
在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年计划的建议》和《2035年愿景》中,脑科学被认定为国家安全和整体发展的核心技术领域。近日,科技部发布《科技创新2030——"脑科学与脑科研"重大专项2021项目申报工作正式启动。在世界范围内,美国、日本、韩国等国家纷纷发布脑科学研究计划,脑科学研究已成为国家科学前沿的新焦点。
然而,即使在脑科学的最前沿,它也吸引了许多社会力量参与其中。例如,企业家马斯克,通过商业公司来经营产品研发,并利用个人影响力,将脑科学研究的应用之一——脑接口应用带给更多人"圈外";
为什么脑科学不在圈子里?10月13日,由广州市科学技术协会、广州日报主办的第189期《脑科学——自然科学终极前沿》邀请多位脑科学专家介绍脑科学的具体应用。
脑部疾病福音:"脑原位神经再生技术"
据不完全统计,目前我国每年有1000万人患有阿尔茨海默病,300万人患有帕金森病,新中风患者570万人。在中国,每四个脑卒中患者中就有三个终身残疾,每年治疗中风的费用高达400亿元人民币。
"人脑是最复杂的器官,有860亿个神经元和1万亿个突触连接。陈公道,暨南大学粤港澳中央神经再生研究所教授。陈功说,人脑中大约有860亿个神经元,往往一次中风后往往会有多达10亿个神经元流失,过去科学家一直在探索如何再生丢失的神经元来解决人脑疾病的问题。
内源性神经胶质细胞原位转化为神经元,不需要外源细胞
"目前世界上还没有一种干细胞疗法已经通过3期临床试验,并广泛应用于脑部疾病。陈工认为,依靠干细胞疗法很难治愈脑卒中、阿尔茨海默病等脑部疾病,因为干细胞疗法不能再生大脑已经损失了数亿甚至10亿个神经元,需要在体外建立非常昂贵的干细胞库,然后干细胞恢复, 扩增到人脑或脊髓中。
为了探索中风、阿尔茨海默病和帕金森病等脑部疾病的解决方案,Chen带领他的团队开发了一项新技术,即"脑原位神经再生"。该技术直接将大脑中的应激型神经胶质细胞转化为神经元,并重新启动神经相关基因以恢复患者的行为能力。
陈功介绍,通过"脑原位神经再生技术"将神经元转化为具有电生理功能的神经元,可以存活1年以上,同时可以融入脑环,远距离投射到目标区域,在神经环路中促进患者运动和记忆功能的恢复。终生生存,
陈工认为,"脑原位神经再生技术"治疗脑部疾病具有利用内源性神经胶质细胞高效再生新神经元的优点,神经胶质细胞可以自我再生新的神经胶质细胞,转化神经元具有生理功能和长期存活、神经元转化后可以远距离投射到目标区域修复神经环等优点。
"在猴子中风模型上,神经胶质细胞原位转化为神经元以修复丢失的脑组织,标志着向'脑原位神经再生技术'的临床转化迈进了一步。陈工介绍,2020年,他带领团队在猴卒中模型中实现了神经胶质细胞原位再生神经元,成为国际上首个成功实现神经胶质细胞原位再生神经元并通过同行评审团队;
"大脑原位神经再生技术具有广阔的应用前景,在治疗一系列主要的中枢神经系统疾病,如中风、阿尔茨海默病、帕金森病、胶质瘤等方面发挥着重要作用。陈功自信而真实。
神经康复的新前沿:"脑机融合"
近年来,随着对人脑认识的不断深入,人工智能技术研究对大脑功能的模拟和拓展也取得了显著发展,"脑融合"作为一种前沿的混合智能技术,将人脑智能与机器智能有机结合,在医疗健康产业领域有着广阔的发展空间。
"在这种情况下,四肢瘫痪的残疾人能够使用'脑机融合技术'在没有帮助的情况下自主饮水。暨南大学附属第一医院神经外科教授、主任医师王象瑜博士介绍了生动的案例"脑机融合技术"。
植入式脑机融合技术
"脑机融合是将大脑与智能机器连接起来,以实现某些超长功能。王象瑜介绍,人脑极其复杂,人体神经系统的基本结构有神经元、中枢神经系统、周围神经系统、神经支持组织等。
据了解,目前的"脑机融合"技术分为植入式和非植入式。植入"脑机融合"的神经外科医生将芯片植入人脑,芯片微电子元件与人脑组织神经元的特定区域接触,以便从人脑获取信号,实现"脑机融合"。非植入式"脑机融合"使用带有电极的网帽从人脑收集电磁信号,计算机根据所收集信号的振动和振幅确定大脑的指令,从而实现"脑机融合"。
"基于脑电图的非植入式脑机融合技术帮助残疾人实现数字拨号、文本输入、轮椅控制、运动功能修复等。王象宇认为,"脑机融合技术"具有提高信息处理、加快智能融合、提高认知科学的意义,在残疾人康复、航空航天、国家安全等领域有着广泛的应用。
王翔宇认为,目前我国常见的神经康复观念晚于一般的诊疗,一般过程主要是急诊/门诊-原发病诊断和治疗-康复,存在康复延误和预后的影响,而以"脑融合"为代表的智能主动康复是神经康复和未来发展趋势的前沿。同时,王象屿指出,我国脑融合主动康复的发展面临着多学科平台交叉建设、人类医学伦理、脑融合系统安全稳定等问题。
中风康复:中西合璧,提高患者生活质量
根据《2019年中国脑卒中报告》数据,中国中风死亡率为每10万人149.49人,占中国居民总死亡率的22.3%;
南方医科大学康复医学系主任刘刚表示,随着医疗水平的提高,越来越多的手段可以应用,利用先进的唤醒医疗设备药物和康复技术,使中风昏迷患者尽快醒来。
"中风后,许多患者有最突出的意识障碍,吞咽困难,运动功能障碍,功能障碍。刘刚表示,中风3个月内的康复治疗是"黄金期",一旦昏迷的生命体征稳定下来,应尽快开展康复和觉醒治疗。
刘刚介绍,患者中风后可利用高压氧舱及时醒来,高压氧治疗可提高脑血氧扩散半径,降低颅内压,改善脑水肿,促进开阔性外循环,有利于神经修复。
同时,中风患者还可以利用中医康复来改善或改善患者的生活质量。刘刚介绍,中医康复主要采用精神、饮食调节、针灸推拿、运动保健、药物内外清洗和自然康复等多种措施,恢复机体功能衰退,改善或改善病人和残疾人的生活质量, 具有"预防与治疗相结合","混合治疗"和"简单清洁检查"的特点。
刘刚指出,随着近年来科技的进步,脑接口、近红外脑功能成像、外骨骼机器人等技术被应用于中风患者的康复,这些技术为未来脑功能的康复提供了新的途径和方法。
刘刚介绍,利用外骨骼机器人可以让中风和截瘫患者站起来,控制外骨骼机器人实现运动平面类的自由运动,同时应用近红外脑成像技术,在临床治疗中可以发现大脑区域活动状态的数据,准确地给予相应的刺激;
此外,康复为阿尔茨海默病,也称为阿尔茨海默病。刘刚说,充足的运动对老年人的大脑功能有积极的影响,可以延缓阿尔茨海默病的发展,积极参与社区体育活动,提高患者参加运动的积极性,改善自己的功能,改善身体素质,从心理上增强自信和自尊。
温/广州日报 新华城 记者:龙伟
照片/广州日报 新华社记者:龙伟
广州日报、新华城 编辑:李凤和