為了星星的孩子們，來自“中國腦計劃”的努力！

2023年11月，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院松江研究院/中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）仇子龍團(tuán)隊與復(fù)旦大學(xué)腦科學(xué)轉(zhuǎn)化研究院程田林團(tuán)隊合作在國際神經(jīng)科學(xué)權(quán)威期刊《自然 神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）上發(fā)表題為《全腦體內(nèi)基因編輯逆轉(zhuǎn)了Mef2c變異小鼠的行為變化》（Whole-brain in vivo base editing reverses behavioral changes in Mef2c mutant mice）的研究論文，首次報道了在全腦范圍內(nèi)利用單堿基編輯技術(shù)成功改善Mef2c孤獨癥小鼠模型神經(jīng)發(fā)育與孤獨癥樣核心行為表型。

**孤獨癥是國家科技創(chuàng)新2030-“腦科學(xué)與類腦研究”重大項目（即“中國腦計劃”）中的一個研究方向，得了這個疾病的孩子被稱為“來自星星的孩子”。**他們常常對外界的反應(yīng)視而不見、充耳不聞，在語言交流、感覺調(diào)節(jié)和動作上都存在一定的障礙，更不用說在知識學(xué)習(xí)上、人際交流上所面臨的困難。2022年《中國孤獨癥教育康復(fù)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r報告IV》數(shù)據(jù)顯示，中國孤獨癥發(fā)病率7‰，人群超過1000萬，其中，0-14歲兒童約有300萬-500萬人，已經(jīng)成為兒童神經(jīng)發(fā)育疾病中最主要的一種，嚴(yán)重危害兒童的身心健康，給家庭和社會帶來沉重的負(fù)擔(dān)。

● 一起關(guān)注孤獨癥

孤獨癥，全稱孤獨癥譜系障礙（Autism Spectrum Disorder，簡稱ASD），也稱為自閉癥，是一組以社交溝通障礙、興趣或活動范圍狹窄以及重復(fù)刻板行為為主要特征的神經(jīng)發(fā)育性障礙，大多起病于兒童早期，持續(xù)終身，需要全生命周期的支持。作為一種典型的神經(jīng)發(fā)育疾病，孤獨癥長期以來一直是醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究的熱點。

近年來，腦科學(xué)飛速發(fā)展，借助先進(jìn)的神經(jīng)成像技術(shù)，如功能磁共振成像（fMRI）和彌散張量成像（DTI），科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)孤獨癥患者的大腦中多個區(qū)域（如前額葉、顳葉和杏仁核等）的連接模式和信息處理方式與健康人不同。這些差異可能導(dǎo)致患者在社交認(rèn)知、情感理解和語言溝通等方面存在困難。

此外，基因研究也在孤獨癥領(lǐng)域取得了重要突破?？茖W(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了與孤獨癥風(fēng)險密切相關(guān)的多個基因變異，例如Mef2c、 SHANK3 等。這些基因變異可能影響大腦神經(jīng)元的發(fā)育和突觸連接的形成，從而增加患孤獨癥的可能性。

● “腦計劃”研究與孤獨癥

1、基于腦科學(xué)的研究成果，孤獨癥的治療策略也在不斷演進(jìn)。其中，傳統(tǒng)的行為療法和康復(fù)訓(xùn)練作為孤獨癥治療的主要手段，現(xiàn)在發(fā)展更加個性化和精準(zhǔn)。例如，根據(jù)孤獨癥患者大腦連接模式的差異，研究者們設(shè)計了針對性的認(rèn)知訓(xùn)練項目，旨在改善患者的社交互動和語言能力。這些訓(xùn)練項目利用電腦游戲、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，為患者提供安全、可控的學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助他們逐步建立正常的社交認(rèn)知和行為模式。

另外，藥物治療作為孤獨癥治療的一個重要方面，雖然目前還沒有能夠治愈孤獨癥的藥物，但科學(xué)家們正在研究能夠調(diào)節(jié)大腦神經(jīng)遞質(zhì)平衡、改善神經(jīng)元連接的藥物，以期減輕孤獨癥患者的癥狀和提高他們的生活質(zhì)量。例如2024年1月，美國?品和藥物管理局 (FDA)已批準(zhǔn)JAG201基因療法申請，此療法基于著名的華人科學(xué)家馮國平博士的專利，將有望治療SHANK3基因突變ASD患者。

2、類腦研究，作為人工智能領(lǐng)域的一個分支，旨在模仿大腦的工作原理來構(gòu)建更加智能的計算機(jī)系統(tǒng)。在孤獨癥研究中，類腦研究的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個方面：一是通過計算建模來模擬孤獨癥大腦的工作機(jī)制；二是利用類腦算法來分析和預(yù)測孤獨癥患者的行為。

計算建模可以幫助科學(xué)家們更好地理解孤獨癥大腦的結(jié)構(gòu)和功能異常。通過建立孤獨癥大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，研究者們可以模擬孤獨癥患者的信息處理過程，從而揭示孤獨癥癥狀的神經(jīng)機(jī)制。這些模型還可以用于測試不同的治療策略，為臨床試驗提供理論依據(jù)。

類腦算法在孤獨癥患者的行為分析和預(yù)測方面也具有巨大潛力。通過分析孤獨癥患者的行為數(shù)據(jù)（如語言、動作、情緒等），類腦算法可以識別出患者的特定行為模式，并預(yù)測他們在不同情境下的反應(yīng)。這些信息對于制定個性化的治療方案和評估治療效果至關(guān)重要。

● 從實驗室走進(jìn)生活

盡管腦科學(xué)和類腦研究在孤獨癥領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，但這些成果要真正應(yīng)用于臨床實踐還需要經(jīng)過一系列嚴(yán)格的驗證和轉(zhuǎn)化過程。

首先，研究者們需要通過大規(guī)模的臨床試驗來驗證新治療策略的有效性和安全性。這包括招募大量的孤獨癥患者參與研究、設(shè)計合理的試驗方案、收集和分析數(shù)據(jù)等。這些工作既耗時又耗資，但卻是確保新治療方法能夠造?；颊叩年P(guān)鍵步驟。

其次，臨床轉(zhuǎn)化還需要考慮到個體差異的問題。孤獨癥是一種高度異質(zhì)性的疾病，不同患者的癥狀嚴(yán)重程度和表現(xiàn)形式可能存在很大差異。因此，在制定治療方案時，醫(yī)生需要根據(jù)患者的具體情況進(jìn)行個性化調(diào)整，以確保治療效果最大化。

最后，社會支持和政策保障也是臨床轉(zhuǎn)化不可或缺的因素。孤獨癥患者及其家庭需要得到社會更多的理解和支持，包括教育、就業(yè)、康復(fù)等方面的幫助。所幸的是，社會各界，自上而下，正在通過不同的層面、不同的渠道、不同的形式，提高對這個疾病的認(rèn)識與支持。

● 美好展望

腦科學(xué)與類腦研究在孤獨癥等神經(jīng)發(fā)育疾病方面的應(yīng)用前景廣闊。隨著“中國腦計劃”探索與深入，在社會各界的共同努力和支持下，我們堅信，未來會有更多有效的治療方法問世，孤獨癥患者與家庭，迎來更為美好的生活。

本作品由上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬松江醫(yī)院健康科普團(tuán)隊原創(chuàng)

作者：張怡，上海市松江區(qū)石湖蕩鎮(zhèn)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心全科醫(yī)師

通訊作者：沈華，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬松江醫(yī)院全科副主任醫(yī)師

圖片：由作者構(gòu)圖后AI再創(chuàng)作

基金項目：上海市松江區(qū)2023年度科普項目（2023SJKPZ016）