腦神經(jīng)化學(xué)分析與成像： 從單細(xì)胞到活體

楊秀榮

腦神經(jīng)化學(xué)是一門(mén)高度交叉的前沿學(xué)科，旨在通過(guò)化學(xué)與腦科學(xué)的融合，探索并揭示大腦結(jié)構(gòu)以及功能和意識(shí)活動(dòng)過(guò)程中分子機(jī)制。神經(jīng)系統(tǒng)中含有多種化學(xué)物質(zhì)，這些神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)的失衡可以引起行為失常及神經(jīng)系統(tǒng)疾病。因此， 研究化學(xué)分子在腦功能（如神經(jīng)傳遞、學(xué)習(xí)記憶、感覺(jué)與運(yùn)動(dòng)控制等）和重大神經(jīng)系統(tǒng)疾?。ㄈ缗两鹕Y、阿茲海默癥等）過(guò)程中的變化規(guī)律，對(duì)于了解這些過(guò)程的化學(xué)本質(zhì)具有極其重要的意義。在這樣的需求背景下，將分析化學(xué)與神經(jīng)科學(xué)結(jié)合起來(lái)，利用分析化學(xué)的手段實(shí)現(xiàn)腦內(nèi)神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)精準(zhǔn)測(cè)量的“神經(jīng)分析化學(xué)”的分支學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生。

目前，已有多種成像方法（如磁共振成像，質(zhì)譜，PET?CT）和光學(xué)技術(shù)（如雙光子，光纖）等被應(yīng)用于神經(jīng)分析化學(xué)研究中。然而，隨著腦神經(jīng)科學(xué)的快速發(fā)展，腦化學(xué)的研究，尤其是對(duì)于腦化學(xué)的精準(zhǔn)描述，越來(lái)越引起人們的高度關(guān)注，而現(xiàn)有的方法和技術(shù)卻很難滿(mǎn)足此要求。所以發(fā)展針對(duì)神經(jīng)化學(xué)精準(zhǔn)測(cè)量和成像的新原理和新方法，不僅對(duì)于分析化學(xué)的研究具有重要意義，而且也必將極大促進(jìn)分析化學(xué)和生命科學(xué)（尤其是腦科學(xué)）的交叉、融合和升華，為腦神經(jīng)信息傳遞和重大疾病的研究奠定重要的基礎(chǔ)。這些方法學(xué)的研究，除了發(fā)展能夠用于調(diào)控神經(jīng)活動(dòng)的物理和化學(xué)手段以外，主要是指發(fā)展全新的分析化學(xué)原理和方法，通過(guò)在囊泡、單細(xì)胞、腦片和活體多個(gè)層次實(shí)現(xiàn)神經(jīng)分子的時(shí)空分辨分析和檢測(cè)，了解其在神經(jīng)過(guò)程中的變化規(guī)律，進(jìn)而揭示神經(jīng)生理和病理過(guò)程的分子基礎(chǔ)。

在我國(guó)，早在上世紀(jì)八九十年代已有學(xué)者著手神經(jīng)分析化學(xué)的研究，但是不久便停止了。二十一世紀(jì)以來(lái)，在國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部和科學(xué)院的大力支持下，神經(jīng)分析化學(xué)的研究得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，研究隊(duì)伍不斷發(fā)展壯大，并在國(guó)際上逐漸形成了我國(guó)的研究特色。

由《分析化學(xué)》期刊編委、中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所活體分析化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室毛蘭群研究員和《分析化學(xué)》編輯部精心組織的“腦神經(jīng)化學(xué)分析與成像”專(zhuān)輯，邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)大多數(shù)從事神經(jīng)分析化學(xué)研究的專(zhuān)家，從不同層次上綜述了腦神經(jīng)化學(xué)分析的研究態(tài)勢(shì)，并展示了各自的最新研究進(jìn)展。從這些評(píng)述和研究進(jìn)展中可以看出，神經(jīng)分析化學(xué)是一個(gè)多學(xué)科高度交叉的研究領(lǐng)域，其研究富有機(jī)遇，但充滿(mǎn)挑戰(zhàn)。希望本專(zhuān)輯可以讓更多的研究人員了解這個(gè)相對(duì)古老但富有時(shí)代感的領(lǐng)域，激發(fā)更多人科研工作者對(duì)神經(jīng)化學(xué)研究的興趣，共同推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展，進(jìn)一步鞏固和提升我國(guó)在該領(lǐng)域研究的國(guó)際地位和影響力。