生物医学工程创新成果 - 2025年6月科研团队发现哺乳动物器官再生“分子开关”，使受伤成年小鼠重新长出耳廓软骨和神经组织[1] - 2025年8月全球首个直径超1厘米的活体心脏类器官在上海实验室培育成功，该器官来源于人源干细胞，具有天然活性和低排异性[1] - 生物医学工程技术涵盖人工关节、心脏支架、智能假肢和3D打印器官等领域，正成为人类对抗疾病的关键力量[3] 3D生物打印技术与类器官制造 - 类器官是由干细胞在体外诱导培养而成的迷你简化版器官模型，能模拟真实器官结构与功能，用于疾病建模、药物筛选及个性化治疗[4] - 打印一个活性类器官需要几十亿甚至上百亿个细胞[4][8] - 生物打印机使用细胞、水凝胶和活性因子融合而成的生物墨水作为打印材料[6][9] - 深圳清华大学研究院研发的高科技生物3D打印机打印精度可达100微米甚至更低，已能打印具有生命活性的耳朵、骨骼、心脏等类器官[11] - 皮肤、软骨、骨支架等简单组织和膀胱等小型类器官已实现打印并用于临床，但打印复杂器官仍处于科研阶段[13] 类器官在药物研发中的应用 - 高通量类器官打印设备可将癌症患者的肿瘤组织与生物材料混合，在体外高效模拟出肿瘤类器官模型[16] - “类器官试药”技术能在不同试药腔室中同时测试多种药物和剂量，筛选出最有效的治疗方案，避免在患者身上“盲试”，目前该技术已走入临床[16] 原位打印与再生医学 - 原位打印技术可模拟在受伤的皮肤组织上直接打印新皮肤，并能以微创方式深入人体内部进行修复[18] - 科研团队已将携带活细胞的生物墨水应用于心脏梗死区域打印，形成心脏补片以修复坏死的心肌组织[18] - 科学家正致力于提升打印精度、构建复杂微结构和血管网络，并解决打印器官的长期功能维持与稳定性问题，推动人工器官从“形态模拟”迈向“生命功能复现”[20] 跨学科合作与视觉假体突破 - 上海三个国家重点实验室跨界合作开发出全球首款超宽光谱视觉假体，该假体为仅指甲盖二十分之一大小的超薄贴片，内部布满纳米线[21][23] - 该视觉假体可使失明动物恢复可见光感知能力，并具备红外感光能力，其光电流密度通过优化从0.01-0.1安培/平方厘米提升至30安培/平方厘米，为已知体系最高水平[21][25] - 经过7年磨合探索和10多个版本迭代，该成果发表于《科学》杂志，为脑机接口、器官修复等技术提供新思路[27] 政策支持与产业布局 - 政府工作报告和七部门实施意见将生命科学、量子技术等列为未来产业新赛道，并在“未来健康”方向提出加快细胞和基因技术产业化[28] - 上海自2021年起布局类器官创新生态圈，支持类器官和器官芯片等创新项目[28] - 湖北将类器官等列为生物医药产业重点方向，目标到2027年生物医药产业规模达2500亿元[28] - 深圳将细胞治疗、基因治疗、生物制造等前沿方向列为重点资助对象[28]

第七届科学探索奖获奖名单 - 2025年8月25日第七届科学探索奖揭晓 50位青年科学家获奖 覆盖数学物理学 化学新材料 天文和地学 生命科学 医学科学 信息电子 能源环境 先进制造 交通建筑和前沿交叉领域[2] 获奖者领域分布 - 生命科学领域5人获奖 包括毛亚飞 徐通达 薛愿超 闫浈 竺淑佳[3] - 医学科学领域5人获奖 包括李伟 林贤丰 舒易来 徐和平 周青[4] - 前沿交叉领域6人获奖 包括陈明城 司廷 宋成 陶光明 张嘉漪 赵方庆[5] 获奖者研究成果 生命科学领域 - 毛亚飞团队2025年2月26日在Nature发表研究 首次完成非人灵长类端粒到端粒完整基因组组装 系统解析猕猴属与人类的大尺度基因组差异[7] - 徐通达团队2019年4月3日在Nature发表研究 揭示植物类受体蛋白激酶TMK1介导的生长素信号途径调控植物差异性生长的分子机制[10] - 薛愿超团队2023年7月12日在Nature发表研究 发现增强子和启动子非编码RNA中反向互补的Alu序列可通过碱基配对决定增强子-启动子配对选择特异性[14] - 闫浈团队2024年8月27日在Cell发表两篇研究 深入揭示叶绿体蛋白转运的动力机制及其进化多样性 可能提升粮食作物单位面积产量和植物固碳能力[18] - 竺淑佳团队2025年1月23日在Cell发表研究 解析出大鼠大脑皮层和海马中内源NMDA受体3种主要亚型及比例 揭示原子分辨率三维结构[20][21] 医学科学领域 - 李伟团队2024年7月8日在Cell发表研究 开发使用RNA供体进行大片段基因精准写入的R2逆转座子工具 在多种哺乳动物细胞系实现大片段基因(>1.5 kb)高效精准整合 最高效率超过60%[23] - 林贤丰团队2022年12月7日在Nature发表研究 实现向哺乳动物细胞跨物种植入植物天然光合系统 在衰老退行性疾病(骨关节炎)治疗中显示良好临床应用前景[27] - 舒易来团队2024年1月25日在The Lancet发表临床试验研究 AAV1-hOTOF基因疗法治疗6名OTOF双等位基因突变患儿 5人获得稳健听力恢复和语言感知能力改善[31] - 徐和平团队2023年9月14日在Science发表研究 揭示肠道神经系统信号通过调控嗜酸性粒细胞活性调节小肠上皮细胞稳态和粘膜免疫力[35] - 周青团队2019年12月12日在Nature发表研究 报道人类RIPK1切割位点变异导致细胞凋亡 细胞坏死和炎症信号通路过度激活 引起严重自身炎症疾病[38] 前沿交叉领域 - 张嘉漪团队2025年6月5日在Science发表研究 开发出全球首款光谱覆盖范围极广(470-1550nm)的视觉假体 使失明动物模型恢复可见光视觉能力并感知红外光[41] - 赵方庆团队2025年1月23日在Cell发表研究 提出全新空间蛋白组学技术框架PLATO 实现全组织切片水平的高分辨率空间蛋白质组检测(25微米分辨率 数千个蛋白)[44] 研究成果发表情况 - 12位获奖者代表论文中 5人论文发表在Nature 4人论文发表在Cell 2人论文发表在Science 1人论文发表在The Lancet[2] 科学探索奖背景 - 科学探索奖由新基石科学基金会出资 科学家主导人才遴选 面向中国内地及港澳地区全职工作的杰出青年科学家(男性45周岁及以下 女性48周岁及以下)[47] - 奖项每年遴选不超过50位获奖人 每位获奖人5年内获得总计300万元人民币奖金 截至2025年共资助347位杰出青年科学家[47]

脑机接口技术概述 - 脑机接口技术通过检测和调控大脑活动在大脑与外部设备之间建立直接信息通路创造新型人机交互方式[1] - 语言脑机接口通过解码大脑活动信号控制语音合成设备实现"意念对话"需解决信号解码、语音合成等技术难题[2] 技术突破与医疗应用 - 中国"北脑一号"半侵入式系统完成第三例人体植入采用128通道柔性高密度电极帮助渐冻症患者恢复语言交流能力[3] - 美国研究团队开发256通道微电极阵列系统实现每10毫秒捕获脑波信号近乎实时解码失语患者意图并保留语调变化[3] - 荷兰研究团队优化深度学习模型实现单个单词92%-100%分类准确率且保留合成语音语调音色特征[4] 人工智能算法进展 - 加州大学团队利用患者失语前录音训练AI算法合成接近原声的语音[4] - 中国团队开发多流神经网络模型实现中文声调音节分类最高76%准确率单字解码达91%准确率[4] 神经系统疾病治疗潜力 - 瑞士脑-脊髓接口技术让瘫痪患者实现行走并在植入后稳定运行超过一年[7] - 全球首款光谱覆盖可见光/红外线的视觉假体让失明实验动物恢复光感知能力未来或治疗视网膜病变[7] - 深部脑刺激已用于治疗帕金森病非侵入式电/磁刺激技术探索治疗抑郁症和阿尔茨海默病[7] 技术发展方向 - 未来需突破对复杂意图和语义的解码结合大语言模型实现"所想即所得"[5] - 需提高植入设备长期稳定性降低创伤提升信号解码准确性[8] - 需加强脑科学基础研究揭示大脑信息处理模式以优化脑机交互效率[8]

技术突破 - 复旦大学团队研发全球首款具有超宽光谱响应能力的视觉假体，能使失明动物恢复可见光视力并扩展视觉功能 [1] - 国内首个脑机接口临床与转化病房在首都医科大学附属北京天坛医院揭牌成立，首次将技术应用于临床 [1] - Neuralink完成首例人类大脑设备植入手术，但数月后出现严重机械故障 [2] 资本动态 - Neuralink最新一轮融资筹集6.5亿美元，投后估值突破百亿美元 [1] - 脑机接口行业近年来成为资本青睐的热门领域 [1] 政策支持 - 国家医保局设立侵入式脑机接口置入费、取出费及非侵入式脑机接口适配费价格项目 [2] - 湖北、浙江等地发布脑机接口医疗服务价格标准 [2] - 湖北明确侵入式脑机接口置入费6552元/次、取出费3139元/次 [3] 产业化挑战 - 侵入式技术存在手术风险和长期免疫排斥反应隐患 [2] - 非侵入式技术信号采集精度和分辨率较低，对环境干扰敏感 [2] - 每例临床成本约30-50万元，包括设备制造、手术植入、术后护理等 [3] - 伦理问题涉及隐私保护、人类自主性和自由意志等核心议题 [3] 发展前景 - 行业处于加速发展阶段，技术持续突破 [4] - 需要提升技术可靠性、降低生产成本 [4] - 需建立完善的伦理监管框架和产业扶持政策 [4]

技术突破 - 复旦大学联合团队开发出全球首款光谱覆盖范围极广的视觉假体 无需外部设备即可使失明动物模型恢复可见光视觉并感知红外光 [1] - 该视觉假体采用碲纳米线网络（TeNWNs）视网膜假体 光电流密度达当前已知最高水平 首次实现最宽光谱覆盖的视觉重建与拓展 [1] - 植入眼底的碲纳米线网络视网膜假体薄如蝉翼 可直接取代退化光感受器细胞 激活视网膜神经元并利用自然通路传递信号 [1] 功能特性 - 视觉假体融合"仿生修复"与"功能拓展"双重特性 规避侵入性脑部手术风险 突破人类天然视觉物理极限 [2] - 技术使失明小鼠重获可见光感 并在黑暗中精准定位940纳米和1550纳米红外光源 [1] - 在食蟹猴实验中验证有效性 植入半年无不良排异反应 为临床转化奠定基础 [2] 应用前景 - 团队正深入研究视觉假体与视网膜高效耦合机制 通过临床转化或改写"人造视觉"技术规则 [2] - 新一代超视觉假体技术不仅有望让失明者重见光明 还将拓展人类感知极限 [2]

技术突破 - 全球首款光谱覆盖范围极广的视觉假体诞生 覆盖470-1550nm波长 从可见光延伸至近红外二区 [1] - 该假体无需依赖外部设备 仅需微创手术植入 即可在光照条件下发挥作用 [1] - 技术由复旦大学集成电路与微纳电子创新学院 脑科学研究院联合中科院上海技物所共同开发 [1] 应用前景 - 假体能使失明动物恢复可见光视觉能力 并具备感知红外线的"超视觉"功能 [1] - 研究成果以《碲纳米线视网膜假体增强失明视觉》为题发表于《科学》杂志 [1] 研发进展 - 研究成果于2025年6月6日北京时间正式发布 [1] - 技术团队包括周鹏/王水源团队 张嘉漪/颜彪团队 胡伟达团队等跨学科研究力量 [1]