《中共中央關於制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》中，將腦科學作為事關國家安全和發展全域性的核心技術領域。近日，科技部發布的科技創新2030—“腦科學與類腦研究”重大專案2021年度專案申報工作正式拉開帷幕。縱觀世界，美國、日本、韓國等國家都發布了腦科學研究計劃，腦科學的研究儼然成為了各國科學前沿的新焦點。

然而腦科學即便前沿，也吸引了眾多社會力量在共同參與。比如企業家馬斯克，透過商業公司運作產品研發，並憑藉個人影響力，讓腦科學研究的應用之一——腦機介面應用向更多大眾“出圈”；中國知名企業家陳天橋，以慈善的方式先後在國內外的腦科學基礎研究領域進行捐贈；IDG資本在十年前就資助了清華、北大、北師大三所高校腦科學研究院的落地。

腦科學為什麼能出圈？10月13日，由廣州市科學技術協會、廣州日報社主辦的廣州科普大講壇第189期《腦科學——自然科學的“終極疆域”》邀請多位腦科學專家介紹腦科學的具體應用。

腦科疾病的福音：“大腦原位神經再生技術”

據不完全統計，目前中國有1000萬老年痴呆症患者，300萬帕金森病患者，每年新增570萬腦中風患者。在中國每4個腦中風患者中，就有3個患者終身留下殘疾，每年花費在腦中風治療的費用高達400億人民幣。

“人類大腦是最複雜的器官，人類大腦有860億神經元，1萬億神經突觸連線。”暨南大學粵港澳中樞神經再生研究院教授陳功道。陳功介紹，人的大腦大約有860億神經元，在腦中風之後常常有可能會有高達10億的神經元丟失，在過去的很長時間裡科學家們不斷的探索如何再生損失的神經元，以解決人類的腦科疾病問題。

內源性膠質細胞原位轉化為神經元，不需要外源細胞

“目前全世界沒有一個能夠通過了3期臨床實驗並廣泛應用於腦科疾病的幹細胞療法。”陳功認為，依靠幹細胞療法治癒腦中風、老年痴呆症等腦科疾病是相當困難的，因為幹細胞療法無法再生大腦已經丟失的上億甚至10億神經元，需要在體外建立一個非常昂貴的幹細胞庫，再將幹細胞復甦、擴增打到人類的大腦或者脊髓裡。

為了探索解決腦中風、老年痴呆症、帕金森綜合症等腦科疾病問題，陳功帶領其團隊研發出新技術——“大腦原位神經再生技術”。該技術直接將大腦內應激型膠質細胞原位轉化為神經元，重啟神經相關基因，從而恢復患者的行為能力。

陳功介紹，透過“大腦原位神經再生技術”將轉化而來的神經元具有電生理功能，可存活1年以上，同時可以整合到大腦環路里，長距離投射到目標靶區，在神經環路之中促進患者運動和記憶功能的恢復。終生存活 ，

陳功認為，“大腦原位神經再生技術”治療腦科疾病具有運用內源性膠質細胞高效再生新神經元、膠質細胞可以自我再生新的膠質細胞、轉化來的神經元具有生理功能且長期存活、轉化來的神經元能夠長程投射到目標靶區修復神經環路等優點。

“在猴腦中風模型上地實現了膠質細胞原位轉化成神經元，修復損失的腦組織，標誌著‘大腦原位神經再生技術’向臨床轉化更跨進了一步。”陳功介紹，2020年其率領團隊在猴子的腦中風模型上實現了膠質細胞原位再生神經元，成為國際上首個成功實現了膠質細胞原位再生神經元並且透過同行評議的團隊；目前該團隊擁有專利申請數有100多個，已經授權的國際專利有30多個。

“大腦原位神經再生技術有著廣闊的應用前景，在腦中風、老年痴呆症、帕金森綜合症、腦膠質瘤等一系列重大中樞神經疾病治療中的發揮巨大作用。”陳功自信地道。

神經康復新前沿：“腦-機融合”

近年來，伴隨著對於人類大腦的認識的不斷深入，以模擬和拓展大腦功能的人工智慧技術研究也獲得了重大的發展，“腦機融合”作為前沿的混合智慧技術，將人腦智慧和機器智慧進行有機的結合，在醫療健康行業領域裡有著廣闊的發展空間。

“案例中四肢已經癱瘓了的殘疾人士，在無人幫助情況下，憑藉‘腦-機融合技術’自主完成了喝水動作。”暨南大學附屬第一醫院神經外科教授、主任醫師王向宇以生動的案例介紹“腦-機融合技術”時道。

植入式腦-機融合技術

“腦-機融合，指將大腦與智慧機器進行連線，從而達到實現某些超長的功能。”王向宇介紹，人類的大腦極其複雜，人類神經系統基本結構有神經元、中樞神經系統、周圍神經系統、神經支援組織等。

據瞭解，目前“腦-機融合”技術分為植入式和非植入式。植入式“腦-機融合”由神經外科醫生把一個晶片植入人腦中，晶片上的微電器和人腦組織中特定區域的神經元進行接觸，從而獲取人腦發出的訊號，實現“腦-機融合”。非植入式“腦-機融合”則透過帶有電極的網帽採集人腦發出的電磁訊號，計算機根據採集到訊號的震動和波幅判斷出大腦發出的指令，從而實現“腦-機融合”。

“基於EEG的非植入式腦-機融合技術，可幫助殘疾人士實現數字撥號、文字輸入、輪椅控制、運動功能修復等操作。”王向宇認為，“腦-機融合技術”具有提高資訊處理、加快智慧融合、提升認知科學的意義，在殘障康復、航空航天、國家安全等領域有著廣泛的應用前景。

王向宇認為，目前國內常見的神經康復理念為康復遲於一般診治，一般流程主要為急診/門診-原發病診治-康復，存在康復遲滯和影響預後的弊端；而以“腦機融合”為代表的智慧及主動康復則是神經康復的前沿和未來的發展趨勢。同時，王向宇指出，國內腦機融合-主動康復的發展面臨著多學科平臺交叉建設、人體醫學倫理、腦機融合系統安全性和穩定性等問題。

腦卒中康復：中西結合提高患者生命質量

據《中國卒中報告2019》資料顯示，中國腦卒中死亡率為149。49/10萬，佔我國居民總死亡率的22。3%；每5位死者中至少有1人死於腦卒中，帶病生存的腦卒中患者在我國已多達1300萬，腦卒中已成為造成過早死亡和疾病負擔的首位原因。

南方醫科大學南方醫院康復醫學科主任劉剛介紹，隨著醫療水平的提高，越來越多的手段的應用，可以讓腦卒中昏迷的病人儘快地甦醒過來，使用先進的催醒醫療裝置藥品和康復治療技術。

“腦卒中後很多患者存在最突出的意識障礙、吞嚥障礙、運動功能障礙的功能障礙。”劉剛表示，腦卒中發病 3個月內的康復治療是“黃金期”，昏迷患者一旦生命體徵平穩，應儘快進行康復促醒治療。

劉剛介紹，患者腦卒中後可及時使用高壓氧艙促醒，高壓氧治療可以提高腦內血氧彌散半徑，降低顱內壓，改善腦水腫，促進開放側支迴圈，有利於神經修復。

同時，腦卒中患者還可採用中醫康復，提高或改善患者生活質量。劉剛介紹，中醫康復主要採用精神、飲食調節、針灸推拿、體育保健、藥物內服外敷外洗以及自然康復法等各種措施對機體功能衰退的恢復，達到提高或改善病殘者生命質量的目的，具有“防治結合”、“雜合以治”、“簡便廉驗”的特點。

劉剛指出，隨著近些年科技的進步，腦機介面、近紅外腦功能成像、外骨骼機器人等技術應用在腦卒中患者的康復治療中，這些技術對未來腦功能的康復提供了新的途徑和方法。

劉剛介紹，使用外骨骼的機器人可以讓腦卒中和截癱的患者站起來，操控著外骨骼機器人實現運動平面類的自由運動；而近紅外腦成像技術的應用，在臨床治療上可以發現腦區的活動狀態的資料，精準地給予相應的刺激；腦機介面則可以控制外骨骼裝置，按照患者的指令進行操作。

此外，針對阿爾茲海默病又稱老年性痴呆患者的康復治療。劉剛表示，充足運動鍛鍊對老年人大腦功能有著積極的影響，能夠延緩阿爾茨海默病的發生發展程序；積極參加社群文體活動，提高患者參與運動的積極性，提高其功能和改善體質，從心理上增強患者的自信心和自尊心。

文/廣州日報·新花城記者：龍錕

圖/廣州日報·新花城記者：龍錕

廣州日報·新花城編輯：李鳳荷