生命科学前沿与现代生物技术进展

令利军

一、脑科学计划 二、3D生物打印技术 三、脑机接口与脑脑接口 四、基因组编辑技术 五、单细胞测序技术 六、艾滋病与肿瘤治疗 七、转基因食品与安全性

一、脑科学计划

• 美国科学家John OKeefe（约翰·欧基 夫）、挪威科学家May Britt Moser（梅布里特·莫泽），以及挪威科学家Edvand Moser（爱德华·莫泽）， 因发现了大脑中 形成定位系统的细胞，而被授予了 2014 诺贝尔生理学或医学奖 。毋庸置疑，现 代神经科学已经取得了革命性进展，未 来它仍将是科学发展的大势。

动物或人脑的海马及相邻区域有位置细胞、头部方向细胞和 网格细胞。它们共同的作用在于定位动物和人在空间的位 置。当动物或人在房间或公园内走动，特定的细胞在不同的 位置就会活动，就会反映出他们在什么位置。而发现这一 . 点，对于发现动物或人怎么确定方向确定位置很重要。

美国-脑科学计划

2013年4月2日，美国总统奥巴马宣布，正式 启动一项“脑科学计划”，全称“运用先进创新神 经技术的大脑研究计划（Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies）”，以探 索人类大脑工作机制，绘制脑活动全图，并针对 目前无法治愈的大脑疾病开发新疗法。美国启动 “脑科学计划”，正式标志着其决心全力抢占脑科 学研究的战略制高点。

美国-脑科学计划

年经费投入：2.32亿美元

联邦政府 1.1亿 私营机构 1.22亿 国防高级研究计划局（DARPA） 5000万美元

美国-脑科学计划

初步实施方案确定了9个研究重点领域，其中包 括：

1. 创建大脑结构图谱

2. 开发大型神经网络记录能力 3. 开发基于光遗传学、药物遗传学、生物化学和 电磁场等的神经回路操纵工具

3. 利用虚拟现实、机器学习等了解认知和行为活 动基础 5. 研究提高人类大脑成像技术的空间分辨率和时.

美国-脑科学计划

计划将分为4个阶段： 1. 其中研发新的影像工具，如利用光线穿透脑组 织，以探测并操控细胞功能；

2. 利用新一代电子探针，检测和操控大量的细 胞；

3. 利用纳米技术对单个神经细胞内的活动进行实 时报告；

4. 仿造人类基因组计划的做法，建立数据分析和 . 共享系统。

欧盟-脑科学计划

欧盟委员会2013年1月28日宣布，人脑计划 （Human Brain Project）入选“未来新兴旗舰技术 项目”，将在未来10年内获得10亿欧元的经费资 助。人脑计划意在通过大型计算机模拟人脑的细 胞、化学性质和连接性，以求更好地了解大脑的 功能和发育。欧盟指出，对人脑的研究及相应技 术研发至关重要。这不但有助于帕金森病、阿尔 茨海默病等脑部疾病的诊断和治疗，同时还可以 解释人脑的高能效、高可靠性之谜，对人工智能 研发具有重大作用。

我国脑科学计划即将启动

• 面对激烈的国际竞争，中国将在脑科学领域 有何作为？中科院外籍院士、中科院上海神 经科学研究所所长、中科院脑科学卓越创新 中心主任蒲慕明表示，目前，国内专家已基 本达成共识：我国应集中资源、凭借某些领 域的优势解决当下最迫切的社会需求，发展 预防和治疗脑疾病的诊疗手段，尤其是神经 发育疾病、精神类疾病、神经退行性病变的 早期诊断和干预。