在今年中关村论坛期间展览上，生命科学领域突破极限的各类“最”新成果，包括脑科学研究的原创成果以及医疗“重器”的发展和应用，这些成果不仅在科研上取得突破，还将惠及百姓。
想象一下，当速度达到光速70%的重离子对肿瘤发起轰击，这一前沿技术已经成功治疗了数千名肿瘤患者；那仅仅只有米粒大小的神经元细胞，从干细胞开始分化，如今已实现了人工培养；还有国产高载量核酸合成仪，一次就能合成30多克高质量核酸，要知道，以往的核酸生产可是以纳克为单位计量的，这无疑是达到了“极大量级”。
在今年中关村论坛期间举办的展览上，可谓是精彩纷呈。这里不仅有机器人展示着它们令人惊叹的技艺，更有生命科学领域众多突破极限的各类“最”新成果集中亮相。这些成果涵盖了最快的重离子治疗、最小的神经元细胞培养以及最高产的核酸合成等多个方面，充分彰显了生命科学领域的蓬勃发展和无限潜力。
开拓“最终疆域”，取得原创成果
脑科学，一直以来都被视作科学研究的“最终疆域”，是生命科学领域中最难以攻克的高地之一。然而，在此次中关村论坛上，脑科学领域的重重“禁地”正在逐步“解除封印”，一系列原创性的科研成果不断涌现。
“要深入研究生命的奥秘，就必须拥有全新的分析工具和观测工具。倘若只是依靠购买尖端设备来开展研究，那么使用的很可能是别人已经用过多年的设备，在这种情况下，科学家很难取得原创性的科学成果。”在3月29日举办的医学AI创新与发展论坛上，中国科学院院士、北京大学国家生物医学成像科学中心主任程和平带来了令人瞩目的消息。他自主研发的双光子显微镜仅有2.2克，却能跟着小鼠一起奔跑。这种双光子显微镜能够在动物奔跑的实时状态下对脑细胞进行成像，目前已经装机上百台。它助力中国团队在孤独症研究、神经韧性研究等方面取得了开创性的成果。
这一脑科学研究的“利器”所展现出的对于生命科学研究范式的颠覆能力，得到了国际同行的广泛认可。哈佛大学、美国国立卫生研究院等权威研究机构纷纷采购该设备，足以证明其在国际上的影响力。
程和平还介绍说，在技术进阶方面，未来还将发展出三光子显微镜、多色成像显微镜等设备。这些新型设备将能够探测更深的“脑海”，实现深脑成像，并且可以通过不同的颜色标记不同的神经元，为脑科学研究提供更丰富、更精准的信息。在临床应用方面，将发展出细胞内窥镜设备，这种设备能够直接在病灶部位进行无创精准诊断，为疾病的早期诊断和治疗提供有力支持。
研究脑科学，既需要研究大脑的功能结构，也需要研究大脑的生长发育过程。“神经元具有各种各样的类型，了解它们是如何产生的，对于孤独症等疾病的研究和治疗非常重要。”北京脑科学与类脑研究所研究员李冲在接受科技日报记者采访时表示。由于人类大脑发育具有独特性，动物模型存在一定的局限性，只有人类大脑模型才能重现人类大脑的复杂性和特殊性。
人脑是一个高度分化且极其复杂的组织，要准确地引导干细胞分化出具有特定脑区的脑类器官是一项极具挑战性的任务。李冲团队构建了脑类器官3D培养系统，这个系统在体外能够模拟体内神经系统生长发育的过程。与传统的2D培养相比，3D培养更贴近真实的脑发育情况，能够对复杂、动态的过程实现再现，为脑科学研究提供了更真实、更有效的模型。
作为北京脑科学与类脑研究所的重要研究成果之一，多能干细胞诱导的3D人脑类器官培养技术在中关村论坛上展出。李冲表示：“它不仅可以用于人脑功能、脑疾病机制、神经药物筛选等方面的探索，还可以用于移植和治疗。”例如，退行性病变患者的神经元无法自己再生，而通过干细胞体外分化获得神经元的途径就可以帮助他们补充新的健康神经元。随着全球多个干细胞治疗产品进入临床试验阶段，这为相关领域的临床落地带来了新的希望。
医疗“重器”，惠及百姓
近年来，医疗领域的国之重器取得了突飞猛进的发展。在中关村论坛上展出的医用重离子加速器已经成功应用于肿瘤治疗。就在今年2月，在国产自主研发重离子加速器加持下的碳离子治疗系统在浙江省肿瘤医院正式开始运行，这是全国范围内第三台开展治疗服务的系统。通过碳离子束的高速轰击，能够在对正常组织造成极小损伤的情况下，高效、精准地对恶性实体肿瘤实施放射治疗。这项由中国科学院近代物理研究所转化而成的“重器”，填补了我国在这一领域的医疗设备空白，而且装置成本只有进口设备的一半，大幅降低了患者的治疗费用。
让患者感受最为深切的，还有机器人协助下手术获益的显著增长。“借助导航系统，手术切口从十几厘米缩短至1厘米，医生能够精准定位，大大减少了对患者的损伤。”中国工程院院士、中国人民解放军总医院教授唐佩福在医学AI创新与发展论坛上表示。更重要的是，机器人的协助降低了医生的学习曲线。例如骨盆骨折手术，由于其难度较高，过去只有正高级医生才能进行操作，而现在在机器人的协助下，年轻医生也可以精准操作。此外，通过互联网技术，机器人手术还可以实现远程操作，这意味着患者在基层医院也能接受高质量的手术治疗，优质医疗资源得以真正走到老百姓的家门口。
本文围绕中关村论坛上生命科学领域的成果展开，介绍了脑科学研究在工具研发、类器官培养等方面取得的原创成果，以及医疗重器如医用重离子加速器和手术机器人的应用与发展。这些成果不仅推动了科研进步，也为医疗领域带来了新的突破，降低了治疗成本，让更多患者受益，彰显了科技在生命科学和医疗领域的重要作用。
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