光明科学城“最强大脑”撬动全球脑科学竞争

大脑中数千亿神经元如何传递信息？近期，一项发表于《Science》杂志的重大研究成果让世界的目光再次聚焦光明科学城。中国科学院深圳先进技术研究院（简称“深圳先进院”）脑认知与脑疾病研究所（简称“脑所”）/深港脑科学创新研究院/中国科学技术大学毕国强、刘北明、陶长路团队，依托深圳市脑解析与脑模拟重大科技基础设施（以下简称“脑设施”），通过自主研发的毫秒级时间分辨原位冷冻电镜技术，成功捕捉到突触囊泡释放与快速回收的完整动态过程，提出“亲吻-收缩-逃逸/融合”新模型，统一了困扰学界半个世纪的理论争议。

深圳市脑解析与脑模拟重大科技基础设施荣誉资质证书。

这项突破性研究揭示了大脑信息传递的奥秘，凸显了这一大科学装置作为粤港澳大湾区脑科学研究“最强大脑”的关键作用。凭借独特的技术优势和开放共享的创新生态，脑设施正成为中国撬动全球脑科学竞争的核心支点。

深圳市脑解析与脑模拟重大科技基础设施。

国之重器支撑重大突破

人的大脑里拥有约860亿个神经细胞，构成100万亿个连接点，其复杂程度堪比探索星辰大海。如果把大脑比作宇宙中最复杂的星系，那么脑设施就是专为它打造的一台“超级望远镜”。它不仅能“看见”神经元之间微妙的连接，还能“读懂”它们如何传递信息，甚至尝试“模仿”大脑的工作方式。

自2020年项目启动建设以来，这座总建筑面积5万余平方米的国家重器，正以系统化布局和国际化视野，重塑中国脑科学研究的发展格局。该设施依托中国科学院深圳先进技术研究院与深港脑科学创新研究院的核心科研力量，不仅是国内首个集“脑编辑、脑解析、脑模拟”于一体的综合性重大科技基础设施，更是面向全球开放的跨物种、全尺度脑科技创新平台。

脑设施以三大技术模块为核心架构：脑编辑模块涵盖基因编辑等关键技术环节；脑解析模块实现从微观到宏观的全尺度解析；脑模拟模块聚焦类脑计算、植入式器件、脑机接口等前沿方向。三大模块功能互补、密切协作，形成了多物种实验动物在同一空间下的精准解析与模拟能力。

在内部，三大科学部协同运转。其中，非人灵长类实验动物科学部规划饲养2000只实验猴，配备10间手术室，成功构建了自闭症、阿尔茨海默病等重大脑疾病模型猴；啮齿类实验动物科学部配备近3万笼位（一期）和24台无菌隔离器，自动化运行比例超90%，为大规模实验提供稳定支撑；大设备实验科学部汇聚了神经影像、电生理、电镜、质谱等九大技术平台，实现了从基因到行为、从微观到宏观的全链条研究。

深圳先进院脑所所长、深港脑科学创新研究院院长王立平研究员指出，过去研究一种脑疾病，往往需要分散在不同机构寻找动物模型、借用成像设备、委托基因测序，不仅周期长、成本高，数据也难以有效整合。而在脑设施，从基因编辑制备模型，到多模态成像解析结构功能，再到类脑器件模拟干预，全流程可在同一时空下高效完成。这种以非人灵长类为特色、跨物种协同的研究模式，能显著提升数据重复性，加速研发周期，为脑疾病诊疗和药物开发提供更可靠的路径。

创新成果持续涌现

在脑设施的强大支撑下，重大科研成果接连涌现。

深圳先进院脑所、深港脑科学创新研究院王立平团队在《Neuron》上揭示了小鼠片段化摄食行为的神经调控机制，朱英杰团队在《自然-神经科学》上发表社会胜利体验可重塑多巴胺环路以降低毒品成瘾行为，这些研究均依托大设备实验科学部的电生理、行为分析和神经调控平台，实现了对神经环路功能的精准解析。

在脑疾病模型构建方面，陈宇/路中华/叶涛团队在《Alzheimer's & Dementia》发表研究，建立了首个家族性阿尔茨海默病PSEN1突变食蟹猴模型，这离不开非人灵长类实验动物科学部在基因编辑、繁育和表型分析方面的系统性支撑。

此外，深圳先进院脑所、深港脑科学创新研究院参与绘制的世界首幅“亚微米级猕猴大脑神经元长距离投射图谱”，借助脑设施光学成像与神经影像平台的先进设备，实现了高效率、高分辨率的全脑成像。2025年3月，都展宏团队研发高性能液晶MXene神经电极，其MRI兼容性测试正是在设施内的9.4T超高场小动物MR系统上完成的。

开放共享催生创新生态

科研成果持续涌现，离不开设施开放共享的生态赋能。脑设施采用预约定制式服务模式，面向国内外高校、科研机构、医疗机构和企业全面开放。过去一年，其用户数量增长40%，合作单位从粤港澳大湾区的广东省智能科学与技术研究院、深圳医学科学院、香港理工大学、香港城市大学、澳门大学，逐步扩展到华东、华北多家知名高校医院。

近期荣获中国政府友谊奖的德国科学院院士、深圳理工大学生命健康学院讲席教授赫尔穆特·凯特曼，也是脑设施的老用户。他带领团队依托脑设施开展小胶质细胞结构与功能研究，已产出多项重要成果。

开放共享举措及进展

这种开放共享的机制让科研人员无需自行购置昂贵设备或组建庞大技术团队，只需提出科学问题，即可获得从实验设计、模型制备到数据分析的全流程技术支撑。深圳医学科学院助理研究员刘炳煜表示，脑设施开放共享模式能够及时响应提前规划实验或是应对紧急研究需求，极大地提升了科研效率，简洁高效的操作大幅降低了沟通成本。

目前，脑设施已经取得国际实验动物福利伦理AAALAC认可，并积极筹备CNAS（中国合格评定国家认可委员会）认可，未来将为全球用户提供更具公信力的检测与技术服务。

王立平曾表示，未来十年将是以脑疾病创新药、创新疗法研发为核心的脑科学与类脑智能产业黄金发展期。脑设施正与光明科学城内的脑创中心等平台深度联动，构建起“基础研究-技术攻关-成果转化-产业孵化”的完整创新链条。

在这里，一个“0到1”的原始发现可通过设施标准化平台快速验证，再依托周边产业园区实现“1到N”的技术转化。这种“沿途下蛋”的创新模式，正让光明科学城加速成长为全球脑科学与类脑智能产业的重要策源地，为中国在全球脑科学竞争中赢得关键话语权。

光明新闻全媒体记者 林彦君/文 通讯员 梁世龙/图

编辑 陈栋