2026脑科学新工具：毫秒看神经近红外控脑

毫秒级看清全脑神经元放电

2026年8月，美国麻省理工学院的研究人员在《自然·方法》报道了一种新型显微镜，能以毫秒级时间分辨率，对斑马鱼整个大脑中分布的神经元电活动进行成像。大脑靠电脉冲传递信息，但常用钙成像只能以秒或分钟尺度观测，难以捕捉快速的电脉冲。新显微镜改造了光片显微镜，利用基因编码电压指示器直接记录电活动，配合远程重新聚焦技术，能以每秒约200次的速度扫描整脑，相当于每5毫秒完成一次全脑扫描，第一次让大范围直视神经电活动成为现实。

无需植入的近红外神经开关

2026年7月31日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心刘佳男团队在《美国化学会志》发表研究，开发出名为双近红外开关（Dual-NIR Switch）的新型神经调控技术。该技术利用两束可穿透颅骨的近红外光，分别开启和终止神经兴奋，在无需植入光纤、也无需头戴设备的条件下，于自由活动的小鼠身上实现了从秒级到数十分钟的灵活行为调控。相比传统光遗传需要埋置光纤，这种无线、无创的方式大幅降低了神经干预的门槛，为脑功能研究提供了更友好的工具。

国际首个脊椎动物数字脑

同期，中科院脑智卓越中心联合上海AI实验室与广东省智能科学与技术研究院，发布AGI脑机理发现系统ΣBrains-Lab的阶段性突破，包含数字斑马鱼与脑科学智能体两大模块。该工作在国际上首次建立基于底层架构的脊椎动物数字脑，打通了从视觉刺激输入、全脑神经元动态响应到动物运动指令输出的闭环仿真，能够自主开展脑科学机理研究。数字大脑让科学家得以在虚拟环境中反复试验，显著降低真实实验的成本与伦理压力。

灵长类光遗传与脑机接口

2026年2月，刘真研究员与蒲慕明院士等合作在《神经元》发表研究，建立了介观尺度的灵长类光遗传技术，实现了对灵长类大脑皮层的长期、精准、稳定刺激与行为诱导。灵长类大脑结构更接近人类，这一技术为灵长类脑认知研究与光学脑机接口奠定了基础。从微创光控到无线近红外，从真实脑组织到数字仿真，脑科学工具正沿着观测更细、干预更柔、仿真更真的方向快速演进，也为神经疾病的治疗带来新的想象空间。

读懂生物钟与人类脑图谱

2026年2月，脑智卓越中心联合复旦大学等单位在《神经元》发表研究，首次在单细胞水平重构了人类视交叉上核（SCN）的空间转录组图谱。SCN是调控昼夜节律的核心脑区，该研究系统解析了其中的神经元亚型，并发现了与人群时型差异相关的潜在神经机制。与此同时，严军团队在《神经元》以封面文章描绘了覆盖小鼠全皮层区域的单神经元轴突投射图谱，揭示了连接组、转录组与功能之间的内在关联，为理解大脑架构提供了关键地图。

工具升级背后的科学意义

从毫秒级电压成像到无创近红外调控，从数字斑马鱼到灵长类光遗传，2026年的脑科学进展有一个共同特征：工具先行。更好的观测与干预手段，往往是重大科学发现的前奏。当我们可以更清晰地看见神经放电、更轻柔地调控脑回路、更自由地在数字空间推演，理解意识、记忆、情绪的生物学本质，以及攻克阿尔茨海默病、癫痫等脑疾病，就不再只是遥远的愿景，而是一条正在被照亮的可行路径。这些进展也提示我们，脑科学正从还原论走向系统论，单一技术的突破已不足以揭示全脑奥秘，唯有观测工具、海量数据与理论模型的协同演进，才能最终解码这台已知宇宙中最复杂的机器，让人类真正理解自己的大脑。