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昆明动物所研发新的生物气味探测装置,心理所发现中国城镇化进程中的

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5月14日,由云南省科技奖励办公室组织的“一米新真空太阳望远镜成果鉴定会”在中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测与研究基地召开。鉴定委员会由中国科学院院士艾国祥、中国工程院院士朱能鸿、云南大学教授张力等天文学和相关工程技术领域的学者、专家组成,经过现场测试和质疑讨论,鉴定委员会形成如下共识:一米新真空太阳望远镜功能完整,技术和科学指标完全达到设计要求,望远镜运转正常,项目整体达到国际先进水平,位列国际三大前沿太阳观测系统之一。其中,太阳边缘的高分辨率观测达到国际领先水平。与会专家一致同意通过成果鉴定,艾国祥对该望远镜性能给予了很高的评价。

古老的《伊索寓言》中有这么一个故事,城市老鼠和乡村老鼠互相倾慕对方的生活,于是彼此走动,发现由于住地改变而产生的巨大环境差异。在体验了城市老鼠富裕的生活之后,乡村老鼠却感慨道:与其紧张焦虑地生活在城市中享用美食,还不如回到乡下,去过平静的生活。这个故事告诉我们,精神安逸或比物质充裕更为重要,这点启示对于处在城镇化快速推进过程中的我们似乎尤为重要。

在人类社会的多种场合中都有气味探测的需求,尤其现代社会中反恐、缉毒问题日益突出,而啮齿类动物在研发生物气味探测系统方面有独特的优势。中国科学院昆明动物研究所认知障碍病理实验室研究员马原野组的何静等开发设计了的一套新的生物气味探测装置,在该装置中5只受训合格的小鼠同时探测指定目标气味,正确率可达98%,报警反应迅速平均为6秒左右。相比已有报道的国内外生物气味探测方法,该系统自动化程度高,训练周期短,训练成功率高,动物只数适中,既保证了报警的可靠性又提高了实用性,有较好的应用前景。该探测系统采用一种新的嗅觉操作条件化范式:Relative
GO
NO-GO。和已有方法相比,其创新之处在于,它以气味探测应用为目的,训练动物被动感知随时可能呈现的目标气味(已有方法是动物主动触发气味释放)并作出报警反应;它能同时训练多只小鼠,提高了训练效率,同时小鼠之间互不影响,进一步确保了报警可信度;报警算法实时高效,不仅实时记录多只小鼠的反应数据,并以实时统计更新的个性化参数判断各个小鼠行为反应的准确性,合理地调整奖励水平,进而最大限度地激励每只小鼠的探测行为。对该系统进行模拟测试的结果表明小鼠的表现稳定可靠,对随机呈现的目标气味能够正确快速报警。

一米新真空太阳望远镜是我国太阳物理和空间科学学科对太阳进行光学和近红外观测的主力设备,其主要科学目标是:在0.3~2.5微米波段对太阳进行高分辨率成像和光谱观测。该望远镜于2009年6月由中科院院长白春礼亲自奠基,2010年9月开始试观测,2012年9月正式投入运行。新真空太阳望远镜是全球最大的真空望远镜,也是约8个时区范围内唯一能进行亚角秒级高分辨率观测的太阳望远镜,配备了多台性能先进的观测仪器,可对太阳进行多波段的高分辨率成像及大色散光谱观测,初步具备对太阳表面磁场进行二维测量的能力。试观测以来,获得了约500TB的太阳及太阳活动高分辨率观测数据,国内外太阳物理学家已经利用这些数据开展了多项研究工作,并在ApJ等国际著名天文学期刊上发表了多篇研究论文。

城镇化发展是人类科学技术进步、改造自然的能力提高的重要标志。当前对城镇化发展的评估大多采用经济发展、生态改善以及气候与环境变化等客观指标进行评价。然而,新型城镇化需要以人为核心,提升居民福祉是城镇化发展的根本目标。因此,对城镇化发展的评估不能完全依赖上述客观指标,当地居民对其住地的评价——即居民的切身体会,才是最终决定性指标。通过“住地依恋”这一指标来评估人们与其居住地之间的情感联结,可以被当作居民对住地观感的测评指标。最近,在中国科学院心理研究所以“面向城镇化发展的心理学服务”为主要服务领域,扎实推进特色研究所建设之际,行为科学重点实验室李纾研究组的研究人员发表了其采用间接投射技术所测量的我国城镇化进程中居民住地依恋的结果,从中发现了一个有趣的“城镇位错”效应(Town-Dislocation
effect)。

该研究建立的气味探测装置、学习范式和配套的报警算法具有进一步研究的价值和应用潜力。研究论文An
odor detection system based on automatically trained mice by relative go
no-go olfactory operant conditioning
近期在Scientific
Reports
上在线发表;同时相关工作成果获得两项已授权国家发明专利(201310161977.7,201310159093.8)和一项计算机软件著作权登记(2013SR080422)。

一米新真空太阳望远镜先后获得了国家科技部“973”仪器专项、中科院仪器研制项目、天文财政专项、国家发改委建设项目、国家自然科学基金项目以及财政部修购专项的资助,是各部门协同合作、共同资助的重要科研工程项目。一米新真空太阳望远镜的成功研制,不仅对太阳物理的研究工作意义重大,同时也探索出一种科研设备研制的新模式。与会专家充分肯定了项目组持之以恒努力创新的科研精神,特别指出,在地处西南边疆的抚仙湖畔,能十多年如一日地坚持工作并最终完成这一复杂的科学工程,需要的不仅仅是科研能力,更体现了项目组对科学不懈追求的精神和认真负责的态度。

在该研究中,研究者并不直接询问受访者对住地的看法和态度,而是要求受访者对与自身生活关系重大的事件做出决策:终身伴侣的选择,重生地的选择,希望子女掌握的方言,以及对外地人侮辱本地人的情绪反应。如果受访者具有强烈的住地依恋,那么他们就能在这些重大生活问题上选择为自己的住地背书(Endorsement),即,希望选择本地人做伴侣,来世再作本地人,让孩子掌握本地方言,并对外群体侮辱本地人的言语表达强烈的情绪反应。研究人员将这个任务命名为投射背书(Projective
endorsement),并将其作为反映居民住地依恋的重要指标。

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云南省科技厅、云南省科学技术协会、中科院昆明分院、中科院国家天文台有关专家和负责人也出席了本次会议。

该研究采用分层多阶段随机抽样,在全国范围内对处在不同城镇化进程中居民的住地依恋前后开展了两轮入户调查研究。第一轮抽样调查共涉及到7座城市、7个乡镇和10个农村,样本量为3716人,调查时间为2007年9月。第二轮抽样调查选取了与第一轮抽样完全不同的3座城市、3个乡镇和3个农村,样本量为1452人,调查时间为2007年11月。两轮抽样总计样本为5168人。图1为两轮取样的地点分布图。

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两轮调查获得了非常一致的结果,即在控制了性别、年龄和教育程度的影响之后,处于城镇化进程不同阶段的三地居民在住地依恋上存在着显著差异
[第一轮:F = 62.65, MSE = 0.44, p “ 0.001, η2 = 0.03;第二轮:F
= 15.00, MSE = 0.47, p “ 0.001, η2 =
0.02],事后检验发现城镇居民对住地的依恋显著低于城市和农村居民(LSD检验,两轮ps
“ 0.001)。而城市居民和农村居民对于住地的依恋程度差异不显著 (第一轮,p
= 0.76;第二轮,p =
0.85)。如果按照教育、医疗以及经济收入等硬指标来比较,从农村到城镇再到城市,各项指标应呈阶梯状上升。研究结果也证实了这一点,如图2C所示,居民的人均月收入水平从农村到城镇再到城市呈现出阶梯上升的趋势。根据常识或直觉,也许可以自然而然地推测城市居民的住地依恋应该高于城镇居民,而城镇居民的住地依恋应该高于农村居民。然而,依据投射测验的结果,城镇居民对住地的依恋反而“掉”了下来,显著地低于另外两个区域,呈现出“软硬”指标的错位以及“常识预期”与“实际测量”的错位,研究人员将此现象命名为“城镇位错”效应。进一步的分析表明,社会支持变量能够中介地区梯度与住地依恋的关系,这一结果提示我们,城镇居民社会支持度的缺失可能是造成该效应的一个原因。

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