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程和平院士:走出实验室的藩篱 将科技成果转化为实实在在的社会生产力
12-02 文章来源: 浏览量:859
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编者按

脑是人体最为复杂的器官,揭示脑的奥秘被认为是生命科学研究的“终极疆域”。迄今,脑科学研究在微观和宏观层面上已取得了一系列重大进展。金科君创投资的企业里也不乏为脑科学的发展做出积极贡献的企业,北京超维景生物科技有限公司基于其创始人——中国科学院院士、北京大学未来技术学院程和平院士及其团队自主技术开发的,用于监测动物脑神经元活动的微型化双光子荧光显微镜,被誉为这一领域的“革命性“工具,开启了神经科学研究的新范式。

北京大学未来技术学院教授程和平院士


交叉学科碰撞出的“火花”

程和平本科就读于北京大学数学力学系,三年级时转而对生物学产生兴趣,开始自主学习一些相关课程。在老师们的教导下,程和平在研究生期间修完了生物系生理专业本科的全部课程,并拿到了生理学的本科学位,成为了北大的第一批双学士。

由于成绩优异,老师们甚至主动为这个年轻人规划未来的人生:从事生物医学工程的研究。为此,他硕士毕业后留在北大,在无线电电子学系任教,以便掌握电子学及计算机软硬件的实验技能,为将来做生物工程大实验做准备。

尽管程和平后来并没有从事生物工程研究,但在电子学系的两年没有白费。1992年12月,程和平留学美国马里兰大学期间,利用经自己改造过的、当时最先进的激光共聚焦显微成像系统,发现静息状态的大鼠心肌细胞中存在自发性的微点钙释放现象。经过研究,他认为这是细胞内钙释放的最基本单位,并将这一现象命名为“钙火花”。钙火花的发现,为众多疾病病因与病理的探索带来新的契机。目前,世界上包括美、英、日、法、德等国的上百家主流细胞实验室都在这一新开拓的领域做跟进、纵深研究。一位美国科学院院士将其称之为一门新的学科,并冠名为“Sparkology”(钙火花学)。

程和平表示对钙火花的发现,是得益于其在北大9年学习数学、生物、计算机综合知识而奠定的交叉学术基础。

放弃国外优渥待遇毅然回国

2005年,在国家985工程的支持下,程和平毅然放弃在国外的百万年薪和终身职位,选择回国参与建设北京大学分子医学所。期间程和平及其科研团队克服了重重困难,使分子医学研究所逐渐成长为理念先进、具有强大优势和潜力的转化医学平台,研究所的学术论著和科研项目获得了国际国内的认可,不断有研究论文在《Cell》《Nature》等权威期刊发表。程和平本人也获得多项荣誉和称号:中国高被引学者、973首席科学家,教育部长江特聘教授、中科院院士等。



程和平认为,科研成果如果不转化成生产力,不服务社会,便是对宝贵资源的极大浪费,特别是在中国当下的历史阶段,尤其如此。在这种理念的引导下,程和平带领着多位具有生物医学、电学、光学和通讯等学术背景的年轻专家学者团队,于2016年创立北京超维景生物科技有限公司,致力于自主高新技术的转化以及高端生物医学成像装备的研发。

院士创业,将科技成果转化为社会生产力

大脑思维能否“看得见”?即对动物的神经元实现实时成像,是个一直以来困扰神经科学家的问题。以小白鼠为实验对象,传统的科学监测只能将其固定,或者打麻药使其安静下来,或者观察其脑部切片。但这样做的弊端是无法呈现真实、运动状态下的神经元活动。发明“趁手”的仪器设备,对于该领域的科研活动至关重要。

虽然,监测动物脑神经元活动的双光子显微镜设备早已应用在国外的实验室中,但它们中大多数体积较大,重量也从几十到上百千克不等,一些相对较轻的设备成像质量差,成像速度不理想,无法快速捕捉脑部神经元的活动。

佩戴式微型双光子荧光显微镜


由程和平院士牵头研发的微型化双光子活体成像技术,将传统双光子显微镜中的核心探头,都缩减在一个仅有2.2克重的微小部件中。这项基于自主研发的核心技术,超维景生产的微型化双光子荧光显微镜,在世界上第一次获取了自由行为小鼠大脑细胞和亚细胞结构的清晰、稳定的动态图像。值得注意的是,整套微型化双光子荧光显微镜拥有完全自主知识产权,累计申请专利达到了50多项。

这项发明被Nature Methods评为“2018年度方法”,被国家科技部评为“2017度中国十大科学进展”。这款配戴式双光子显微镜已被国内外科学家应用于神经科学研究的多个领域,并获得了业内知名专家学者的高度认可。    

创业艰辛,程和平欣慰于国家政策的支持和引导,同时也得益于北大、北航、成电等高校每年给团队输送的优秀人才。程和平一贯支持团队中的年轻人去继续创业,带着技术去创业。同时,他也希望自己的尝试和探路,能让更多的专家院士和有实力的科研单位大胆迈出这一步,走出围墙和实验室的藩篱,将科技成果转化成实实在在的社会生产力。



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