背景和使命

　　大腦是自然界進化出的結構異常復雜、功能非常強大的器官，但我們對它的認識和理解還是非常有限。而且人們目前對于絕大部分神經系統疾病的了解不夠，比如對阿爾茨海默癥、帕金森癥、自閉癥、抑郁癥、成癮等疾病的診斷和治療手段極為有限。隨著人類科學技術的進步，人們也越來越想了解這個“控制自身的器官-大腦”。從2013年起美國、歐盟、日本及其它國家相繼啟動了耗資以億計、時長逾十年的大型腦科學計劃項目。在過去幾年里，推進腦科學發展的緊迫性和重要性在世界范圍內被高度重視。“腦計劃”被看作是可以和“人類基因組計劃”相媲美的大科學項目。

　　中國的“腦計劃”經過多年的醞釀即將啟動，擬投入超過600億元人民幣對該計劃予以重點支持。中國“腦計劃”分兩個方向：以探索大腦秘密、攻克大腦疾病為導向的腦科學研究和以建立和發展人工智能技術為導向的類腦研究。各領域科學家提出了“一體兩翼”的布局建議，即以研究腦認知的神經原理為“主體”，研發腦重大疾病診治新手段和腦機智能新技術為“兩翼”。目標是在未來15年內，在腦科學、腦疾病早期診斷與干預、類腦智能器件三個前沿領域取得創新性的成果。

　　在十三五期間，國家發改委批準建設以程和平院士為首席科學家的“多模態跨尺度生物醫學成像”國家重大科技基礎設施，旨在實現全景式揭示基因表達、生物大分子構象、細胞信號、組織代謝及功能網絡的時空動態和內在聯系，闡明大腦認知的基本原理、腫瘤和心腦血管疾病的發生和發展規律。相應的，成像設施的基本工程目標為打通尺度壁壘，整合多模態信息，打造在時空尺度和成像模態上形成無縫對接的、從分子到人的生物醫學成像技術“一體化”集群大型設施。

　　程和平院士及其團隊在2017年取得了創新性科研成果：2.2克微型化佩戴式雙光子熒光顯微鏡，被諾貝爾獎得主Edvard. I. Moser稱為“研究大腦的空間定位神經系統的革命性新工具”。已榮獲科技部《2017年中國科學十大進展》、衛生部《2017年十大醫學科技新聞》及中國科協《2017年度中國生命科學十大進展》。該成果為腦科學的研究提供了重要的高端儀器，可在動物自然行為條件下，實現對神經突觸、神經元、神經網絡、多腦區等多尺度、多層次動態信息處理的長時程觀察，這樣不僅可以“看得見”大腦活動過程，還將為可視化研究自閉癥、阿爾茨海默病、癲癇等腦疾病的神經機制發揮重要作用。

　　依托上述核心技術，程和平院士及其團隊在南京市江北新區設立基于高通量腦成像技術的院士工作站，并于2020年被省科技廳認定為“省級院士工作站”。擬開展多個方向的腦科學研究和技術項目攻關。主要的研究方向有：(1)開展介觀腦功能聯接圖譜項目，建立大腦“功能聯接圖譜”的研究新范式;(2)研究神經血管單元間的相互作用，從血管和膠質細胞的角度解析腦疾病;(3)研究線粒體在神經退行性疾病中的作用，探索早期診斷和及時干預的新靶點和新策略;(4)研究代謝及衰老過程中的神經科學。