腦科學前沿探索正加速深入
隨著精準的神經信息獲取技術、特定神經環路示蹤技術、基因編輯技術的發展與交叉融合,人類對腦科學前沿的探索正不斷深入,這使其成為當今備受關注的生命健康話題。
腦科學與類腦智能領域不僅引導著人類拓展對自身的認識和對科學前沿探索的深度與廣度,還蘊藏著巨大的產業變革和發展潛力。未來10年,腦科學的前沿進展將有望帶動腦智能、腦健康等領域的相關產業發展,也將為多維度科技變革、多學科交叉人才培養、基於腦認知規律的教育範式變革注入新動能,在生命健康和人工智能領域為人類社會帶來新的可能。
核心任務是理解大腦的根本機製
隨著全球老齡化趨勢加劇,CNS(中樞神經係統)疾病“早診優治未被滿足的臨床需求”這zhe一yi痛tong點dian將jiang進jin一yi步bu擴kuo大da和he加jia深shen,也ye將jiang帶dai來lai超chao額e的de醫yi療liao負fu擔dan和he社she會hui負fu擔dan。多duo年nian來lai,針zhen對dui腦nao疾ji病bing新xin靶ba點dian的de藥yao物wu研yan發fa進jin展zhan緩huan慢man,原yuan因yin在zai於yu我wo們men對dui大da腦nao功gong能neng的de認ren知zhi有you限xian,因yin此ci腦nao科ke學xue最zui核he心xin的de任ren務wu是shi理li解jie大da腦nao的de根gen本ben機ji製zhi。
多學科交叉技術的應用,為加速對大腦根本機製的理解提供了新的發展機遇。過去10nian,yixiexingongjuhekuaxuekejiaochajishudeyingyong,bujinxianzhutuidonglewomenduinaokexuedeyanjiu,yeweishenkerenshizhuduoshenjingxitongjibingtigonglexinshouduan。weilai,danaochengxiangxinjishuhexinzhuangbei、腦機接口與神經調控等技術,以及與新材料、人工智能技術等領域的交叉融合,將給腦科學領域帶來研究範式的革命,這將使其具有極大的市場開發價值。
比如,研發和測量神經係統功能的精細化工具,使得我們能夠更快、更好地對中樞神經係統和神經生物過程進行數據化;光遺傳技術、藥物遺傳技術、基因編輯技術等特定神經細胞的調控技術,使得我們對大腦不同部位之間的關係和功能從相關研究轉向因果性研究等。
以眾多腦疾病領域的基因治療、幹細胞、數字療法、神經調控等為代表的未來醫學新形態也已逐步展現出特定的“朝陽屬性”。
可以說,未來10年將是研發針對CNS疾病的創新藥和創新療法的黃金時期:大部分CNS疾病的風險基因可能都會被發現,特定基因編輯的非人靈長類動物模型的潛在應用,將推動人類對腦疾病機製的理解不斷深入;越yue來lai越yue多duo的de腦nao疾ji病bing相xiang關guan的de腦nao網wang絡luo和he神shen經jing環huan路lu以yi及ji調tiao控kong神shen經jing環huan路lu的de新xin靶ba點dian將jiang被bei發fa現xian,在zai服fu務wu傳chuan統tong醫yi療liao需xu求qiu的de同tong時shi,也ye有you望wang對dui醫yi療liao產chan業ye的de發fa展zhan注zhu入ru新xin的de“興奮劑”;針zhen對dui神shen經jing退tui行xing性xing疾ji病bing來lai說shuo,來lai自zi血xue液ye的de新xin標biao誌zhi物wu與yu來lai自zi認ren知zhi特te征zheng的de新xin標biao誌zhi物wu的de發fa現xian,以yi及ji數shu據ju驅qu動dong的de科ke學xue規gui律lv新xin發fa現xian,有you助zhu於yu對dui目mu前qian普pu遍bian認ren為wei是shi同tong一yi疾ji病bing異yi質zhi性xing的de病bing人ren進jin行xing分fen型xing,進jin而er為wei精jing準zhun實shi施shi臨lin床chuang治zhi療liao提ti供gong新xin方fang法fa。
隨著近年來腦科學在分子細胞、關鍵元器件、軟硬件開發、應用係統、儀器儀表等多方麵陸續取得進展和突破,腦機接口也逐漸進入應用化的軌道。
從(cong)短(duan)中(zhong)期(qi)來(lai)看(kan),由(you)於(yu)有(you)創(chuang)植(zhi)入(ru)技(ji)術(shu)難(nan)度(du)大(da),有(you)愈(yu)傷(shang)組(zu)織(zhi)形(xing)成(cheng)和(he)免(mian)疫(yi)反(fan)應(ying)的(de)風(feng)險(xian),植(zhi)入(ru)灰(hui)質(zhi)內(nei)電(dian)極(ji)的(de)長(chang)期(qi)安(an)全(quan)性(xing)未(wei)知(zhi),因(yin)此(ci),腦(nao)機(ji)接(jie)口(kou)應(ying)用(yong)於(yu)真(zhen)正(zheng)的(de)臨(lin)床(chuang)醫(yi)療(liao)還(hai)有(you)一(yi)定(ding)挑(tiao)戰(zhan)。
但(dan)從(cong)長(chang)期(qi)來(lai)看(kan),腦(nao)機(ji)接(jie)口(kou)是(shi)腦(nao)科(ke)學(xue)領(ling)域(yu)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang)和(he)平(ping)台(tai)技(ji)術(shu)之(zhi)一(yi),它(ta)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)個(ge)介(jie)入(ru)大(da)腦(nao)的(de)關(guan)鍵(jian)工(gong)程(cheng)界(jie)麵(mian),能(neng)夠(gou)承(cheng)載(zai)融(rong)合(he)未(wei)來(lai)的(de)調(tiao)控(kong)工(gong)具(ju)、測量技術、計(ji)算(suan)解(jie)碼(ma)方(fang)法(fa)和(he)新(xin)的(de)電(dian)極(ji)材(cai)料(liao)及(ji)類(lei)腦(nao)芯(xin)片(pian)等(deng)。一(yi)旦(dan)實(shi)現(xian)大(da)規(gui)模(mo)部(bu)署(shu),由(you)腦(nao)機(ji)接(jie)口(kou)提(ti)供(gong)的(de)數(shu)據(ju)將(jiang)會(hui)提(ti)升(sheng)我(wo)們(men)對(dui)大(da)腦(nao)的(de)理(li)解(jie),最(zui)終(zhong)促(cu)進(jin)實(shi)現(xian)人(ren)和(he)機(ji)器(qi)“一體化”。
腦科學未來產業或可布局七大領域
根據社會和市場需求,腦科學未來產業或可重點布局7個領域,即腦疾病動物模型、腦疾病基因與細胞治療、腦機融合智能技術、腦科學研究“殺手鐧”技術與資源共享平台、腦疾病新藥研發、腦功能訓練與幹預的親社區技術以及基於腦認知規律的青少年腦智發育與情緒健康管理。
以腦疾病新藥研發為例,具體來說,就是針對腦卒中、阿爾茨海默病、帕金森病、腦衰老等重大腦疾病,進行以小分子和多肽藥物為特色的新藥研發,以及開發基於組織和類器官的腦疾病藥物篩選技術。
再比如腦科學研究“殺手鐧”技術與資源共享,在全球首次解析細胞精度長距離投射猴腦圖譜的腦圖譜解析前沿技術與設備平台,對諸如此類的“殺手鐧”技術與資源進行開放共享。
去年6月,深圳市出台《關於發展壯大戰略性新興產業集群和培育發展未來產業的意見》,將重點培育發展8大da未wei來lai產chan業ye,其qi一yi就jiu是shi腦nao科ke學xue與yu類lei腦nao智zhi能neng。目mu前qian,深shen圳zhen腦nao科ke學xue研yan究jiu和he人ren才cai聚ju集ji態tai勢shi發fa展zhan迅xun速su,產chan業ye方fang麵mian已yi聚ju集ji近jin百bai家jia腦nao科ke學xue與yu類lei腦nao智zhi能neng及ji其qi相xiang關guan上shang下xia遊you企qi業ye,初chu步bu形xing成cheng了le未wei來lai產chan業ye集ji聚ju發fa展zhan的de態tai勢shi,而er隨sui著zhe各ge類lei共gong享xiang基ji礎chu設she施shi的de全quan麵mian建jian成cheng,腦nao科ke學xue與yu類lei腦nao智zhi能neng產chan業ye發fa展zhan進jin程cheng和he新xin型xing產chan業ye生sheng態tai打da造zao也ye將jiang大da大da加jia速su。
未(wei)來(lai),聚(ju)焦(jiao)腦(nao)科(ke)學(xue)與(yu)類(lei)腦(nao)智(zhi)能(neng)相(xiang)關(guan)戰(zhan)略(lve)科(ke)技(ji)領(ling)域(yu)的(de)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin)和(he)產(chan)業(ye)發(fa)展(zhan)重(zhong)大(da)需(xu)求(qiu),在(zai)國(guo)家(jia)政(zheng)策(ce)的(de)不(bu)斷(duan)完(wan)善(shan)和(he)引(yin)導(dao)下(xia),加(jia)大(da)對(dui)腦(nao)科(ke)學(xue)與(yu)類(lei)腦(nao)智(zhi)能(neng)領(ling)域(yu)創(chuang)新(xin)主(zhu)體(ti)、研發和產業孵化機構以及人才培養的支持,將為腦科學未來產業的發展打造良好的生態環境。
腦科學發展需搶抓曆史性機遇
腦科學與類腦智能領域的學科交叉性、國際前沿性、技術引領性等特征,決定了其與其他傳統產業的交叉互補以及對新業態的催化效應,腦產業領域的發展也將對生命健康、醫療器械、人工智能、教jiao育yu認ren知zhi等deng領ling域yu產chan生sheng巨ju大da推tui動dong作zuo用yong。該gai領ling域yu的de突tu破po將jiang有you利li於yu開kai辟pi新xin的de產chan業ye發fa展zhan方fang向xiang和he重zhong點dian領ling域yu,有you助zhu於yu培pei育yu新xin的de經jing濟ji增zeng長chang點dian,形xing成cheng新xin的de產chan業ye動dong能neng,有you望wang為wei創chuang新xin驅qu動dong發fa展zhan提ti供gong技ji術shu和he人ren才cai支zhi撐cheng。
圍繞腦科學與類腦智能產業領域發展的實際需求,努力建設具有鮮明科學價值與未來發展趨勢的“新學科體係、新技術發展路徑、新產業生態和新人才培養模式”,是值得深度思考和探索的,而打造腦科學與類腦智能產業領域“源頭創新—技術轉化—人才教育—社會資本—產業聚集”的全鏈條未來產業培育模式,也將有助於推動大灣區生命健康領域的快速發展。
(作者:王立平、矣文玲,分別係中國科學院深圳先進技術研究院腦認知與腦疾病研究所所長、科技成果轉化助理)
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