背景和使命

　　大脑是自然界进化出的结构异常复杂、功能非常强大的器官，但我们对它的认识和理解还是非常有限。而且人们目前对于绝大部分神经系统疾病的了解不够，比如对阿尔茨海默症、帕金森症、自闭症、抑郁症、成瘾等疾病的诊断和治疗手段极为有限。随着人类科学技术的进步，人们也越来越想了解这个“控制自身的器官-大脑”。从2013年起美国、欧盟、日本及其它国家相继启动了耗资以亿计、时长逾十年的大型脑科学计划项目。在过去几年里，推进脑科学发展的紧迫性和重要性在世界范围内被高度重视。“脑计划”被看作是可以和“人类基因组计划”相媲美的大科学项目。

　　中国的“脑计划”经过多年的酝酿即将启动，拟投入超过600亿元人民币对该计划予以重点支持。中国“脑计划”分两个方向：以探索大脑秘密、攻克大脑疾病为导向的脑科学研究和以建立和发展人工智能技术为导向的类脑研究。各领域科学家提出了“一体两翼”的布局建议，即以研究脑认知的神经原理为“主体”，研发脑重大疾病诊治新手段和脑机智能新技术为“两翼”。目标是在未来15年内，在脑科学、脑疾病早期诊断与干预、类脑智能器件三个前沿领域取得创新性的成果。

　　在十三五期间，国家发改委批准建设以程和平院士为首席科学家的“多模态跨尺度生物医学成像”国家重大科技基础设施，旨在实现全景式揭示基因表达、生物大分子构象、细胞信号、组织代谢及功能网络的时空动态和内在联系，阐明大脑认知的基本原理、肿瘤和心脑血管疾病的发生和发展规律。相应的，成像设施的基本工程目标为打通尺度壁垒，整合多模态信息，打造在时空尺度和成像模态上形成无缝对接的、从分子到人的生物医学成像技术“一体化”集群大型设施。

　　程和平院士及其团队在2017年取得了创新性科研成果：2.2克微型化佩戴式双光子荧光显微镜，被诺贝尔奖得主Edvard. I. Moser称为“研究大脑的空间定位神经系统的革命性新工具”。已荣获科技部《2017年中国科学十大进展》、卫生部《2017年十大医学科技新闻》及中国科协《2017年度中国生命科学十大进展》。该成果为脑科学的研究提供了重要的高端仪器，可在动物自然行为条件下，实现对神经突触、神经元、神经网络、多脑区等多尺度、多层次动态信息处理的长时程观察，这样不仅可以“看得见”大脑活动过程，还将为可视化研究自闭症、阿尔茨海默病、癫痫等脑疾病的神经机制发挥重要作用。

　　依托上述核心技术，程和平院士及其团队在南京市江北新区设立基于高通量脑成像技术的院士工作站，并于2020年被省科技厅认定为“省级院士工作站”。拟开展多个方向的脑科学研究和技术项目攻关。主要的研究方向有：(1)开展介观脑功能联接图谱项目，建立大脑“功能联接图谱”的研究新范式;(2)研究神经血管单元间的相互作用，从血管和胶质细胞的角度解析脑疾病;(3)研究线粒体在神经退行性疾病中的作用，探索早期诊断和及时干预的新靶点和新策略;(4)研究代谢及衰老过程中的神经科学。