人工智能 創(chuàng)新監(jiān)測 | 與浙江省杭州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心試點開展水質(zhì)監(jiān)測AI人工智能實驗室

      按照生態(tài)環(huán)境部“十四五”生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)劃和《上海市全面推進(jìn)城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型“十四五”規(guī)劃》要求，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化工作，是進(jìn)一步完善生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)體系的發(fā)展方向，也是運用數(shù)字化技術(shù)、數(shù)字化思維、數(shù)字化認(rèn)知在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)字賦能、流程再造、價值創(chuàng)新的新探索。

      北裕儀器深耕水質(zhì)檢測儀器細(xì)分行業(yè)十余年，著眼于儀器智能互聯(lián)與大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，與浙江省杭州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心開展“生態(tài)環(huán)境監(jiān)測Al人工智能實驗室”合作項目建設(shè)，試點打造國內(nèi)領(lǐng)先的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測AI人工智能實驗室。

      2021年11月30日，浙江省杭州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心組織召開“生態(tài)環(huán)境監(jiān)測 AI 人工智能實驗室”省級試點項目技術(shù)驗收會，項目順利通過2021年度技術(shù)研究驗收。

      驗收專家組專家們高度肯定了“生態(tài)環(huán)境監(jiān)測AI人工智能實驗室”項目試點工作開展以來的建設(shè)成效，認(rèn)為該項目極具創(chuàng)新性，研究成果豐碩。項目對標(biāo)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化改革要求，首次實現(xiàn)了地表水樣品高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、氨氮四個指標(biāo)水質(zhì)分析全過程智能化的技術(shù)目標(biāo)，達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。在推動人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用和推進(jìn)生態(tài)環(huán)境樣品的智能化監(jiān)測等方面具有較高的推廣價值，一致同意通過驗收。

共話數(shù)字、共建智能，為水質(zhì)監(jiān)測賦能

      浙江省杭州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心的前身為杭州市環(huán)境監(jiān)測中心站，成立于1976年4月。經(jīng)深入調(diào)研，杭州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心選定兩家不同技術(shù)路線的單位開展“生態(tài)環(huán)境監(jiān)測Al人工智能實驗室”試點項目，推動生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)突破，力求在數(shù)字化改革“創(chuàng)新監(jiān)測技術(shù)體系，重塑監(jiān)測流程”方面做先行者，打造行業(yè)新典范。

       試點項目將實現(xiàn)批量地表水樣品從采樣到分析出報告等全過程的自動化監(jiān)測，初期覆蓋國家采測分離“9+X”項目中總磷、總氮、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)等指標(biāo)。在浙江省杭州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心的水質(zhì)監(jiān)測AI人工智能實驗室，北裕儀器“智慧無人實驗室系統(tǒng)”正在有序地運行并開展樣品分析工作。

智慧無人實驗室系統(tǒng)，開放性實現(xiàn)水質(zhì)檢測智能化 

      “智慧無人實驗室系統(tǒng)”以開放兼容的數(shù)字化設(shè)計理念，以自動化、模塊化系統(tǒng)管理的方式，將樣品進(jìn)行標(biāo)記、上線、錄入，完成自動分發(fā)、測定、樣品回收和數(shù)據(jù)傳送。所有水質(zhì)指標(biāo)分析測定過程，全部依據(jù)國家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高分析工作效率。“智慧無人實驗室系統(tǒng)”實現(xiàn)水質(zhì)分析的自動化和智能化，以滿足檢測管理要求的客觀性、準(zhǔn)確性、可追溯和大數(shù)據(jù)管理的要求。同時，系統(tǒng)預(yù)留開放式端口，后期可實現(xiàn)更多的指標(biāo)監(jiān)測。

   在浙江省杭州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心的大力支持和推動下，水質(zhì)監(jiān)測AI人工智能實驗室試點項目的開展，開啟了生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域分析檢測單體儀器向高端裝備發(fā)展的新思路，為國產(chǎn)科學(xué)儀器的自主創(chuàng)新提供了實踐展示的平臺。在寶山區(qū)科創(chuàng)主陣地建設(shè)之際，北裕儀器將一如既往的堅持“做別人沒有做過的、做別人沒有做好的”的創(chuàng)新理念，力爭在“水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型”上有新作為和新貢獻(xiàn)。

運動有哪些好處？

適當(dāng)?shù)倪\動不只是簡單意義上的強(qiáng)身健體，也可認(rèn)為它是一種強(qiáng)大的基因調(diào)節(jié)劑。它能夠引起大腦結(jié)構(gòu)和功能的改變，對認(rèn)知和健康都有巨大的好處，例如：

01 運動過程中，組織間的相互交流可以預(yù)防代謝性疾病、癌癥、視網(wǎng)膜退化和記憶力喪失。

（Mark A. Febbraio，Nature Review. 2017）

02 跑步機(jī)運動可以減輕小鼠壓力應(yīng)激引起的焦慮行為和桶狀皮層樹突棘的丟失。

（K Chen et al.，Transl Psychiatry. 2017）

03 跑步機(jī)運動可激活mTOR途徑，促進(jìn)小鼠皮質(zhì)樹突棘的形成和運動學(xué)習(xí)。

（Chen et al., Sci. Adv. 2019）

許多證據(jù)表明，體育鍛煉能夠影響大腦可塑性，影響人的認(rèn)知和幸福感。由于運動的作用機(jī)制非常復(fù)雜，具體神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制仍未明確。

運動功能障礙的相關(guān)研究

神經(jīng)損傷引起的運動功能障礙如Parkinson’s disease，PD、Huntington’s disease ，HD、Amyotrophic Laternal Sclerosis(ALS)、小腦共濟(jì)失調(diào)以及顱腦或脊髓損傷等，是目前神經(jīng)科學(xué)研究的重要部分。

PD研究者都知道，丘腦底核的深部腦刺激(DBS)是帕金森病的一種對癥ZL，但由于嚴(yán)格的資格標(biāo)準(zhǔn)，僅對少數(shù)患者有益。近期，Sébastien Valverde等人在Nature communication上發(fā)表的文章中，闡明了支持深部腦刺激效率的關(guān)鍵機(jī)制，找到了低侵入性ZL的新靶點。

在他們的實驗中，發(fā)現(xiàn)進(jìn)行丘腦底刺激（DBS）時，可使運動皮質(zhì)錐體神經(jīng)元的活動正?；?，同時會激活SST中間神經(jīng)元，并抑*制PV中間神經(jīng)元。在帕金森小鼠模型中，通過光遺傳直接激活運動皮質(zhì)的SST間神經(jīng)元，可以重現(xiàn)這些效應(yīng)，并減輕帕金森小鼠的運動癥狀。通過數(shù)學(xué)建模分析顯示，由DBS或激活SST中間神經(jīng)元來減少錐體神經(jīng)元的活動，可以恢復(fù)運動皮質(zhì)的信息處理能力。因此，激活運動皮質(zhì)SST中間神經(jīng)元，可作為一種侵襲性較低的替代性ZL方案。
DBS激活SST中間神經(jīng)元（Sébastien Valverde et al., Nature Communication. 2020 ）
M1 SST間神經(jīng)元的光激活可以緩解帕金森癥狀。（Sébastien Valverde et al., Nature Communication. 2020 ）
為幫助大家快速開展運動相關(guān)課題研究，我們梳理了相關(guān)文章，并匯總了對應(yīng)的產(chǎn)品解決方案，在這里你可享受一站式購買！
 

運動相關(guān)神經(jīng)研究產(chǎn)品解決方案

1   動物模型構(gòu)建解決方案（轉(zhuǎn)基因動物或通過藥物、病毒，化學(xué)、物理等方式造模）

不同的運動障礙疾病對應(yīng)不同動物模型，且許多疾病通常與多個模型有關(guān)，構(gòu)建穩(wěn)定表型的實驗動物模型是探討疾病發(fā)生機(jī)制的關(guān)鍵。

動物表型是否與人的相關(guān)疾病表型相似，是否具有相同的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)，ZL方式能否在人身上取得相同的結(jié)果，這都取決于前期的實驗動物模型。針對動物模型的難題我們梳理了相關(guān)的文獻(xiàn)和對應(yīng)的設(shè)備。

2   行為學(xué)評估解決方案（評估動物模型或進(jìn)行物理干預(yù)）

行為學(xué)評估需盡量遵從有效性（Validity）、可靠性（Reliability）、敏感性（Sensitivity）以及實用性（Utility）這四個原則。我們回顧了可用來評估小鼠運動功能的行為測試方法，并根據(jù)被評估的運動功能的具體方面來對它們進(jìn)行了分類：評估精細(xì)運動技能和握力的測試、步態(tài)和肢體間協(xié)調(diào)測試以及神經(jīng)缺陷評分。

3   活體水平調(diào)控與檢測解決方案（對動物目標(biāo)腦區(qū)進(jìn)行功能調(diào)控和信號檢測，探究目標(biāo)腦區(qū)調(diào)控機(jī)制）

與體外研究相比，活體層面的研究能更真實、直接地反映神經(jīng)系統(tǒng)在各種生理、病理過程中，對外界刺激的響應(yīng)。因而能夠為腦神經(jīng)生理、病理過程物質(zhì)基礎(chǔ)的探索，提供最為直接的信息。

我們回顧并總結(jié)了近些年相關(guān)研究的技術(shù)方法，例如使用光遺傳、在體電信號記錄、在光纖記錄、體鈣成像，以及病毒介導(dǎo)的解剖學(xué)示蹤技術(shù)來系統(tǒng)的研究運動功能相關(guān)的各腦區(qū)，探究背后的神經(jīng)編碼機(jī)制。

4   組織染色成像解決方案（標(biāo)記特定神經(jīng)元，確定病毒表達(dá)位置，從客觀層面論證活體水平獲得的結(jié)果）

可提供各種切片染色的方法和技巧以及對應(yīng)的設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

1.Febbraio MA. Exercise metabolism in 2016: Health benefits of exercise - more than meets the eye!. Nat Rev Endocrinol. 2017;13(2):72-74. doi:10.1038/nrendo.2016.218

2.Chen K, Zhang L, Tan M, et al. Treadmill exercise suppressed stress-induced dendritic spine elimination in mouse barrel cortex and improved working memory via BDNF/TrkB pathway. Transl Psychiatry. 2017;7(3):e1069. Published 2017 Mar 21. doi:10.1038/tp.2017.41

3.Chen K, Zheng Y, Wei JA, et al. Exercise training improves motor skill learning via selective activation of mTOR. Sci Adv. 2019;5(7):eaaw1888. Published 2019 Jul 3. doi:10.1126/sciadv.aaw1888

4.Valverde S, Vandecasteele M, Piette C, et al. Deep brain stimulation-guided optogenetic rescue of parkinsonian symptoms. Nat Commun. 2020;11(1):2388. Published 2020 May 13. doi:10.1038/s41467-020-16046-6

了解更多神經(jīng)環(huán)路研究解決方案或產(chǎn)品詳情，可撥打電話400-966-9516咨詢。