这就像大脑的谷歌地图，多层信息拼接在一起，构建出一幅全新的诊断拼图。
肖恩·怀特黑德是舒立克医学与牙科学院教授，也是西安大略神经科学研究所（WIN）的主任，他正在领导一项工作，旨在通过一种先进的成像平台改变疾病检测方式，该平台能够以前所未有的细节绘制大脑图谱。
“当我们想到疾病的生物标志物时，通常会想到三大类，”怀特黑德说。“你可能有一个成像生物标志物，让某人进入扫描仪，发现大脑中有什么问题。或者你可能通过抽血获得一个液体生物标志物，显示出疾病的迹象或患病风险。甚至一项针对痴呆症的认知测试也可以作为生物标志物。”
但这些碎片很少能联系起来。
“我们做得不好的是将这三者整合起来。这就像拼图游戏——你从不同技术获得的信息越多，你的诊断和预测能力就越强。”
怀特黑德及其合作者从加拿大创新基金会（CFI）获得了410万加元的资助，这是西安大略大学在最新一轮资助中获得资助的四个项目之一。总计超过2150万加元将流向西安大略大学各个学科的研究人员，从化学到康复医学。
这项倡议建立在该校在成像领域的优势之上，将西安大略大学定位为“精准神经科学的全球中心，”怀特黑德说。
“我们的团队正在开发一个先进的成像平台，以更好地理解脑部疾病、感染和癌症。通过结合不同类型的成像技术，包括质谱成像，我们可以在脑组织内创建分子的详细图谱，”他说。
他用谷歌地图来做类比——这个平台将导航脑组织，而不是道路。
“它不显示街道和建筑，而是显示可能与疾病有关的分子精确位置，”怀特黑德说。“液体生物标志物可能显示你拥有分子A、B和C，并且你有患某些疾病的风险，但你不知道这些生物标志物在身体的哪个部位。这就是成像诊断部分将带来的。”
大学健康网络和渥太华大学将合作开展该项目，预计将培训80多名青年科学家。
潜在的影响是巨大的。
“这实际上是关于创建脑疾病的360度全景视图，”怀特黑德说。“更好的生物标志物意味着更好的临床试验、更强大的诊断能力、更早诊断的机会。最终，这将为中风、阿尔茨海默病或其他疾病的患者提供更好的治疗决策。”
削弱关键材料的隐形威胁
另一个研究小组正在解决一个在很大程度上隐形的问题，这个问题对从基础设施到能源再到医疗植入物的一切事物都有巨大影响：氢致材料失效。
“氢无处不在。它是最小的原子，很长一段时间里我们甚至没有注意到它在我们的材料中。但它导致了数量惊人的失效，”化学教授约兰达·赫德伯格说。她领导的项目获得了970万加元的CFI资助。
“氢可以将一种坚固的材料转变成非常容易断裂的东西。”
氢可以通过几种常见过程进入材料，包括腐蚀、能源生产甚至人体内的化学反应。所需要的只是水。
“起初，人们不相信，想知道‘氢从哪儿来的？’但你只需要水，”赫德伯格说。
她的团队最近研究了不锈钢医疗植入物在患者体内意外断裂的案例。
“这是一种本不应该断裂的不锈钢，”赫德伯格说。“但氢是通过体液产生的。”
氢暴露也可能发生在核能系统中，辐射可以分裂水分子并释放氢。
因为氢原子非常小，它们很难用传统的科学仪器检测到。
通过了解氢如何进入材料以及它如何引发结构失效，研究人员希望制定策略来防止它。
“一种解决方案可能涉及改进保护涂层，使氢无法渗透，”赫德伯格说。“另一种是改性材料或对其进行热处理，使其不易受到氢损伤。”
这项研究汇集了来自多个机构的专家，包括材料科学家、涂层化学家和核工程师。
“这真是一个很酷的团队，”赫德伯格说。
女王大学的研究人员将贡献核工程能力和专门的设施，使材料能够同时暴露于辐射和机械应力——这些条件非常接近真实环境。
在安大略省金斯顿的皇家军事学院，甚至可以在核反应堆内部测试样品。
这些发现可能影响从可再生能源系统到核能基础设施和生物医学植入物等多个领域。
“在腐蚀科学中，当你解决一个问题时，有时可能会创造另一个问题，”赫德伯格说。“我们的目标是理解这些机制，以便我们能够设计出既坚固又耐用的材料。”
化学教授保罗·拉戈纳和他的四个大学的合作伙伴正在用一种不同的解决方案对抗腐蚀，他们创造了一种新的“亲金属”有机涂层，这种涂层能与金属表面紧密结合以防止腐蚀。该项目获得了530万加元的CFI资助。拉戈纳和团队估计，适当的腐蚀防护措施每年可以在加拿大节省高达35%的因材料退化造成的660亿加元直接损失。
赫德伯格和拉戈纳的项目都建立在西安大略表面科学中心进行的世界领先的表面分析和材料表征工作之上。
另一个由西安大略大学领导、专注于康复的项目获得了250万加元的CFI资助。物理治疗教授乔伊·麦克德米德和国家听力学中心主任苏珊·斯科利合作建立了康复创新中心，专注于开发和测试先进的康复技术。这个新项目将利用人工智能、跨学科合作伙伴关系，并充分利用西安大略大学在移动和沟通（包括听力和说话）领域的影响力和优势。
了解更多关于西安大略大学如何将好奇心转化为解决方案的信息。
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