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生命科学与信息科学的融合 ——专家学者关注“数字人体———人体系统数字学”
“数字人体———人体系统数字学”是医学科学技术的最新领域,是当今医学科学技术、生命科学、信息科学、智能科学技术和计算机科学技术的高度综合。该领域的研究将大大促进21世纪医学科学技术从定性描述向定量表达发展,其研究成果将加深对人体系统的认识,提供公共卫生安全管理的有效手段,深刻地改变未来人体系统的研究活动和人们的生活、工作方式。这是专家学者们在最近召开的全国第一届“数字人体———人体系统数字学”学术研讨会上达成的共识。
“数字人体”与当前的“数字化虚拟人”、“虚拟人”和“可视人”在研究思路和研究内容上有何不同?“数字人体———人体系统数字学”概念的提出者、中科院遥感所研究员毕思文认为,两者有着本质的区别。首先,数字人体的研究对象是活人,是建立在以多时空、动态的人体系统为研究对象,以人体实时观测、网络和计算机信息处理为主体的技术系统。而“数字化虚拟人”或“虚拟人”等研究的对象是死人,是将尸体用刀切削成为成千上万个人体切片,然后照相,在电脑里对其进行整合,重建人体三维结构。形象地说,也就是将尸体切片“摞”起来,成为一个“数字化”的人形。按照国外“数字化虚拟人”研究专家的设想,该研究包括虚拟可视人、虚拟物理人和虚拟生物人三个研究层面,目前做的工作是虚拟可视人。当然,不同虚拟人会取得不同的结果,但无论是虚拟什么人,它研究的立足点是死人。所以,得到的研究结果有很大的局限性,与利用活人作为立足点研究的数字人体有着很大的差异性,这是“数字人体”与“数字化虚拟人”本质上的区别,如果说有联系,也只是在数字化虚拟技术上。另外,数字人体也做数字化虚拟人体的研究,目的是为了解人体系统在某一时间、空间尺度的情况,就需要这种技术。但其立足点还是活人。
数字化虚拟人在构成人体形态学信息研究的实验平台,为医学、生命科学等的研究和应用方面提供了重要基础,但与有生命的人体系统相差甚远。因为,人体是一复杂巨系统,是由100多万亿个细胞组成的复杂整体,仅人的神经系统就约有1000亿个神经元。而且,由细胞构成的组织、器官间的相互作用,人体与外界环境的冲突与和谐,这些极为复杂人体系统的变化,数字化虚拟人是无法实现的。
据悉,卫生部医药卫生科技情报检索中心曾对“数字人体———人体系统数字学”进行了查新。结果表明,在国内外检索范围内均未见与该研究内容相同的文献报道。
与会者认为,由于数字人体研究的对象是活人,其应用前景是不言而喻的。用于临床可提高医疗和疾病预测、预防水平,增强人体健康,延长人的寿命;用于中医学,有利于解释和理解经络、阴阳、脏腑、虚实、气血等的本质涵义;用于工程技术,可对数字人体进行模拟、延伸和拓展,制造出具有人类特征的人造生命系统,如拟人机器人,娱乐机器宠物等;用于人与环境的关系研究,可通过综合各种环境气候信息预测流行疾病的发生概率和流行趋势;用于航天航空领域,可改进宇航员和飞行员的训练方法,提高飞行质量;用于体育竞赛的训练,可有效提高运动员的训练水平和竞技状态;用于影视创造,可使虚拟演员的动作更逼真,形态更生动。另外,还可用在汽车、建筑、矿山、服装、生物和国防等领域。
“数字人体”提出后,在国内引起不小的反响,不少中青年研究人员积极响应,开始进行积极的研究、探讨和学术交流活动。据悉,我国第一部“数字人体———人体系统数字学”研究论文已结集出版;来自研究所、高校的中西医学界和信息科学界的学者们,参加了全国第一届“数字人体———人体系统数字学”研讨会;而我国第一部“数字人体”方面的专著《数字人体———人体系统数字学》已经付梓,不久即将面市。数字人体研究示范已经开始,专家们已经开始用“数字人体———人体系统数字学”的研究思路和理论基础,联系自己的专业实际,开始了探索。据了解,目前开展的主要研究工作有:“数字人体———人体系统数字学”的理论体系、标准化体系和信息平台结构研究;“数字人脑”研究;“数字经络”研究;“数字感官”研究;“数字脏腑”研究;“数字藏象人”研究。 |