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孫作東參評2024年第十七屆談家楨生命科學成就獎
發(fā)布時間：
2024-08-06
主要業(yè)績：
孫作東研究員提出了“腦細胞激活論”“鳩子論”“鉀離子通道折紙風車模型”“細胞膜面積守恒定律和離子不等量方程”,是帕金森病(PD)治療儀、阿爾茨海默癥(AD)治療儀發(fā)明人。他專注腦神經(jīng)性疾病物理治療方法和理論研究近30年，獲13項國家専利，其中獲授權(quán)發(fā)明専利3項，醫(yī)療器械注冊證5項，均實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；出版腦科學專著6部，發(fā)表學術(shù)論文21篇，參加國內(nèi)外學術(shù)會議和做學術(shù)報告25次。其主要貢獻如下：
一、對PD、AD發(fā)病機制的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)及其非侵入物理治療方法的發(fā)明與應(yīng)用，是系統(tǒng)性、創(chuàng)造性和獨特性的，經(jīng)歷了實踐-理論-再實踐-再理論的過程，開辟了非侵入物理手段治療神經(jīng)退行性疾病新途徑。
PD、AD的研究均是世界性難題。在PD、AD發(fā)病機制上，孫作東提出“腦細胞激活論”,認為PD、AD等神經(jīng)元退行性變疾病，與物理門控離子通道密切相關(guān)，可用物理手段來解決，明確了激活遞質(zhì)能神經(jīng)元是治療的關(guān)鍵；他又提出“鳩子論”,闡釋了散發(fā)性AD發(fā)病原因與發(fā)病機制，關(guān)鍵性地發(fā)現(xiàn)了淀粉樣斑點是腦細胞異常凋亡后的“遺骸”,而不是導致腦細胞異常凋亡的前因。以上觀點，得到國際知名科學家的認證與支持。基于以上見解，孫作東發(fā)現(xiàn)了物理手段激活神經(jīng)元的最佳靶點，掌握了經(jīng)顱磁電刺激人體頭部特定部位引起腦病積極治療效果的時空分布規(guī)律，孫作東及帶領(lǐng)的團隊(簡稱他)成功研制——
1、PD治療儀，首次注冊號：黑食藥監(jiān)械(準)字2011第2260001號。PD發(fā)病機制：PD主要病理改變?yōu)橹心X黑質(zhì)多巴胺(DA)能神經(jīng)元變性死亡造成DA含量下降所致。技術(shù)方案：經(jīng)顱磁電刺激的最佳靶區(qū)對應(yīng)的最佳靶標是紋狀體，對應(yīng)的最佳靶點是多巴胺能神經(jīng)元。
PD治療儀是2009年黑龍江省重大科技攻關(guān)項目，驗收鑒定結(jié)論：特別適用于輕、中度帕金森病的治療，是獨立的治療手段之一，在國內(nèi)外均未見報道，填補國內(nèi)外空白，在物理治療帕金森病領(lǐng)域居國際領(lǐng)先水平。臨床醫(yī)療單位評價：PD治療儀，對患者靜止性震顫、僵直、行走障礙等癥狀得到明顯改善，對穩(wěn)定病情、控制疾病發(fā)展有作用。
2、AD治療儀，首次注冊號：黑食藥監(jiān)械(準)字2014第2260036號，一種多點位、多匝數(shù)、多通道經(jīng)顱磁電神經(jīng)調(diào)控系統(tǒng)。AD發(fā)病機制：已有證據(jù)證明乙酰膽堿缺失是引起AD記憶障礙主要原因。技術(shù)方案：經(jīng)顱磁電刺激最佳靶區(qū)對應(yīng)的最佳靶標是紋狀體、大腦皮質(zhì)和海馬，對應(yīng)最佳靶點是膽堿能神經(jīng)元。
AD治療儀是2012年黑龍江省重大科技攻關(guān)項目，驗收鑒定結(jié)論：對輕、中度AD、血管性癡呆治療安全、有效，可促進腦功能恢復，對患者精神狀態(tài)、認知行為和日常生活自理能力有較好改善作用。經(jīng)查新，運用經(jīng)顱磁電治療阿爾茨海默病在國內(nèi)外均未見報道，該項目填補國內(nèi)外空白。臨床醫(yī)療單位評價：AD治療儀對AD、血管性癡呆患者進行針對性廣泛的應(yīng)用治療，絕大部分患者近期能收到不同程度治療效果，尤其是對患者的記憶功能、認知障礙、語言、思維、精神狀態(tài)等，有不同程度改善和提高。
“經(jīng)顱磁電腦病治療設(shè)備研發(fā)與應(yīng)用”項目，獲黑龍江省科技發(fā)明一等獎(排1),是省“十二五”重大產(chǎn)業(yè)化項目，國內(nèi)重點領(lǐng)域首臺(套)產(chǎn)品(排1),中國產(chǎn)學研合作創(chuàng) 新成果獎(排1),國家科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金資助項目。 中央電視臺《新聞聯(lián)播》《朝聞天下》以《我國阿爾茨海默病治療技術(shù)取得突破》為題做了詳細報道。《人民日報》《科技日報》多次在頭版頭條刊登“世界首臺阿爾茨海默治療儀、世界首臺帕金森治療儀、世界首臺抑郁癥治療儀在哈研制成功”的新聞。國家科技部、中國常駐聯(lián)合國代表團、各駐外使館以及新華社先后以多語種向全世界發(fā)布消息。
二、從1994年提出“激活腦細胞是治療疑難腦病關(guān)鍵”的觀點，到1995年將經(jīng)顱電刺激技術(shù)應(yīng)用于腦病治療上，再到日后擁有核心發(fā)明専利技術(shù)——經(jīng)顱磁電腦病治療儀，歷經(jīng)30年。由他發(fā)明并已產(chǎn)業(yè)化項目還有：
1、經(jīng)顱電腦功能康復治療儀，首次注冊號：黑醫(yī)械準字(95)第227014號，適用范圍：腦卒中后遺癥、腦血管病性癡呆及腦萎縮等。技術(shù)方案：選取電壓門控鈣離子通道為經(jīng)顱電作用最佳靶點，目的挽救瀕臨死亡神經(jīng)元，激活處于抑制狀態(tài)神經(jīng)元。黑龍江省藥監(jiān)局組織科技成果鑒定，結(jié)論：該產(chǎn)品填補國內(nèi)外空白。國家火炬計劃項目，全國發(fā)明展覽會金獎(排 1),法國巴黎國際發(fā)明博覽會列賓獎(排1),黑龍江省科技發(fā)明一等獎(排1)。
2、經(jīng)顱磁電抑郁癥(失眠)治療儀，首次注冊號：黑食藥監(jiān)械(準)字2011第2260002號，適用范圍：輕、中度抑郁癥，可明顯改善抑郁、睡眠障礙、焦慮等癥狀。技術(shù)方案：選取電壓門控鈣離子通道為經(jīng)顱磁電作用最佳靶點。黑龍江省工信委組織新產(chǎn)品鑒定，結(jié)論：經(jīng)查新檢索該產(chǎn)品填補國內(nèi)外空白，為世界首創(chuàng)，核心技術(shù)在抑郁癥治療應(yīng)用領(lǐng)域居國際領(lǐng)先水平。國家火炬計劃產(chǎn)業(yè)化示范項目，國家重點新產(chǎn)品獎(排1)、省優(yōu)秀新產(chǎn)品一等獎 (排1)。
3、醫(yī)用電導劑，首次注冊號：黑械注準20222070001,國內(nèi)唯一獲準二類醫(yī)療器械注冊的醫(yī)用電導劑。
4、在研項目“經(jīng)顱磁電癲癇治療儀的研究與開發(fā)”,為黑龍江省應(yīng)用研究計劃重大項目，省自然科學基金資助。
PD治療儀、AD治療儀、腦功能康復儀、抑郁癥治療儀均由他創(chuàng)辦的哈爾濱奧博醫(yī)療器械有限公司實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，已形成5大系列16個型號36個規(guī)格。
三、孫作東研究員在腦科學領(lǐng)域延伸性探索也取得了突破性成果。細胞生物電現(xiàn)象一直是生物學領(lǐng)域未解世界之難題，他在闡明儀器設(shè)備治療機理和重大腦病發(fā)病原因過程中，意外發(fā)現(xiàn)諾貝爾獎獲得者霍奇金學派創(chuàng)立的經(jīng)典理論——離子學說以及GHK方程、H-H方程存在著根本性缺陷。
他通過對原有生物電知識體系梳理，采納了霍奇金槍烏賊的實驗結(jié)果，擯棄了氯離子與鈉離子鉀離子同進同出的觀點，并因此建立了鉀離子通道“折紙風車”模型，以及基于鉀離子通道“折紙風車”模型提出了細胞膜面積守恒定律和離子不等量方程，重新闡釋了細胞生物電現(xiàn)象。2022年11月，他的學術(shù)成果“神經(jīng)元能夠產(chǎn)生電磁波”說明了神經(jīng)元之間“電→化學→電”的“有線傳播”不是唯一的傳播方式，這一觀點隨后得到了國外學者的研究佐證。2023年11月，美國普林斯頓大學、英國劍橋大學等多所科研機構(gòu)腦科學家，分別在國際知名期刊《自然》《神經(jīng)元》上發(fā)表了實驗論文，證明神經(jīng)元之間信息傳遞還可像Wi-Fi一樣進行遠程“無線通信”。
孫作東在腦科學領(lǐng)域延伸性探索所取得的成果，引起了學界關(guān)注。央廣網(wǎng)：我國在腦基 礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域又獲新突破；人民日報：我國科學家在腦科學基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域獲得新突破； 光明日報：黑龍江學者合理闡釋動作電位發(fā)生全過程。
孫作東為人忠厚、求真務(wù)實，曾在《人民日報》發(fā)表署名文章——不拘一格降人才，感恩國家、省、市多年來給予他的鼓勵與支持，他是“新世紀百千萬人才工程”國家級人選，享受國務(wù)院政府特殊津貼，“中國青年五四獎?wù)隆鲍@得者，黑龍江省十大杰出青年，黑龍江省杰出青年科學基金獲得者，黑龍江省有突出貢獻中青年專家，全國優(yōu)秀民營科技企業(yè)家奉獻獎，獲中國民營科技企業(yè)家技術(shù)創(chuàng)新獎，改革開放三十年“中國民營科技事業(yè)杰出貢獻優(yōu)秀企業(yè)家”。
2023年6月，孫作東入圍“世界頂尖科學家協(xié)會(WLA)獎”。在以北京吳祖澤科技發(fā)展基金會牽頭，北京大學、首都醫(yī)科大學等單位聯(lián)合參與提名孫作東參選世界頂尖科學家協(xié)會(WLA)獎的北京論證評審會上，專家們給出了一致評價：孫作東研究員在腦科學領(lǐng)域的研究，經(jīng)歷了實踐-理論-再實踐-再理論的過程，尤其是對PD、AD發(fā)病機制的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)及其非侵入物理治療方法的發(fā)明與應(yīng)用是系統(tǒng)性、創(chuàng)造性和獨特性的，對于更好地應(yīng)對全人類面臨的神經(jīng)退行性疾病的挑戰(zhàn)，推動治療技術(shù)進步做出了重要貢獻。因其在腦科學領(lǐng)域取得的令人矚目的成就，以及憑借自己的創(chuàng)新成果和專業(yè)知識贏得的廣泛認可，2024年5月4日，《大國人才》以《孫作東：腦科學領(lǐng)域的創(chuàng)新先鋒》為題予以報道。
工作成就總結(jié):
提出了“腦細胞激活論”“鳩子論”“鉀離子通道折紙風車模型”“細胞膜面積守恒定律和離子不等量方程”,闡釋了細胞生物電現(xiàn)象。研制成功帕金森治療儀、阿爾茨海默治療儀、腦功能康復治療儀等，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化造福患者。
主要論文、論著發(fā)表情況：
孫作東研究員發(fā)表論文21篇，出版腦科學專著6部，參加國內(nèi)外學術(shù)會議和做學術(shù)報告25次，主要代表論著有：
1.論文：The theory of brain cell activation;作者。孫作東；期刊名稱：Journal of US-China Medical Science;卷(期)(年):14(5)(2017);起止頁碼：第203頁至第211 頁。主要貢獻及引用評價情況：被推薦人是論文獨立作者。2016年12月國際腦科學家在Neuron發(fā)文，肯定了物理手段經(jīng)顱刺激技術(shù)在重大腦病康復治療上的應(yīng)用；2017年6月美英科學家聯(lián)合在Cell上發(fā)文，進一步驗證了經(jīng)顱電刺激的安全性與有效性，呼吁應(yīng)將這種方法盡快應(yīng)用在人類重大腦病治療研究上。央廣新聞報道：臨床醫(yī)生面對PD、AD等退行性疾病無計可施的現(xiàn)狀極有可能通過物理手段被改寫。他的研究與多位諾貝爾獎獲得者的工作息息相關(guān)。黑龍江科學技術(shù)出版社于2016年8月以《腦細胞激活論》為著作名予以出版發(fā)行。
2.論文：The Theory of Dove-like Particles;作者：孫作東；期刊名稱：Journal ofUS-China Medical Science;卷(期)(年):16(4)(2019);起止頁碼：第73頁至第99頁。主要貢獻及引用評價情況：被推薦人是論文獨立作者。2019年Neurology研究表明“β淀粉樣蛋白”可能不是疾病誘因，而是一種結(jié)果表現(xiàn)”;2022年美國NatureNeuroscience論文“斑塊(細胞遺骸)完全在細胞外形成之前，腦細胞已經(jīng)受損”。中新網(wǎng)“中國學者首提‘鳩子論’,從分子水平深刻揭示了散發(fā)性阿爾茨海默癥的發(fā)病原因及發(fā)病機制，合理解釋困擾神經(jīng)元退行性變疾病研究領(lǐng)域源頭問題，其科學價值與意義是革命性的。”
3.論文：Potassium Channel Origami Windmill Model;作者：孫作東；期刊名稱：Journalof US-China Medical Science;卷(期)(年):16(4)(2019);起止頁碼：第170頁至第172頁。主要貢獻及引用評價情況：被推薦人為獨立作者，基于鉀離子通道折紙風車模型的啟發(fā)性觀點，以及基于鉀離子通道折紙風車模型闡釋神經(jīng)纖維細胞與心肌細胞動作電位全過程，基于鉀離子通道折紙風車模型的細胞膜面積守恒定律與離子不等量方程，重新合理闡釋了細胞生物電現(xiàn)象。央廣網(wǎng)、人民日報、光明日報分別以“我國在腦基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域又獲新突破”“我國科學家在腦科學基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域獲得新突破”“黑龍江學者合理闡釋動作電位發(fā)生全過程”予以重點報道。
4.論文：Conservation Law of Cell Bioelectricity Membrane Area and Ion InequalityEquation Based on Potassium Channel “Origami Windmill”Model;作者：孫作東；期刊名稱：Journal of US-China Medical Science;卷(期)(年):17(5)(2020);起止頁碼： 第177頁至第192頁。主要貢獻及引用評價情況：被推薦人為獨立作者。目前對細胞生物電現(xiàn)象的認識存在誤區(qū)，提出者都忽視了離子通道的結(jié)構(gòu)與特點，沒有發(fā)現(xiàn)細胞膜內(nèi)外離子交換的本質(zhì)和規(guī)律。論文作者基于鉀離子通道折紙風車模型，提出了細胞膜面積守恒定律與離子不等量方程，重新對生物電發(fā)生機制進行了闡釋，開辟了一種科學量化描述細胞動作電位新的方法和途徑。
5.論文：Neurons Can Generate Electromagnetic Waves;作者：孫作東；期刊名稱：Natural Science;卷(期)(年):14(11)(2022);起止頁碼：第463頁至第471頁。主要貢獻及引用評價情況：被推薦人為獨立作者。論文說明神經(jīng)元之間“電→化學→電”的“有線傳播”不是唯一的傳播方式，這一觀點隨后得到了國外學者的研究佐證。2023年11月，美國普林斯頓大學、英國劍橋大學等多所科研機構(gòu)腦科學家，分別在國際知名期刊《自然》《神經(jīng)元》上發(fā)表了實驗論文，證明神經(jīng)元之間信息傳遞還可像Wi-Fi一樣進行遠程“無線通信”。
中國神經(jīng)科學學會（CNS）推薦意見：
孫作東研究員在腦科學領(lǐng)域的研究，遵循實踐-理論-再實踐-再理論的過程，其研究成果是理論與實踐的重要橋梁，解決退行性疾病的問題和提供基礎(chǔ)研究與臨床治療相結(jié)合的技術(shù)。其成就主要體現(xiàn)在以下二個方面：
一、PD、AD發(fā)病機制的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)及其非侵入物理治療方法的發(fā)明與應(yīng)用。
在PD、AD發(fā)病機制上，孫作東提出了“腦細胞激活論”,認為PD、AD等神經(jīng)元退行性變疾病，與物理門控離子通道密切相關(guān)，可用物理手段來解決，明確了激活遞質(zhì)能神經(jīng)元是治療的關(guān)鍵；孫作東研究員提出了“鳩子論”,闡釋了散發(fā)性阿爾茨海默病的發(fā)病原因與發(fā)病機制，關(guān)鍵性地發(fā)現(xiàn)了淀粉樣斑點是腦細胞異常凋亡后的遺骸，而不是導致腦細胞異常凋亡的前因，斑點與斑塊形成過程似珍珠像珊瑚。
1995年，他將經(jīng)顱電刺激技術(shù)應(yīng)用在腦病治療上，發(fā)明了腦功能康復治療儀；2011年、2014年，應(yīng)用經(jīng)顱磁電刺激技術(shù)先后成功研制出了PD治療儀、AD治療儀。系列產(chǎn)品擁有3項國家發(fā)明専利，并分別獲得國家醫(yī)療器械注冊證。PD、AD治療儀均是黑龍江省重大科技攻關(guān)項目，PD治療儀驗收鑒定結(jié)論：特別適用于輕、中度帕金森病的治療，是獨立的治療手段之一，在國內(nèi)外均未見報道，在物理治療帕金森病領(lǐng)域居國際領(lǐng)先水平；AD治療儀驗收鑒定結(jié)論：對輕、中度AD、血管性癡呆治療安全、有效，可促進腦功能恢復，對患者精神狀態(tài)、認知行為和日常生活自理能力有較好改善作用。
“經(jīng)顱磁電腦病治療設(shè)備研發(fā)與應(yīng)用”曾獲黑龍江省科學技術(shù)獎(發(fā)明類)一等獎，是黑龍江省“十二五”重大產(chǎn)業(yè)化項目。PD治療儀、AD治療儀、腦功能康復儀、抑郁癥治療儀，相關(guān)支撐性發(fā)明専利有ZL200910071875.X、ZL200910071876.4、ZL03132418.5,現(xiàn)已形成5大系列16個型號36個規(guī)格，均由他創(chuàng)辦的哈爾濱奧博醫(yī)療器械有限公司實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
二、孫作東研究員在腦科學領(lǐng)域延伸性探索也取得了突破性成果。
細胞生物電現(xiàn)象一直是生物學領(lǐng)域未解世界之難題，他在闡明儀器設(shè)備治療機理和重大腦病發(fā)病原因過程中，意外發(fā)現(xiàn)諾貝爾獎獲得者霍奇金學派創(chuàng)立的經(jīng)典理論——離子學說以及GHK方程、H-H方程存在著根本性缺陷，他采納了霍奇金、赫胥黎槍烏賊的實驗結(jié)果，否定了氯離子與鈉離子鉀離子同進同出的觀點，并因此建立了鉀離子通道“折紙風車”模型，以及基于鉀離子通道“折紙風車”模型提出了細胞膜面積守恒定律和離子不等量方程，重新闡釋了細胞生物電現(xiàn)象。
三十年來，他的PD、AD發(fā)病機制的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)及其非侵入物理治療方法的發(fā)明與應(yīng)用，對于更好地應(yīng)對全人類面臨的神經(jīng)退行性疾病的挑戰(zhàn)，推動治療技術(shù)進步做出了重要貢獻；由他創(chuàng)立的鉀離子通道“折紙風車”模型、以及基于鉀離子通道“折紙風車”模型提出的相關(guān)理論，重新闡釋了細胞生物電現(xiàn)象。孫作東的研究成果，已經(jīng)觸及到了生命科學的根本問題，必將產(chǎn)生深遠影響。
孫作東研究員政治信念堅定，具有強烈的社會責任感和良好的團隊協(xié)作精神，在科教工作中堅持實事求是的科學精神和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，贏得了良好的學術(shù)聲譽。鑒于此，我單位向評獎委員會鄭重推薦孫作東研究員。
推薦單位（公章）：中國神經(jīng)科學學會
負責人簽名：張旭
2024年6月1日
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