扎根杭州七年,加拿大院士萨万领衔攻克脑疾病难题——神经芯片技术让失明者重获“视觉”成为可能

问题——脑部疾病治疗仍面临“瓶颈”,神经系统此“黑匣子”尚未被充分打开。当前,阿尔茨海默症、癫痫等脑部疾病在诊疗上仍存在有效手段不足、个体差异大、长期管理难等现实挑战;此外,先天性失明等疾病也对康复技术提出更高要求。如何更精确地获取大脑信号、理解其编码规律,并将这一能力转化为可验证、可持续的临床方案,成为脑科学与医疗器械领域的共同课题。 原因——大脑结构复杂、信号微弱且动态变化,单一学科路径难以突破。业内人士指出,大脑神经网络具有高度非线性与时变特征,传统药物或单点刺激往往难以实现稳定、可量化的干预效果。此外,面向临床的植入设备还需同时满足安全性、低功耗、长期稳定、生物相容性与系统集成等多重门槛。正因如此,电气工程、材料科学、神经科学、临床医学等跨学科融合,正在成为推动突破的重要方向。十余年前,萨万将研究重心由外周神经转向更为复杂的大脑领域,试图以工程化手段提升“观测—解码—调控”的闭环能力。 影响——以“神经形态芯片”为代表的新技术,正在拓展疾病干预与功能修复的路径。萨万团队的研究重点之一是受大脑启发的神经形态芯片,即模仿神经元工作机制的微芯片系统,既能记录并解码颅内神经信号,也可通过电刺激或药物递送实现闭环调控。这种“读写一体”的思路,有望提升对异常放电、网络紊乱等现象的识别与干预效率,并为个性化治疗提供数据基础。以视觉修复为例,团队探索绕过“眼睛—视神经—大脑”的传统通路,直接在视觉皮层建立新的信息输入方式:外部摄像头采集图像后无线传输,植入电极阵列以点状刺激形成低分辨率视觉线索,再由大脑进行整合与适应。涉及的思路指向一个趋势——未来的功能重建不再仅依赖器官端修复,而更多转向神经信息通路的重构与重编码。 对策——以国际合作与本土创新能力结合,推动基础研究、工程化验证与临床转化形成闭环。浙江省此次授予国际科学技术合作奖,折射出地方对高水平开放合作与关键技术攻关的重视。萨万与中国的科研联系可追溯至2005年,长期与国内团队开展联合研究。2018年,他选择在加拿大荣誉退休后全职加入当时尚在筹建的西湖大学,在杭州持续推进神经芯片与智慧医疗器械研发。受访时他表示,良好的科研环境、聚焦基础研究的办学定位、较高的科研自主度与国际化运行机制,是促成其长期投入的重要因素。面对跨文化团队协作,他所在团队在科研交流中以英文为主、项目材料以中文规范呈现,形成“双语协同”的工作模式,既保障学术交流效率,也提升科研组织与申报能力。 人才培养也是推动领域可持续发展的关键一环。据介绍,截至2025年底,相关中心已培养10名博士毕业生,毕业生多继续在高校、科研机构从事研究或开展博士后工作。业内人士认为,神经芯片等前沿领域对复合型人才需求强烈,既要理解神经信号与临床需求,也要具备芯片设计、系统集成与工程验证能力。以项目牵引、平台支撑、跨学科培养的体系,将直接影响我国在该领域的创新速度与转化效率。 前景——从“实验室可行”走向“临床可用”,仍需跨越长期稳定性与规范化验证两道关口。受访专家指出,植入式神经设备的临床应用不仅取决于单次实验效果,更取决于长期安全、可靠与可维护:包括植入后信号稳定性、材料与组织反应、无线传输安全、能量供给与散热控制、以及数据合规与伦理治理等。未来一段时期,推动多中心、标准化的临床研究,建立统一的评估指标与监管路径,将是技术落地的必要条件。与此同时,随着传感器、低功耗芯片、算法与医疗工程的协同迭代,神经芯片在疾病监测、功能修复与康复辅助等方向的应用空间有望继续打开。

当科学探索遇上中国机遇,产生了令人振奋的化学反应。萨万团队的实践表明,在全球科技竞争日趋激烈的今天,高水平开放合作仍是突破人类认知边界的必由之路。随着更多国际顶尖人才汇聚中国创新热土,那些曾经存在于科幻作品中的医疗场景,正在一步步转化为改善人类健康的现实方案。这不仅是单个科研团队的胜利,更是我国坚持开放创新、构建人类命运共同体的生动注脚。