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)是一門高度交叉的前沿學(xué)科，旨在通過化學(xué)與腦科學(xué)的融合，探索并揭示大腦結(jié)構(gòu)以及功能和意識活動過程中分子機(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、感覺與運(yùn)動控制等）和重大神經(jīng)系統(tǒng)疾病（如帕金森癥、阿茲海默癥等）過程中的變化規(guī)律，對于了解這些過程的化學(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，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，尤其是對于腦化學(xué)的精準(zhǔn)描述，越來越引起人們的高度關(guān)注，而現(xiàn)有的方法和技術(shù)卻很難滿足此要求。所以發(fā)展針對神經(jīng)化學(xué)精準(zhǔn)測量和成像的新原理和新方法，不僅對于分析化學(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，通過在囊泡、單細(xì)胞、腦片和活體多個層次實(shí)現(xiàn)神經(jīng)分子的時空分辨分析和檢測，了解其在神經(jīng)過程中的變化規(guī)律，進(jìn)而揭示神經(jīng)生理和病理過程的分子基礎(chǔ)。

在我國，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，在國家自然科學(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)的研究得到了長足的發(fā)展，研究隊伍不斷發(fā)展壯大，并在國際上逐漸形成了我國的研究特色。

由《分析化學(xué)》期刊編委、中國科學(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”專輯，邀請了國內(nèi)大多數(shù)從事神經(jīng)分析化學(xué)研究的專家，從不同層次上綜述了腦神經(jīng)化學(xué)分析的研究態(tài)勢，并展示了各自的最新研究進(jìn)展。從這些評述和研究進(jìn)展中可以看出，神經(jīng)分析化學(xué)是一個多學(xué)科高度交叉的研究領(lǐng)域，其研究富有機(jī)遇，但充滿挑戰(zhàn)。希望本專輯可以讓更多的研究人員了解這個相對古老但富有時代感的領(lǐng)域，激發(fā)更多人科研工作者對神經(jīng)化學(xué)研究的興趣，共同推動該領(lǐng)域的發(fā)展，進(jìn)一步鞏固和提升我國在該領(lǐng)域研究的國際地位和影響力。