走进脑科学“国之重器”，看科学家探索“终极疆域” | 高质量发展调研行

“人的大脑里拥有大约680亿个神经细胞，数量约等于银河系中的恒星数，这些神经元又构成约100万亿个联接点，首尾相接总长度超过18万公里。它们汇聚在一手可握的体积内，研究的复杂程度不亚于探索星辰大海。”中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所（以下简称“先进院脑所”）副所长、脑设施总工程师鲁艺说，目前大脑依旧是人类认知的“黑洞”，对人类大脑的研究，是我们理解自然和自身的“终极疆域”。

“高质量发展调研行”中，记者来到深圳光明科学城脑解析与脑模拟重大科技基础设施（以下简称“脑设施”），近距离了解科学家们如何探索这一“终极疆域”。

图为鲁艺介绍脑科学发展史。程远州摄

鲁艺介绍，脑设施是全球首个跨物种、全尺度的脑科学创新科研平台，入驻光明科学城以来，充分发挥大科学装置的“国之重器”作用，围绕解决重大脑疾病发生和干预的神经机制及诊疗策略这一核心问题的实际需求，搭建跨物种基因编辑模型、脑图谱解析和脑功能模拟三大研究板块，以前沿科学引领产业发展，已经取得诸多成果。

在脑设施大楼楼道里，一幅幅色彩斑斓、线条精细的“画作”引人注目，这是先进院脑所科学家们绘制的动物大脑连接图谱，相当于为大脑的神经环路绘制地图，以探寻神经网络联接的秘密。

“这是利用国产首个9.4T超高场动物磁共振PET/MR系统采集的小鼠头部血管重构图，这台设备可以在无损伤条件下提供良好的空间分辨率和组织对比度，对生命个体进行分子水平的高清成像。”鲁艺指着一幅图片说，利用先进科学仪器，未来将一步步绘制人脑精细结构图，并进一步分析神经网络功能。

看清大脑内部结构是研究大脑功能的基础。在脑设施预研项目的支持下，先进院脑所参与完成了世界首幅“亚微米级猕猴大脑神经元长距离投射图谱”的绘制。“通过自主研发的快速扫描显微镜，我们能在两小时内完成亚微米分辨率的小鼠大脑全脑成像，相比其他成像方法快了几十倍。”深圳先进院脑所所长助理、脑创中心负责人黄天文说，目前科学家们要做的是通过绘制“高清地图”，逐步解析大脑的运转机制。

当前，脑科学这一前沿领域研究已成为世界各国的科技竞争焦点之一，多个国家纷纷推出“脑计划”，我国也于2021年9月正式启动了“中国脑计划”。而对于脑科学的原创性、引领性基础研究，也正在催生出富有想象力的产业空间。

图为脑设施开展的应用研究项目之一。程远州摄

从阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病，到多发性硬化症等神经免疫性疾病，再到抑郁、强迫症等精神类疾病，包括脑血管疾病、脑肿瘤等非神经细胞相关疾病，在脑健康领域，脑科学研究都将发挥重要作用。

近年来被广泛关注的脑机接口，在先进院脑所已有成果转化项目。在无创脑机接口设备研发成功后，研究员蔚鹏飞团队以技术入股的方式，成立中科华意科技有限公司。目前，该公司研发生产的脑机接口产品——穿戴式闭环经颅电刺激训练仪，应用于老年痴呆患者的认知障碍干预调控以及意识障碍患者的意识苏醒等适应症，正在申请医疗器械注册证。

“脑机接口产业还处于起步阶段，距离临床治疗等市场应用还有很长的路要走。但随着脑科学的发展，未来有望以非药物手段解决如帕金森病、阿尔兹海默病等不可成药的脑疾病”。黄天文说，电影中脑机融合的科幻场景，终将一步步成为现实。

目前，中国科学院深圳先进技术研究院孵化的脑科学相关企业已经达到14家，总估值超过22亿元。在深圳，已有100多家重点脑产业企业，营收年均增长率超过20%。