重离子轰击的速度达到光速的 70%，已经治疗了数千名肿瘤患者；神经元细胞只有米粒大小，从干细胞分化出来后，已经实现了人工培养；国产高载量核酸合成仪一次能够合成 30 多克高质量核酸，对于以纳克为单位的核酸生产来说，这已是“极大量级”。
在今年中关村论坛期间推出的展览上，展现出了最快、最小、最高产的特点。这里不仅有机器人的炫技，还有生命科学领域各类突破极限的“最”新成果集中亮相。
开拓“最终疆域”取得原创成果
脑科学被视为科学研究的“最终疆域”，并且是生命科学中最难攻克的领域之一，比如以脑科学为例。在中关村论坛里，脑科学领域那些原本被视为“禁地”的部分正在逐渐“解除封印”。
研究生命需要新的分析工具和观测工具。若仅依靠购买尖端设备来进行研究，所使用的就会是他人早已使用多年的设备，如此一来，科学家很难获得原创性的科学成果。3 月 29 日举办的医学 AI 创新与发展论坛上，中国科学院院士程和平带来了研究进展和应用成果。他是北京大学国家生物医学成像科学中心主任，带来的是自主研发的双光子显微镜，该显微镜仅有 2.2 克，能跟着小鼠奔跑。他表示，双光子显微镜具备在动物奔跑时实时对脑细胞进行成像的能力。目前，这种显微镜已经装机上百台，并且助力中国团队在孤独症研究以及神经韧性研究等方面取得了开创性的成果。
这一脑科学研究的“利器”展现出了对生命科学研究范式的颠覆能力，这种能力获得了国际同行的认可，哈佛大学等权威研究机构以及美国国立卫生研究院等纷纷采购该设备。
程和平介绍，在技术进阶方面，未来将会研发出三光子显微镜以及多色成像显微镜等设备。这些设备能够探测到更深的“脑海”，从而实现深脑成像。并且可以通过不同的颜色来标记不同的神经元。在临床应用方面，将会发展出细胞内窥镜设备，能够直接在病灶部位进行无创且精准的诊断。
研究脑需同时研究功能结构与生长发育。李冲是北京脑科学与类脑研究所研究员，他告诉科技日报记者，神经元种类繁多，知晓它们的产生方式对孤独症等疾病极为重要。人类大脑发育有其独特性，动物模型存在局限性，唯有人类大脑模型能够重现人类大脑的复杂性与特殊性。
人脑是一个高度分化且极为复杂的组织，要准确地引导干细胞分化出具有特定脑区的脑类器官并非易事。李冲团队构建了脑类器官的 3D 培养系统，在体外能够对体内神经系统的生长发育过程进行模拟，与 2D 培养相比，3D 培养更贴近真实的脑发育情况，能够实现对复杂、动态过程的再现。
北京脑科学与类脑研究所的研究成果之一是多能干细胞诱导的 3D 人脑类器官培养技术，该技术在中关村论坛上进行了展出。它既能用于人脑功能、脑疾病机制、神经药物筛选等方面的探索，也能用于移植和治疗。李冲表示，比如，退行性病变患者的神经元自身不能够再生。而通过干细胞在体外进行分化从而获得神经元的这种途径，能够帮助他们补充新的、健康的神经元。随着全球有多个干细胞治疗产品进入到临床试验阶段，这给相关领域的临床落地带来了希望。
医疗“重器”惠及百姓
近年来，医疗领域的重要装备取得了快速的发展。医用重离子加速器在中关村论坛上展出，且已用于肿瘤治疗。今年 2 月，在国产自主研发的重离子加速器的助力下，碳离子治疗系统在浙江省肿瘤医院开始运行，该系统是全国范围内的第三台开展治疗服务的系统。碳离子束高速轰击，能在对正常组织损伤极小的情况下，对恶性实体肿瘤进行高效且精准的放射治疗。中国科学院近代物理研究所将其转化为“重器”，填补了我国在这一领域医疗设备的空白，该装置成本仅为进口的一半，大大降低了患者的治疗费用。
让患者感受深刻的是，在机器人协助下手术获益有了高增长。“通过导航系统，手术切口从十几厘米被缩短到 1 厘米，医生能够精准定位，从而减少对患者的损伤。”中国工程院院士、中国人民解放军总医院教授唐佩福在医学 AI 创新与发展论坛上说道，更为重要的是它让医生的学习曲线降低了。骨盆骨折手术难度高，过去只有正高级医生能够进行。而现在，在机器人的协助下，年轻人也能够精准地实施该手术。另外，借助互联网+，机器人手术能够实现远程操作，这样患者在基层医院也能够接受手术，优质医疗资源也就能够到达老百姓的家门口。
