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脑科学:生活赖之以好
作者:唐凤 发表时间:2017年04月18日

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  2014年年底,中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称先进院)与美国麻省理工学院麦戈文脑科学研究所合作共建脑认知科学和脑疾病研究所(以下简称脑所),旨在将基础研究与应用相结合,打造我国南部“脑科学和脑技术巨舰”。

  今年3月,香山科学会议首次在深圳举办。题为“非人灵长类脑与认知”的会议再次将脑所推进人们视野。与会专家认为,该所的学术影响力正不断提升。

  “科技是国之利器,国家赖之以强,企业赖之以赢,人民生活赖之以好。”作为先进院的第六家研究所,脑所承载着深圳乃至全国脑科学前沿科技与产业发展的重担。而一直以来,脑科学既是各国科技发展的“必争利器”,也是人民健康提升的重要保障,可谓“生活赖之以好”。

  牵手“大咖”来铺路

  奥地利作家茨威格曾说过,“一个人生命中最大的幸运,莫过于在他的人生中途,即在他年富力强时,发现了自己的使命。”王立平无疑是幸运的。

  带着给中国下一代年轻科研工作者当好铺路石的信念,王立平从美国斯坦福大学来到当时位于深圳蛇口的先进院,负责脑科学研究项目。

  伊始,王立平便制定了“严苛”的规矩。例如新人必须先接受培训,了解如何使用实验室和动物房,没有掌握这些管理规范不能上岗。而且,他还将自己的光遗传学技术毫无保留地教给国内众多同行。

  当时,国内掌握相关核心技术的人寥寥无几,而王立平团队经过摸索,在国内率先建立了完整的光遗传学技术研发和应用平台,并发展出光遗传控制结合在体神经电生理活动记录技术。但他没有将这些技术限制在自己的实验室,而是将其辐射全国。

  2012年起,王立平连续4年举办光遗传学培训技术班和研讨会,累计参加培训和交流的研究人员1000余名。他相信,要实现追求真理、寻求人类知识边界并设法突破的目标,单枪匹马远远不够,只有开放、包容的心态,才能与别人更好合作;只有多个实验室联手,跨界、交叉,才能推出最有价值的科研成果。

  2013年,王立平邀请麻省理工学院麦戈文脑科学研究所所长罗伯特·德西蒙前来先进院交流。这里合作、开放、包容的创新理念给德西蒙留下了深刻印象。

  一年后,德西蒙再次前来。他提出,如果双方开展合作,需要建设符合国际标准的专业研究设施,这投资巨大。而先进院院长樊建平和德西蒙打赌,能在4个月内完成研究设施的修建工作。德西蒙不甘示弱,也表示如果完成,自己愿输给樊建平2瓶茅台。

  当年9月,德西蒙输给了樊建平2瓶茅台,对这个把合作落到了实处的先进院十分钦佩。于是,先进院与麦戈文脑研究所基于“优势互补,强强联合”成立了脑所(筹),由王立平负责筹建。2016年11月,在科技创新论坛暨先进院十周年汇报会上,脑所正式成立。

  在王立平及团队的努力下,脑所从筹建初期的45人发展到如今117人团队,实验场地从1000平方米增加到3000平方米,获得了广东省创新团队和深圳市孔雀团队的支持,累计承担国家级重点项目等54项,在神经环路调控等方向取得了前瞻性突破。

  从基础起步

  王立平和脑所赶上了好时候。

  国家日益重视脑功能科学研究,并在经费上不断倾斜。在今年的全国两会上,全国政协副主席、科技部部长万钢表示,脑科学与类脑研究等重大项目实施方案编制已经开始,预计两年内将会启动实施。

  2011年,自然科学基金委启动了“情感与记忆的神经环路基础”重大研究计划,王立平课题组和合作者承担了首批重点研究项目中的一项,解析认知与情感的皮下神经环路的神经基础和功能。研究组蔚鹏飞和刘楠等人首次在动物模型中发现特定皮下通路的神经表达证据。

  2012年,中科院战略性先导专项——脑功能联接图谱计划正式启动,王立平课题组联合另外5家单位,首次用光感基因神经环路操控等方法解析出大脑针对视觉刺激引起的本能恐惧的脑功能联接图谱,用光调控“打开”或者“关闭”这条联接,可以控制动物的本能恐惧反应。相关论文发表于《自然—通讯》期刊。

  2015年,脑所研究员周晖晖与合作者在研究丘脑枕功能方面取得新突破。相关论在线发表于《神经元》期刊。

  2016年,《自然—通讯》在线发表了王立平团队的研究成果。该研究首次采用基于光遗传学的同步光刺激和多脑区电记录技术,在动物活体水平实现了对颞叶癫痫传递方向的精确解析和癫痫发作的有效控制。这一癫痫波的“活动联接图谱”特征的解析,有望为颞叶癫痫的治疗提供重要的理论依据。

  不久,该团队再次在《自然—通讯》发表论文。他们与华中科技大学同济医学院王建枝课题组和中科院武汉物理与数学研究所徐富强课题组等合作,发现了一条情绪影响空间学习记忆的神经通路,凭借光遗传技术的优势,证实该通路可以由正性或负性情绪相应地双向调节动物空间学习能力。

  走向应用

  这项跨越太平洋的合作,不仅带了了丰硕的基础研究成果,也正吸引着诸多脑科学研究机构和国际大型制药公司负责人前来。2015年中旬,就有国际一流制药公司前来脑所洽谈可能的合作,比想象中要快很多。

  理解脑疾病的发病机理,研发针对脑科学研究的新技术、新方法以及脑疾病诊疗新技术正是脑科学研究的主要目标之一。

  脑所没有忘记最初成立时的理念:推动基因编辑技术制备非灵长类脑疾病模型用于脑认知研究,同时借助国际前沿的生物技术,为寻找针对脑疾病的新的治疗靶点提供研究工具,开发新药物,最终应用于人类大脑健康。

  目前,人类对治疗脑疾病的新药物和新技术需求迫切。

  中国疾病预防控制中心数据显示,我国各类精神障碍患者人数在1亿人以上,各类脑疾病的医疗负担占全国医疗负担的首位。随着老龄化时代的到来,患病率有逐年增加的趋势。一项针对全球疾病的预测统计显示,2005年,全球的阿尔茨海默氏症消耗为3150亿美元,远远超过糖尿病的消耗。

  如果脑所的动物模型取得成果,将唤起众多制药公司重新开发治疗脑疾病新药的激情,世界各地的生物制药公司将可能被吸引到深圳,利用这里的实验平台开发新药。

  王立平曾提到,“这个团队不仅努力在脑科学与认知领域参与国际前沿的竞争,还将努力使应用基础研究和新技术开发的研发能力在深圳生根。同时,将积极推动‘脑技术’与科研、产业需求的对接,促进自主创新与国家生物产业需求的有机结合。”

  为进一步践行研究成果走上临床和社会,2016年4月,脑所与深圳市康宁医院合作组建的“中科院深圳先进院—MIT麦戈文联合脑所—精神医学转化研究中心”正式在康宁医院签约揭牌。

  同年5月,“新兴遗传工程介导重大脑疾病研究孔雀团队”在脑所宣布启动。诺奖得主、哥伦比亚大学神经生物学教授Eric Kandel发来贺信,提到“利用非人灵长类动物研究脑疾病和系统神经科学将是一件令人无比兴奋的事情”。

  未来,脑所将为深圳其他科研机构、临床医院、生物公司等脑科学与脑技术发展提供公共技术支撑和最大程度的人才、资源、技术共享的服务平台;为深圳脑科学和脑技术研发方面培养一流的人才;也为进一步整合国际和国家的创新资源,服务于深圳针对“脑疾病”的实际需求,为产业转型作出贡献。

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