi)巨(ju)磁(ci)卡(ka)效應,通(tong)過磁(ci)場(chang)調(diao)控獲(huo)得零(ling)下(xia)273.056攝氏度的(de)(de)極低(di)溫,實現(xian)了無(wu)液(ye)氦極低(di)溫固體制冷。

  目前團隊基于該效(xiao)應已設計出新型低(di)溫(wen)制冷器件(jian),實現(xian)了亞開溫(wen)區無(wu)液氦(hai)極低(di)溫(wen)固體制冷。相關(guan)研究(jiu)成果1月11日發表于《自然》。

  七、我國學者發表國際首個通用CAR-T治療成果


我國學者發表國際首個通用CAR-T治療成果。海軍軍醫大學供圖

  海軍軍醫(yi)大學教授徐滬濟團(tuan)隊(dui)聯合華(hua)東師(shi)范大學和上海邦耀(yao)生(sheng)物(wu)科(ke)技有限公司的研究人員,使用一種(zhong)革命性(xing)的嵌合抗原受體(ti)T細(xi)胞(bao)免疫(yi)(yi)(yi)療(liao)法(CAR-T)成功治(zhi)(zhi)療(liao)自身免疫(yi)(yi)(yi)病(bing)。這也是在國際上首次使用異體(ti)通用型CAR-T治(zhi)(zhi)療(liao)風濕免疫(yi)(yi)(yi)性(xing)疾病(bing),幫助3名風濕免疫(yi)(yi)(yi)性(xing)疾病(bing)患者達到(dao)長期緩(huan)解,為(wei)難治(zhi)(zhi)性(xing)風濕免疫(yi)(yi)(yi)病(bing)的診治(zhi)(zhi)提供了新(xin)路徑。相關研究成果(guo)7月16日發表于《細(xi)胞(bao)》。

  這一(yi)研究展示了異體(ti)通用型CAR-T細胞療法在(zai)有效性和安全(quan)性方面的(de)(de)(de)巨大潛力(li),標(biao)志著免疫性疾病的(de)(de)(de)治療已(yi)進入新階段。隨著未來研究的(de)(de)(de)深入和臨床(chuang)試驗的(de)(de)(de)擴展,該(gai)療法有望為(wei)更多患者帶來福音。

  八、我國研制超級顯微鏡,首次全景“看到”大規模細胞交互行為


超級顯微鏡示意圖。清華大學供圖

  生物體內(nei)不同類(lei)型細(xi)胞間每(mei)時每(mei)刻都在(zai)發生交互作用,對此進行的研究被視(shi)為“介觀”尺度(du)研究。

  中國工程院院士(shi)、清華大學教(jiao)授戴瓊海(hai)團隊自(zi)主研(yan)發出的新一代介觀活體顯微儀器RUSH3D,兼具(ju)厘米級三(san)(san)維視場與單細(xi)胞分辨率,可以每秒20次的高(gao)速三(san)(san)維成像速度(du),實現(xian)長達數十小(xiao)時的全景(jing)連續低光(guang)毒性(xing)觀測。相關研(yan)究成果9月13日(ri)發表(biao)于《細(xi)胞》。

  據(ju)悉(xi),RUSH3D的研(yan)制與產業化填補了對復雜生(sheng)命現象介(jie)觀(guan)尺度活體(ti)觀(guan)測的空白,標(biao)志著我(wo)國(guo)在(zai)活體(ti)介(jie)觀(guan)是微成(cheng)像領域處于國(guo)際前沿。目前,該儀器已支持(chi)國(guo)內(nei)多所高校院所在(zai)腫瘤學、免疫學、腦科學等領域開(kai)展系列(lie)創新性研(yan)究(jiu)。

  九、我國科學家在世界上首次觀察到凝聚態物質中的引力子模


圓偏振光探測量子液體中的類引力子。南京大學供圖

  南(nan)京大(da)學(xue)(xue)教授杜靈(ling)杰團(tuan)隊聯合美國(guo)哥倫(lun)比亞(ya)大(da)學(xue)(xue)、美國(guo)普林斯(si)(si)頓大(da)學(xue)(xue)、德國(guo)明斯(si)(si)特大(da)學(xue)(xue)研究(jiu)人員,通過自主設計、組裝(zhuang)的極低溫強磁場共振非彈性(xing)偏(pian)振光散射系統,基(ji)于砷化(hua)鎵量子阱,在分數量子霍爾效應中首次觀察(cha)到引力子模。

  該(gai)(gai)成果標志著世(shi)界范(fan)圍內首次在真實(shi)系統中觀(guan)察到具有引力子(zi)特征的準粒子(zi),同時為(wei)分數量子(zi)霍爾效應全新(xin)(xin)的幾(ji)(ji)何(he)(he)描述提供了實(shi)驗證據。盡管引力子(zi)模并(bing)非(fei)作(zuo)為(wei)基本粒子(zi)的引力子(zi),但該(gai)(gai)實(shi)驗發(fa)現為(wei)在凝聚態物質中探索量子(zi)引力相關(guan)物理問題開(kai)辟了全新(xin)(xin)視野,也開(kai)啟了從幾(ji)(ji)何(he)(he)視角研究(jiu)強關(guan)聯量子(zi)體系的新(xin)(xin)方向。相關(guan)研究(jiu)成果3月28日發(fa)表于(yu)《自(zi)然》。

  十、第二次青藏科考鉆取全球最長山地冰芯并實現系列突破


科研人員在第二次青藏科考現場。中國科學院青藏高原研究所供圖

  8月18日(ri),我國啟動第二(er)次青藏科考(kao)“守護水塔:一原(yuan)兩湖三江(jiang)”重大(da)(da)活(huo)動。科考(kao)聚焦全球中低緯度面積(ji)最(zui)大(da)(da)的普若崗(gang)(gang)日(ri)冰(bing)原(yuan),西(xi)藏第一大(da)(da)湖色(se)林錯和第二(er)大(da)(da)湖納木錯,以及長(chang)江(jiang)、怒江(jiang)、雅魯藏布(bu)江(jiang),由10位國內外院士領銜,首次在普若崗(gang)(gang)日(ri)冰(bing)原(yuan)發(fa)現目前(qian)青藏高原(yuan)最(zui)厚冰(bing)川,并(bing)創下(xia)長(chang)達324米的全球最(zui)長(chang)山地冰(bing)芯鉆(zhan)探(tan)紀錄。

  科考還開(kai)創了多(duo)個首(shou)次,填補了我國該(gai)區域(yu)多(duo)項(xiang)科學研究領域(yu)空白:利用系留浮空艇觀(guan)測季(ji)風-西風傳輸轉(zhuan)換過程,在(zai)冰原(yuan)區鑒定(ding)出2個疑似新種和20多(duo)個區域(yu)新紀錄種,發(fa)現(xian)短期高原(yuan)人群心(xin)功(gong)能易損期約為30天,在(zai)念(nian)青唐古拉山主峰附近發(fa)現(xian)稀有金(jin)屬(shu)鈹富集,在(zai)倫坡拉盆地開(kai)展超(chao)千米鉆探。

2024年世界十大科技進展新聞

  一、科學家首次3D打印出功能性人類腦組織


研究流程示意圖。圖片來源于《細胞—干細胞》

  美國威斯康(kang)星大學(xue)麥迪(di)遜分校的(de)科學(xue)家首次3D打印出(chu)功能性人類(lei)腦組織,它可以像(xiang)傳統腦組織一樣(yang)正常生長并(bing)發揮作(zuo)用。相關研究成果2月1日發表于《細胞(bao)—干細胞(bao)》。

  研(yan)究人員采(cai)用(yong)了(le)水平疊層方案,將從誘導多能干細(xi)胞中培養出來的腦細(xi)胞置于柔軟(ruan)的“生(sheng)物(wu)墨水”凝膠中,最(zui)終培育出神經元。打印的細(xi)胞通(tong)過(guo)介質(zhi)在(zai)每個打印層內部和層之間產生(sheng)連接,形成與人類大腦相當(dang)的網絡。

  這種3D打(da)(da)印技術不(bu)需要特殊(shu)的生(sheng)物打(da)(da)印設備或培養(yang)方法來保(bao)持組(zu)織健康,并可以使用顯(xian)微鏡、標準成像技術和電極進行深入研究。科學家認為(wei),這一(yi)突破對研究大腦,治療阿爾茨海(hai)默氏(shi)癥(zheng)、帕金森氏(shi)癥(zheng)等多種神(shen)經(jing)(jing)和神(shen)經(jing)(jing)發育疾病具(ju)有重要意義。

  二、谷歌新量子芯片跨越精度里程碑


谷歌新量子芯片。圖片來源于谷歌

  美國(guo)谷歌公司開發(fa)的一(yi)款量子(zi)芯片Willow,首(shou)次實(shi)現了“低(di)于閾值(zhi)”的量子(zi)計算,這是尋求制造足夠精確且實(shi)用量子(zi)計算機的一(yi)個重(zhong)要里程碑(bei)。相關研究(jiu)成果12月(yue)9日發(fa)表于《自然(ran)》。

  過(guo)去幾(ji)年,包(bao)括IBM和亞馬(ma)遜的(de)AWS在內的(de)多家(jia)公(gong)司和學術(shu)團體已經(jing)證(zheng)明,糾(jiu)錯可以略微提高準確性。2023年初,谷歌發布(bu)了(le)一項研究成果,在Sycamore量子處理器中(zhong)使用了(le)49個(ge)量子比(bi)特,并(bing)在超導電路中(zhong)對每個(ge)物理量子比(bi)特進行(xing)了(le)編碼(ma)。

  Willow是(shi)該技術的改進(jin)版本,其規模更大(da),擁有(you)105個物(wu)理量子比特。谷歌量子計(ji)(ji)算(suan)部門負(fu)責(ze)人表(biao)示,Willow功能強大(da),可以在約5分鐘內完成(cheng)(cheng)全球(qiu)最(zui)大(da)的超(chao)級計(ji)(ji)算(suan)機(ji)預計(ji)(ji)需要1025年(nian)才能完成(cheng)(cheng)的隨(sui)機(ji)電路(lu)采樣任務。

  三、歐幾里得空間望遠鏡公布首批科學成果,包括首張“宇宙地圖”照片


歐幾里得空間望遠鏡公布首批科學成果。圖片來源于ESA

  5月(yue)(yue)23日,歐洲航(hang)天局(ESA)公布(bu)了2023年7月(yue)(yue)發射(she)升空(kong)的歐幾里得空(kong)間望遠鏡首批科學成(cheng)果(guo)。其中一(yi)組科學圖像清晰展現了閃(shan)閃(shan)發光的星(xing)系團、附(fu)近的螺旋星(xing)系,以及孕育著(zhu)數十萬顆年輕恒星(xing)的彩色星(xing)際氣體云(yun)。

  此外,太空望遠(yuan)鏡(jing)拍攝的(de)一(yi)組(zu)拼接圖(tu)(tu)像(xiang)捕捉到1400多萬(wan)個星(xing)系,首次展示(shi)了“宇(yu)(yu)宙(zhou)地圖(tu)(tu)”,增進了人們對暗物質和暗能量在宇(yu)(yu)宙(zhou)結(jie)構中所起作用(yong)的(de)理解。這幅巨圖(tu)(tu)由(you)260幅圖(tu)(tu)像(xiang)拼接而成,是歐(ou)幾里得(de)太空望遠(yuan)鏡(jing)繪制的(de)迄(qi)今(jin)最大、最精確的(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)地圖(tu)(tu)的(de)第一(yi)次展示(shi)。

  在接下來的6年(nian)里,歐幾里得太空(kong)望遠鏡將(jiang)自動掃描大約1/3的夜(ye)空(kong)。研(yan)究人員預計(ji),最終地圖將(jiang)顯示約80億(yi)個星(xing)系,每個星(xing)系都有(you)數十億(yi)顆恒星(xing),跨越100億(yi)年(nian)的宇(yu)宙歷史。

  四、科學家繪制迄今最大腦基因調控網絡圖譜


科學家繪制迄今最大腦基因調控網絡圖譜。圖片來源于pixabay

  5月24日(ri),研究(jiu)人員(yuan)在《科(ke)(ke)學(xue)》《科(ke)(ke)學(xue)進展》《科(ke)(ke)學(xue)報告》雜(za)志上發表了15篇論文,宣稱繪制出了迄今最大(da)、最先進的(de)大(da)腦基因調(diao)控網絡多(duo)維圖(tu)譜,詳細描述了協調(diao)大(da)腦生物通(tong)路和細胞(bao)功能(neng)的(de)許多(duo)調(diao)節(jie)元件。

  這(zhe)些論文按照(zhao)幾個關(guan)鍵主題報(bao)告了(le)研究結(jie)果,擴展了(le)先前(qian)的(de)發現,探索了(le)人類大(da)腦(nao)多(duo)個皮層(ceng)和皮層(ceng)下區域。這(zhe)些大(da)腦(nao)區域在一系列重要功能中(zhong)起到了(le)關(guan)鍵作用,包括決策、記(ji)憶、學習、情感(gan)、獎(jiang)勵處理和運動控制。

  上述研(yan)究由(you)美國國立衛生研(yan)究院資(zi)助,使(shi)用(yong)2500多(duo)名捐贈者的死亡后腦(nao)(nao)組織,繪制(zhi)了大(da)腦(nao)(nao)發(fa)育不同階段和與多(duo)種(zhong)大(da)腦(nao)(nao)疾病相關(guan)的基因調控網絡(luo)。

  五、超精確癌細胞3D圖譜問世


超精確癌細胞3D 圖譜問世。圖片來源于Steve Gschmeissner

  10月30日,在發表于《自(zi)然》的(de)12篇論文中,人類腫瘤圖(tu)譜網絡(HTAN)的(de)研究(jiu)人員(yuan)通過分(fen)析人類和動物(wu)組(zu)織的(de)數十萬個細胞,繪制了超精確腫瘤細胞3D圖(tu)譜,同(tong)時創建了能夠追(zhui)蹤導致癌癥的(de)細胞變化的(de)“分(fen)子(zi)鐘”。

  科學(xue)家分(fen)析了6種癌癥的131個(ge)(ge)樣本中(zhong)的細(xi)胞組織(zhi),并使用“分(fen)子(zi)鐘”追蹤正常細(xi)胞如(ru)何在腸道中(zhong)失(shi)控并增殖。他(ta)們使用單(dan)(dan)細(xi)胞分(fen)析和基(ji)因編(bian)輯工具CRISPR在每個(ge)(ge)細(xi)胞的DNA中(zhong)生成突變,從而記錄了每個(ge)(ge)細(xi)胞變化和分(fen)裂的時間軸(zhou)。科學(xue)家將這種方法應用于418個(ge)(ge)人類結(jie)腸息(xi)肉(rou),發現高達(da)30%的息(xi)肉(rou)起(qi)源(yuan)(yuan)于幾(ji)種細(xi)胞類型。這些發現推翻了結(jie)腸癌起(qi)源(yuan)(yuan)于腸道內壁單(dan)(dan)個(ge)(ge)流(liu)氓(mang)細(xi)胞的觀點,并可能為(wei)早期診(zhen)斷和干(gan)預(yu)提供更(geng)多(duo)機會(hui)。

  六、首個雙語讀腦裝置讓失語者重新“開口”


雙語讀腦裝置研究示意圖。圖片來源于研究團隊

  5月20日(ri),美(mei)國加利福尼亞大學(xue)舊(jiu)金山分校(xiao)的(de)研究人員在(zai)《自然—生物(wu)醫學(xue)工程(cheng)》發表的(de)一項研究稱,與大腦植入物(wu)耦合的(de)人工智(zhi)能(neng)(AI)系統(tong)首(shou)次幫助(zhu)一個無法正常說話的(de)人用兩種語言(yan)進行交流。

  這(zhe)項(xiang)研(yan)(yan)究只(zhi)有一(yi)(yi)名綽號(hao)為Pancho的參與者(zhe),他的母語(yu)是西班(ban)牙(ya)語(yu),在(zai)20歲(sui)中風后(hou)學會了(le)英語(yu)。研(yan)(yan)究團隊開發了(le)一(yi)(yi)個包含西班(ban)牙(ya)語(yu)和(he)英語(yu)等模塊的AI系統,針(zhen)對Pancho說出的短(duan)語(yu),根據第一(yi)(yi)個單詞區(qu)分(fen)英語(yu)和(he)西班(ban)牙(ya)語(yu)的準確率為88%,而(er)解碼正確句子的準確率為75%。

  此外,研究人(ren)(ren)員分析大(da)腦(nao)(nao)皮層直接記錄的信(xin)號(hao)后發現,有關西(xi)班牙(ya)語(yu)和英(ying)語(yu)的許(xu)多大(da)腦(nao)(nao)活(huo)動實際來(lai)自同(tong)一(yi)區域。這項研究為人(ren)(ren)們了解大(da)腦(nao)(nao)如何處(chu)理語(yu)言提供了見(jian)解,并為無法口頭交流(liu)的人(ren)(ren)恢復多語(yu)言能(neng)力帶來(lai)了希望。

  七、美“星艦”第五次試飛 “筷子”成功回收助推器


“筷子”成功回收助推器。圖片來源于SpaceX

  當地時間10月13日,美國太空探索技術公(gong)司(si)新一代重型運載火箭“星艦”實施第五次試飛。火箭助(zhu)推(tui)器在(zai)(zai)降(jiang)落(luo)時由發射塔上被稱作“筷子”的機械臂(bei)“夾住”,首次實現在(zai)(zai)半空中(zhong)捕獲回(hui)收,飛船濺落(luo)在(zai)(zai)印度洋。

  “星(xing)艦(jian)”火箭(jian)總長(chang)約(yue)120米(mi),直(zhi)徑約(yue)9米(mi),由兩(liang)部(bu)分組(zu)成(cheng),第一級(ji)(ji)是(shi)長(chang)約(yue)70米(mi)的“超級(ji)(ji)重(zhong)型”助(zhu)推器,第二級(ji)(ji)是(shi)“星(xing)艦(jian)”飛船,兩(liang)級(ji)(ji)均可重(zhong)復使用。該火箭(jian)的設(she)計目標(biao)是(shi)將人和貨物(wu)送至(zhi)地(di)球軌道、月球乃(nai)至(zhi)火星(xing)。

  這是“星(xing)艦(jian)”的第五次(ci)(ci)試飛。今年(nian)6月(yue)第四次(ci)(ci)試飛時,火箭第一、二級成功分離,分別(bie)按(an)計劃落入(ru)墨(mo)西哥灣和印(yin)度洋。本次(ci)(ci)使用機械臂捕獲助(zhu)推器的方式,有助(zhu)更(geng)快地(di)回收(shou)、重復使用助(zhu)推器,提高“星(xing)艦(jian)”發射(she)頻率(lv)。

  八、世界首例干細胞治療恢復人類視力


角膜位于眼睛的最外層。圖片來源于Patrick Landmann SPL

  日本大阪大學的研究團隊實現世界首例誘導多(duo)能干(gan)細胞(iPSC)角膜移植手(shou)術(shu)。在接(jie)(jie)受手(shou)術(shu)的4名(ming)視力嚴重(zhong)受損患者中, 3名(ming)在接(jie)(jie)受干(gan)細胞移植后,視力得到了持(chi)續一年多(duo)的顯著改(gai)善,另一名(ming)患者視力雖有所提高,但并不(bu)持(chi)續。相關研究成果(guo)11月7日發表(biao)于《柳葉刀》。

  研(yan)究人員(yuan)從健康(kang)的(de)(de)供(gong)體(ti)中提取血細胞(bao),并(bing)(bing)重新(xin)編程(cheng)為胚胎樣狀態,然(ran)(ran)后(hou)將其轉化為一(yi)層薄而透明的(de)(de)鵝卵(luan)石狀角膜(mo)上(shang)(shang)(shang)皮(pi)細胞(bao)。作為手(shou)術的(de)(de)一(yi)部(bu)分,該(gai)團隊(dui)刮掉覆(fu)蓋在患者一(yi)只眼(yan)睛的(de)(de)受損角膜(mo)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)疤痕組織層,然(ran)(ran)后(hou)縫合來自供(gong)體(ti)的(de)(de)上(shang)(shang)(shang)皮(pi)細胞(bao),并(bing)(bing)在上(shang)(shang)(shang)面放置(zhi)一(yi)個柔軟(ruan)的(de)(de)保護(hu)性(xing)隱形眼(yan)鏡(jing)。研(yan)究人員(yuan)計劃2025年3月啟動(dong)臨床試(shi)驗,以(yi)進(jin)一(yi)步(bu)評估這種方法(fa)的(de)(de)療(liao)效(xiao)。

  九、全球第一例人類接受經基因編輯的豬腎移植完成


全球首例活體人類移植豬腎臟手術完成。圖片來源于馬薩諸塞州總醫院

  3月16日,美國馬薩諸塞州總醫院(yuan)的外(wai)科團隊完(wan)成了(le)全球首例活(huo)體人類(lei)移植豬腎(shen)臟手術。接受(shou)豬腎(shen)移植的是一位名叫Richard Slayman的62歲(sui)終末期(qi)腎(shen)衰(shuai)竭(jie)患(huan)者。該(gai)移植手術獲(huo)得了(le)美國食品(pin)(pin)藥品(pin)(pin)監督管理局(FDA)的“同情使用”許可。

  移植的腎臟取自一只小型豬(zhu),這(zhe)只豬(zhu)經過了eGenesis公司科學家進行的CRISPR-Cas9基因組編輯(ji), 69個動物基因被修改。這(zhe)些編輯(ji)的基因組旨在防止捐贈器官的排斥反應,并降低器官中的病毒感染接受者(zhe)的風險。

  全球首(shou)例(li)活體(ti)人類移植豬腎臟(zang)手(shou)術的初步成(cheng)功,讓研究人員燃(ran)起了對豬器官(guan)進行更大規模(mo)臨(lin)(lin)床試驗的希望。這樣的試驗可(ke)能會(hui)將“異(yi)種移植”帶入臨(lin)(lin)床。

  十、長效HIV預防針劑試驗成功


長效HIV預防針劑試驗成功。圖片來源于N. BURGESSSCIENCE

  6月20日(ri),美國生物制藥公(gong)司吉利德公(gong)布,其研發的(de)一(yi)年注射兩次的(de)HIV-1衣殼(ke)抑制劑(ji)“Lenacapavir”(來那(nei)卡帕韋),在預防艾滋病毒(du)(HIV)方面顯示(shi)出了100%的(de)有效性。

  《科學》認(ren)為,該藥物的成功源于基礎研究(jiu)的重大突破,即(ji)對其所靶向的HIV衣殼(ke)蛋白的結構與(yu)功能有(you)了全新的深入理解。鑒(jian)于許(xu)多病毒也擁有(you)各自的衣殼(ke)蛋白,來那卡(ka)帕韋的成功應用意味(wei)著(zhu),類似的衣殼(ke)抑制劑(ji)有(you)望(wang)對抗其他病毒性疾病。

  預計監管部(bu)門最早(zao)到2025年中期才會(hui)批(pi)準來那卡帕韋(wei),其價格尚未公布,因此能(neng)否加(jia)速(su)終結艾滋病(bing)(bing)的(de)流行尚未可知。美國國家過敏(min)和傳染病(bing)(bing)研(yan)究(jiu)所所長Jeanne Marrazzo提醒,來那卡帕韋(wei)不能(neng)替代疫苗。

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