《深圳商报》:“光控大脑”技术直捣脑部疾病中科院深圳先进院脑所“解锁”自然科学终极疆域
中科院深圳先进院脑所所长王立平(左二)与部分团队成员在一起。
深圳商报记者 刘双
通讯员 姜天海 冯春 文/图
蛋糕盒大小的实验空间内,一只患有癫痫的小鼠在痛苦地四处打滚、抽搐。忽地一束激光照到它的脑部,闪烁了几下,小鼠就像被关闭了“开关”,突然停止抽搐,恢复了正常的爬行。
这个震撼的场景来自于中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所(简称先进院脑所)的“光控大脑”技术。
事实上,以先进院为代表的非人灵长类动物模型研究团队早已引起国际科学界的注意。2016年,先进院脑所作为脑科学的创新平台,成为国际顶级期刊《自然》长篇报道的主角,其研究也被认为是脑科学家探秘人类大脑,“解锁”自然科学终极疆域。
以基因编辑技术制备非人灵长类动物模型为基础,专攻脑认知与脑技术研究的这支团队,成立仅3年,已在多功能脑区高时空精准的光遗传调控和活体电生理记录技术等方面异军突起,成为国际脑科学领域一支不可忽视的力量。
记者近日走进深圳先进院脑所,近距离采访这群“解锁”自然科学终极疆域的科学家们。
光控大脑技术,又被称作光遗传(optogenetics)技术。简言之,就是用光来调控神经元的活动,曾被《自然-方法》评为2010年“年度技术”,美国《科学》杂志称其“带来了脑科学的革新”。
先进院脑所自2014年11月16日筹建以来定位明晰:以推动基因编辑技术制备非人灵长类脑疾病模型为基础,开展神经系统疾病发生的病理生理机制和干预新策略研究,服务于脑疾病诊治与脑健康、类脑智能产业、涉及国家安全“深海、深空、极地”环境下的“脑保护”和“脑增强”技术。
去年11月,先进院脑所与MIT麦戈文脑科学研究所和《自然-神经科学》期刊共同举办国内首次情感神经环路研究的《自然》学术会议,得到《自然》专版报道。
如今,脑所已实现多项重大研究突破:国际上率先发现了大脑先天的对突发威胁的“防御系统”,国际上首次发现了慢性疼痛导致焦虑、抑郁的大脑环路,首次在自由活动动物上精确解析了颞叶癫痫发作过程中神经元异常放电的传递方向,率先证实大脑中一类特定细胞对帕金森病干预研究有重要贡献。
毒品泛滥是21世纪人类社会面临的一个严峻的问题。脑所刚从美国斯坦福大学引进的研究员朱英杰决定从毒品戒断反应的大脑环路机制入手。朱英杰在国际上率先揭示了阿片类药物戒断症状产生的神经环路机制,通过抑制该新型神经通路活性或者逆转该通路可塑性,都可成功消除痛苦的戒断反应。该成果以朱英杰为第一作者发表在国际顶尖杂志《自然》上,被多家国际期刊、新闻媒体所报道。
“加入先进院后,我们正以这条全新神经通路为靶点,集中全力开发新型戒毒治疗手段,有望帮助吸毒人群轻松戒毒。”朱英杰表示。
记者了解到,截至目前,先进院脑所已发表包括《自然神经科学》、《自然通讯》、《神经元》、PNAS等在内的高水平国际期刊论文35篇,在脑认知和脑疾病的机制研究中取得了重要进展,申请发明专利100余项,获授权约60项。
“集团军作战”汇聚国际创新团队
王虹在德国海德堡大学做博士后时,丈夫罗伯特·诺曼在100公里外的马克斯普朗克脑科学研究所做博士后。去年一次偶然的机会,王虹在哥本哈根的欧洲神经生物学年会上碰到了曾经的同事、先进院脑所研究员詹阳,王虹受邀来到先进院。
“无论是从技术水平上来讲,还是大家的眼界,先进院脑所比国外实验室更高。”王虹说。
“回来”是无数海归科学家的心声。先进院脑所能够给年轻人更多的成长机会,并为国际前沿研究提供充足支持,这对国际前沿创新人才迸发出巨大吸引力。据统计,该所课题核心骨干成员平均年龄不超过37岁。
所内基因编辑脑疾病动物模型研究中心主任路中华向记者介绍,大多数科研机构采用单打独斗的课题组形式,先进院脑所将方向接近的课题组结合起来,并实施研究中心财务独立制度。凝聚的力量在项目申请和科研突破方面显现出极大优势。
目前,脑所累计承担国家级项目38项,成功举办重要国际国内会议6次,大幅提升学科在国际上的影响力。
携手共创“粤港澳脑科学未来”
根据有关部署,先进院将牵头脑科学重大科技基础设施,联合南方科技大学、深圳大学、香港科技大学、北京大学深圳研究生院等团队,利用深圳现有优势,借助香港脑科学取得的成绩,同时吸引国际顶尖创新团队,为人类脑科学研究做出贡献;集中于自闭症、老年痴呆,脑卒中,抑郁症,语言障碍等五大神经系统疾病的机理性研究以及诊治新策略研究。
先进院脑所所长王立平对深圳商报记者表示:“如果我们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或针对脑疾病的治疗新技术等。”
同时,先进院脑所也将在未来凝集深港两地脑科学、脑技术创新力量,建设脑科学国际创新研究院,在服务粤港澳大湾区科技创新中发挥关键性作用。
深圳商报 2017年11月16日 A05版 报道 http://szsb.sznews.com/MB/content/201711/16/c227771.html