高交会上展示的脑功能监护仪。

　　新“高”度

　　聚焦第十九届高交会

　　光遗传学就是用特定的光作为控制信号，用遗传学的方法在大脑中安装一个光控的开关。

　　当光一打开，大脑中的开关就打开了，大脑的某项功能就开始运作。这个开关可以安装在大脑的不同部位，负责不同的功能。就像我们家里的遥控器，我们可以用红外光控制电视的打开，也可以用它控制空调的开关。

　　文/广州日报全媒体

　　记者王纳

　　图/广州日报全媒体

　　记者轩慧

　　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，小鼠的癫痫症就像被关闭了“开关”，它突然停止抽搐，恢复了正常的爬行。

　　这个震撼的场景，来自第十九届高交会中科院深圳先进院展位上一段反复播放的视频。这就是神奇的光控大脑技术，“有一道光，暖暖地洒下来”，脑疾病就神奇地痊愈了。

　　在高交会上，深圳先进院展示了最前沿的脑科学技术，目前深圳正联合香港打造国际脑科学创新研究院，脑科学将成为未来粤港澳大湾区前沿科技的一张亮丽名片。

　　光控大脑技术 解析脑网络功能的“利器”

　　大脑作为人体的司令部，控制着我们的一言一行。如果我们能够控制人的大脑，我们就可以改变人的思维，控制人的行为了。看似不可实现的想法，科学家们早已经迈出了第一步。他们不需要咒语，不需要魔杖，只需要通过一束光，就可以让你的大脑发生变化。这可不是什么天方夜谭的魔术哦，这项高大上的新兴技术叫作光遗传学(Optogenetics)。

　　这种光控大脑技术简言之就是用光来调控神经元的活动，美国《科学》杂志称其“带来了脑科学的革新”。如今，该技术已获50余项专利授权，从深圳辐射境内外近350家实验室。

　　光遗传学就是用特定的光作为控制信号，用遗传学的方法在大脑中安装一个光控的开关。当光一打开，大脑中的开关就打开了，大脑的某项功能就开始运作。这个开关可以安装在大脑的不同的部位，负责不同的功能。就像我们家里的遥控器，我们可以用红外光控制电视的打开，也可以用它控制空调的开关。

　　有了这种技术，我们就可以用来给大脑的疾病加上一个“开关”。

　　在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”），这项技术已成为解析脑网络功能的“利器”：可以实现特定细胞类型控制下，改善帕金森病运动功能异常、控制癫痫发作、操纵本能恐惧的“开关”……皆因其而成为可能，近三年已有五篇研究论文发表在《自然·通讯》。

　　破解五大脑疾 寻找疾病可能的干预靶点

　　光控大脑技术，只是目前前沿脑科学的一种。记者从深圳先进技术研究院展区看到，由该院牵头组织建设的脑解析与脑模拟重大科技基础设施模型，其或将改变此研究现状。该设施将集中于自闭症、老年痴呆、脑卒中、抑郁症、语言障碍五大神经系统疾病研究，寻找疾病可能的干预靶点，继而为新药研发与筛选提供面向国际开放共享的科技平台。未来，癫痫、痴呆等棘手的脑部疾病可以通过脑科学技术来解决。

　　以控制癫痫发作为例。癫痫是一种由于“神经元异常放电”导致的神经疾病，全球患者约有6000万，其中我国约有1000万。在成年患者中最常见的为颞叶癫痫。癫痫发作过程中异常放电在大脑内传播直接关系到颞叶癫痫临床治疗靶点的确定。受限于传统研究方法的局限，人们对此一直束手无策。先进院脑所则采用光遗传刺激和多脑区通道电记录技术，可通过调控一种神经元来控制癫痫发作。

　　帕金森病又叫老年痴呆症。在帕金森病干预研究中，先进院脑所率先证实大脑中一类特定细胞有重要贡献，此类细胞还可以作为干细胞的微环境，影响干细胞分化和修复帕金森病中受损的脑网络，从而也为干细胞治疗帕金森病提供新方案。

　　痛苦的毒品戒断反应是导致复吸的重要原因，而先进院脑所的研究却表明，戒毒可以从大脑入手，直接从源头上遏制住产生戒断反应的神经通路，戒毒就水到渠成。脑所通过研究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，都可以成功地消除痛苦的戒断反应。这是一个非常有前景的戒毒治疗策略。

　　“脑”所探秘

　　已建立起完善的光遗传学技术平台

　　大脑是人类最复杂的部位，先进院脑所是怎么进行研究的？记者发现，秘密竟然在于猴子。

　　记者从该所了解到，先进院脑所的100多只猴子，成了脑科学家探秘人类大脑、解锁自然科学终极疆域的重要窗口。先进院脑所为经常要做认知实验的猴子建好了敞亮的阳光房、像“花果山”一般的自然生存空间等，还有营养师为它们提供坚果，这让在本月初来此现场评估的国际实验动物评估和认可管理委员会（AAALAC）委员称赞不已。先进院脑所也有望成为深圳首家通过AAALAC认证的大型实验动物设施。

　　“目前，先进院脑所已建立起完善的光遗传学技术平台，实现从光感基因病毒载体制备、光神经界面技术、光电极阵列技术到神经电信号处理等光遗传学核心技术的研发和应用；同时，我们将实验室研发的技术辐射到境内外几百家实验室，有的实验室也用此技术在《科学》上发表了高水平研究成果。”先进院脑所所长王立平告诉记者。

　　“脑”科未来

　　建灵长类疾病模型

　　用于新药靶点研究

　　据中国疾病预防控制中心精神卫生中心早年公布的数据显示：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。但是，脑疾病的药物开发成功率极低。“原因在于过去几十年，大脑疾病的新药开发主要基于对啮齿类动物模型‘治疗有效’的数据。灵长类动物有特定的脑部结构，因此采用啮齿类动物模型对脑疾病的模拟存在很大的天然缺陷。”先进院脑所基因编辑脑疾病动物模型研究中心主任路中华指出，建立新的灵长类疾病模型，用于脑疾病机理和新药靶点的研究，未来很有可能在这一研究方向取得重大突破。

　　王立平说：“如果我们的动物模型取得成果，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。”

　　记者还在高交会上了解到，深圳正在凝聚深港两地脑科学、脑技术创新力量，建设国际脑科学创新研究院，联手打造脑科学的未来，将成为粤港澳大湾区科技创新的重要举措之一。

　　《广州日报》：2017年11月22日SZA15版 http://gzdaily.dayoo.com/pc/html/2017-11/22/content_39_1.htm?v=D9