北京怀柔“生命观象台”：跨越时空的生物医学成像奇迹

在北京怀柔科学城，一座被誉为“生命之眼”的大科学装置——多模态跨尺度生物医学成像设施，正以其独特的“态度”吸引着全球科学界的目光。这个设施不仅具备宏观、介观、微观的“三观”，还拥有被“空气”托起的悬浮实验室，为生命科学研究与疾病诊疗提供从整体到细胞、甚至分子尺度的多维度成像能力。

该设施被称为“生命观象台”，其设计理念如同一场永不停止的“影像直播”，不断揭示生命的奥秘。走进这座设施，圆形建筑如细胞般环绕，螺旋上升的楼梯仿佛DNA双螺旋，穹顶的“生命之眼”象征着人类对生命奥秘的不懈探索。

多模态与跨尺度：科学研究的新范式

多模态成像是指融合光、声、电、磁、核素、电子等多种模态，结合信息技术形成的影像组。而跨尺度则指从分子到生命个体，跨越10个量级的时空尺度，覆盖从埃到米、从微秒到生命周期的结构与功能成像。

北京大学国家生物医学成像科学中心副主任陈良怡表示：“这意味着科学研究范式的根本改变。生命是分层次的复杂系统，疾病可能源于分子异常，也可能源于细胞间的相互作用失调。唯有同时从不同尺度观测，才能逼近真相。”

“跨尺度成像的真正价值在于它能让我们看到前所未见的图景，甚至颠覆长久以来的认知。”——陈良怡

以糖尿病研究为例，传统观点认为胰岛素分泌问题出在细胞内的“囊泡”上。但通过跨尺度成像，科学家发现只有约40%的细胞在“努力工作”，其余细胞几乎处于“躺平”状态。这一发现为糖尿病治疗提供了全新的靶向思路。

悬浮实验室：技术与科学的完美结合

成像设施包括多模态医学成像装置、多模态活体细胞成像装置和多模态高分辨分子成像装置，构建了一个全功能的生物医学成像研究平台。特别是在介观成像装置中，设施的地面被压缩空气托起，形成一个大型抗扰动平台。

北京大学国家生物医学成像科学中心工程技术部主任马淇解释道：“通过全自动控制的高压气泵，整个实验室就像悬浮在空气上。”这种设计确保了超精密成像设备在实验过程中不受环境扰动的影响。

“这是目前全球精度最高的防扰动平台，不仅满足科研需求，还能应用于工业界精密加工制造。”——马淇

国际生命科学新地标

自2013年开始筹备以来，多模态跨尺度生物医学成像设施已成为国际生物成像领域的重要地标。这里不仅诞生了一系列创新设备，还吸引了全球科学家的目光。

“设施对外开放运行两年来，已服务超过30家单位的400多个课题组，机时使用超4万小时。”马淇介绍。用户不仅来自生物医学领域，还包括心理学、语言学、考古学等多个领域。

展望未来，陈良怡描绘了清晰的蓝图：“我们的目标是在未来五年内产生具有世界影响力的重大科学发现和重大原理性突破，发起国际大科学计划，并孵化出改变产业的创新公司。”

借助这个科研平台，北京大学国家生物医学成像科学中心启动了“数字生命”大科学计划，意在构建从数字细胞到数字器官、数字生命体的全尺度数字化生命模型，为人体疾病诊防和治疗开辟全新路径。

从一片荒芜中崛起，在开放合作中迈向国际前沿，“生命之眼”正静静凝视着生命科学的未来。