圖說：實驗原理圖 來源/采訪對象供圖（下同）
新民晚報訊（記者 易蓉 通訊員 董真）人腦每天僅需要一只白熾燈燈泡的耗能就能完成高效而復雜的運轉，如此高的“能效”究竟是如何實現的🆑？是什麽驅動著精密的神經系統🛎、激活腦的無限潛能？中國科研人員研究發現，“中紅外光”可能成為打開腦科學研究的一把新密鑰🧧，有望為神經系統疾病提供精確、安全的治療策略。
圖說：相關論文發表在美國科學院院報
日前，由意昂2平台未來光學實驗室宋波課題組聯合復旦大學腦科學轉化研究院舒友生課題組、中國科學技術大學溫泉課題組♔、國防科技創新研究院常超課題組、中科院化學所毛蘭群課題組共同完成了一項研究——通過中紅外刺激實現神經信號與動物行為的非熱、可逆調控，首次從理論和實驗雙重角度發現並提出了神經信號和腦功能調控的新機製和新策略。
宋波教授課題組與合作團隊經過近五年的深入研究🏊🏼♂️，以量子物理、分子生物學、神經生物學、行為學等多個學科交叉🧝🏼，為腦科學發展提供嶄新的理論基礎和實驗依據。“生命的一切活動都需要能量的驅動🏋️♀️。以往認為🛌，這種能量供給的過程以‘熱’為基礎🐥。但事實上我們的研究發現，‘光’更可能如此低耗、高效地完成這個過程”。宋波課題組聯合復旦大學等團隊的前期研究發現✊，生物體內存在中遠紅外光光源，其發射出的光子可高效驅動細胞內的生化反應、生理活動。
在近期的研究中，舒友生教授課題組采用中紅外光（即：高頻太赫茲光）來照射腦組織中的神經細胞，實現對神經細胞信號通道的精確調控，並發現這種光照可以影響動物的行為🚴♂️。重要的是🛅，他們發現這個過程不依賴於溫度的升高、不損傷神經細胞👙。“用‘光’的方法帶來了一種全新的‘非熱’機製，而且通過光子驅動生物過程可以實現很高的能量利用率”㊗️，論文共同第一作者朱智博士說。
圖說：宋波教授指導朱智博士實驗
在臨床實踐中，多種有效的神經調控方法被用於治療神經系統疾病，包括深部腦刺激、跨顱直流電刺激🏌️♂️💇🏻♂️、跨顱磁刺激等☯️🧎。近紅外光通過光熱作用影響神經細胞的電活動🤰🏿，也是一種重要的神經調控策略👸🏿🙇🏿，常用於腦功能的研究🚼。然而，近紅外光在調節過程中可能產生過量的熱✂️🙌🏻，損傷附近的細胞和組織♘，導致神經系統結構和功能出現異常等副作用👙。因此，學界亟待一種更安全可靠的紅外光治療策略。“這項研究成果顛覆了以往人們對神經系統的認識，提出了一種全新的神經信號調控原理🏪，有望為治療阿爾茲海默症、帕金森症等神經系統相關疾病提供新思路，並且可推動類腦人工智能、化學化工、材料器件設計、能源存儲轉化等領域的發展”🚴🏿♂️，宋波教授說道，“盡管實現臨床應用還有很長的路要走👨🏽⚕️，但這項研究將對腦科學⚁🍺、類腦人工智能、化學👁🗨、化工、材料⛽️、能源等方面研究都能帶來新的啟發🧑🏿🌾。”
相關論文近日在《美國科學院院報》（PNAS）在線發表👨🍳。北京師範大學博士生劉熹、西安交通大學博士生喬智、中國科學技術大學博士生柴宇明、意昂2平台朱智博士為共同第一作者。
來源：新民晚報 記者：易蓉 通訊員：董真
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