Chinese Institute for Brain Research

内嗅皮层（MEC，medial entorhinal cortex）是哺乳动物构建认知地图的核心枢纽。其中，网格细胞（grid cells）提供了空间的几何度量，而头向细胞（head direction cells）则如同大脑中的“指南针”，表征动物当前的头朝向。传统的空间导航研究多聚焦于自由探索（free exploration）状态，但在现实交互中，动物往往面临各种行为约束（如人类乘车出行）。 2026年4月22日，北京大学生命科学学院、IDG麦戈文脑科学研究所、北大-清华生命科学联合中心、北京脑科学与类脑研究所苗成林研究员团队在Nature Communications上发表了题为“Directional dynamics in the entorhinal cortex of male mice driven by behavioral constraints”的研究论文。该研究通过记录小鼠在自主驱动小车约束下的内嗅皮层大规模神经元活动，揭示了头向编码随行为约束发生重构的动态特性，提示了学习与自组织机制在特定内嗅皮层亚群中的互补作用，使动物能够根据行为约束的变化，在环境中适应性地表征自身方位。 为了探究行为约束如何影响空间表征，研究团队设计了一项实验：将小鼠头部固定在可自由移动的小车上，由小车带动小鼠在环境中被动移动。研究人员利用微型化双光子成像技术，实时记录了小鼠内嗅皮层在这一特殊交互模态下的神经活动。 图1. 小鼠内嗅皮层细胞成像与行为范式 研究发现，当小鼠由自由探索（free exploration）切换至被动移动（assisted movement）后，内嗅皮层的头向调制能力并没有因为行为受限而瓦解，反而呈现整体增强的趋势。单细胞水平的分析揭示了三种截然不同的响应模式：原本在主动运动中具有头向表征特性的细胞，在行为约束下表现为功能丧失（HDF）或功能维持（HDI）；而令人惊讶的是，部分在主动探索中本无头向表征的神经元（HDA），在行为约束下“获得”了头向编码能力。这一现象表明，内嗅皮层的空间表征并非固化的神经标签，而是在行为约束下发生了功能重构。 图2. 小鼠内嗅皮层头向细胞在行为约束下重构 在缺乏主动运动指令的情况下，这种新型头向编码的信息来源是什么？实验证明，被动移动下的头向编码高度依赖于外部感官线索的丰度（如视觉和嗅觉参照物），而与小车的运动速度无关。进一步分析显示，这种表征的重构并非瞬时完成，而是一个依赖经验的动态学习过程。通过将被动移动阶段按时间顺序平均划分成五个阶段（blocks），研究发现在初次接受行为约束的小鼠（naïve）中，HDA细胞的头向编码随着时间推移逐渐形成并趋于成熟，而这种学习现象在HDI细胞中并不存在。这种新构建的“空间地图”一旦形成便具有较高的稳定性，可被系统长期保存，以便在后续类似的交互模态中被精准调用。 图3. 内嗅皮层被动移动条件下的头向编码通过学习形成 综上所述，该研究通过探究行为约束条件下动物内嗅皮层的头向表征，阐明头向编码并非固化在特定神经元上的静态属性，而是大脑根据环境与运动状态，通过学习与整合过程构建出来的一种能力。这种编码的灵活性展现了神经系统惊人的适应能力，为理解动物在各种复杂多变环境下导航的鲁棒性提供了全新的实验证据。 北京大学生命科学学院/北大-清华生命科学联合中心苗成林研究员和阿根廷Leloir研究所Emilio Kropff研究员是这一研究成果的共同通讯作者。北京大学刘若瑾、郝珺为该研究的共同第一作者，实验室成员张翔、文诗丹、杨悠然、蔡海倩和高开对该论文做出重要贡献。本工作得到了中国科学技术部、临港实验室、启东产业创新基金、北京市杰出青年学者科学基金、中国政府外国专家项目以及阿根廷科学部的资助。本工作感谢北京大学国家蛋白质科学中心（北京）的帮助。 论文链接： https://www.nature.com/articles/s41467-026-70289-3#Abs1 原文链接： https://www.bio.pku.edu.cn/homes/Index/news_cont/22/18822.html 本文仅用于学术分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信：bioonSir 删除或修改！

你有没有想过这样一个问题：为什么你还没得病，但药厂已经在研发治你可能会得的病的药？ 答案就藏在一管又一管的血液样本里，藏在一行又一行的基因代码里。这些东西组成了一个你平时看不到、摸不着，却正在决定一个国家未来命运的“ 第四大基础设施 ”——生物数据库。 2026年4月28日，美国彭博社发了一篇报道，标题就很不寻常：“ 中国竞相建立创纪录规模的生物样本库，以抗衡美国” 。你没听错，围绕生物医学数据的争夺，已经正式官宣为一个新的地缘战略擂台。 对中国科学家张力来说，这件事和芯片是一个道理。他曾在美国从事科研工作，被那种流程深深触动： 上午提取人体组织，下午就能进行数据挖掘 。相比之下，他更早前在国内学习生物数据科学时，根本没见过这样精简高效的科研流程。受到启发后，他回国加入北京脑科学与类脑研究所，着手推动一项国家级数据库项目，计划收集3.3万名儿童的血液和DNA样本，以帮助识别脑部疾病及其风险因素。 有些事，一旦被人卡脖子，你的第一反应不是抱怨，而是想办法把这张桌子搬到自己家门口。 一、公开的数据库说关就关：一张看不见的铁幕正在落下！ 事情是咋走到今天这一步的？ 咱先看大洋彼岸都干了什么。2024年2月，当时的拜登政府颁布了第14117号行政命令，主旨十分明确——防止“ 受关注国家 ”获取美国人的敏感个人数据和政府相关数据。随后，美国司法部发布最终规则，明确规定禁止与包括中国、伊朗、俄罗斯在内的多个国家，进行数据分享。 2025年，这一行政命令被国家卫生研究院白纸黑字落地。当年9月，NIH发布正式禁令：禁止包括中国在内的6个国家访问美国维护的21个核心生物医学数据库。紧随其后，10月发布的政策更是明确——涉及美国政府拨款采集的人体生物样本，也不能与“ 受关注国家 ”的机构共享。 到了2026年，美国食品药品监督管理局甚至叫停了涉及向中国跨境传输生物样本的临床试验审批。与此同时，一项法案提出者要求全面审查可能流向中国的敏感生物数据，旨在专门阻止“ 特定遗传信息 ”出售或披露给中方。 更让人心凉的是，这种压力很快跨越了大西洋，演变成了一种全面的封锁联盟。欧盟在2025年3月正式公布了《欧洲健康数据空间条例》，这套法案对健康数据的出境设立了高门槛。紧接着，2026年2月，欧盟直接将中国机构排除在了新一代旗舰科研资助项目之外。 细看这些操作你会发现，他们打的旗号都是防止所谓的“ 对手窃取生物情报 ”。但深层图谋其实昭然若揭： 通过技术管制和数据封锁，试图把别人的生命科学和生物医药产业死死锁在价值链的低端。 这可不仅仅是关闭几篇论文的阅读权限那么简单。生物数据库就像科研的基础设施，一旦被禁止访问，那些搞基因疗法、精准抗癌药、脑疾病研究的专家，就像上战场的兵没了枪。 二、 中国人的底牌：14亿人的抗压韧性！ 不可否认，中国在统一生物大数据库体系的起步上确实晚了一步。过去很多时候，我们的顶尖科研成果离不开对海外生物数据库的依赖。 但是有句话叫“ 家底厚，不怕风浪急”。 面对层层设限，中国迅速亮出了自己的底牌。2025年，由中科院北京基因组研究所（国家生物信息中心）牵头的“生物信息数据库体系建设工程”稳步推进，核心任务就是研发自主的生物大数据核心技术与数据库系统。由它维护的国家基因组科学数据中心，截至2024年底已构建起覆盖基因组、转录组等维度的上百个数据库，数据总量更是达到了惊人的59PB。 到了2026年，官方更是连续打出组合拳。1月，国家标准委联合华大生命科学研究院重磅发布了《时空组学数据集格式规范》等两项核心国家标准，将于2026年7月全国实施，为后续AI药物研发打下标准化的数据底座。3月，国家层面明确，将把罕见病用药数据库确立为国家级战略资产。4月，由国家重点研发计划支持的“发育与代谢多模态表型数据库及AI预测模型建立”正式在武汉启动，由中科院水生所牵头联合北大、同济等国内多所顶尖机构进行协同攻关。 最亮眼的是深圳国家基因库。这座2016年建成、被称为“中国诺亚方舟”的生物银行，已储存了来自人类及动植物超过1000万份血液和细胞样本。就在最近，它又进一步整合了全国10个生物数据库，正在逐步迈向全球最大生物信息枢纽之一。 深圳国家基因库 我们有14亿人口，拥有全球最为丰富的疾病谱系和基因多样性。“家底”毕竟在这儿摆着。 三、 基因“间谍”现形：人家盯着你的“农业芯片” 为什么生物数据能上升到“ 像芯片一样重要 ”的高度？ 咱们不只在说医学。就在2025年11月，国家安全部亲自发文《斩断田间窃密黑手！》，披露了一系列触目惊心的案例。 国家安全机关工作发现，这几年境外间谍情报机构对我国粮食领域的渗透正在急剧加大，像大豆、水稻、玉米的种子这样的植物基因数据，一直是他们梦寐以求想要获得的目标。有些境外间谍机关甚至以高额的经济报酬为诱惑，公然向国内人员朱某某购买我国严禁出口的珍贵“ 亲本种子 ”。 更过分的是，某国驻华领馆的工作人员，竟背地里带领调查人员以“ 走访调查 ”为幌子，先后多次奔赴我国某重要省份农业田间。他们具备相当强的反侦察意识，频繁更换交通工具，专挑乡间小路行进并临时停靠，在被抓获前不断违法探查搜集我国特有农作物的核心产量和基因储备情况。 如果咱们生物医疗上的健康数据可以被写成一本厚厚的人体说明书，那生物医疗数据就是决定一个民族生老病死厚度的密码本。没有一个人愿意让别人拿着自己的手机随便看，而生物数据就是咱们整个民族的“手机相册”。 四、未来的关键一役：得数据者得天下！ 你说现在我们手里攒够了筹码吗？未必，但至少我们已经知道了需要把它们抢回来、握在自己的手里。 当下全球的规则正在被深层改写。美国自宫、国会、司法部持续联动，正在将生物数据定位为他们AI生命科学战略的武装底火。而中国一系列连锁反应也表明：我们不惧怕一场堂堂正正的科技对抗。 一纸行政令把一个开放共享的学术时代切割得七零八碎。随着国际生物医学大数据从“ 开源共享 ”逐步走向“ 碎片化、武器化 ”，世界各国在这个领域的发力会越来越像当年争抢军备竞赛的动力。 现在回头一看，张力教授说的那句“ 像芯片一样重要 ”其实只说了一半。生物数据库不仅是前沿科学的芯，也是一国预防突发疫情、护航14亿人健康的磐石，更是一个国家战略防御的压舱石。 全球生物研发市场规模预计将冲向数万亿美金，谁拥有样本库，拥有那藏在这些血管和骨髓里的隐藏规则，谁就在下一代药物研发、人类抗衰老、破解脑疾病的赛道上掌握了核心抓力。 五年前我们为被人封锁芯片制造工艺而彻夜难眠，如今轮到咱们悄悄崛起建梯台。 无论前路还有多少软硬件关隘，就像那位在光谷敲完最后一行代码的程序员想的一样：“ 这次，代码和数据必须都在我们自己手里 。” 那么，正在席卷全球的“数据脱钩”，会不会在不久的将来，成为另一个倒逼中国弯道超车的机会呢？

> 2026年作为“十五五”规划的开局之年，我国将建设现代化产业体系列为战略任务之首，部署了以新质生产力为核心的未来产业计划。 一季度数据显示，规模以上高技术制造业增加值同比增长12.5%，量子信息、生物制造、氢能、脑机接口、具身智能、6G通信等六大未来产业正从实验室加速走向商业化，成为拉动经济增长的新引擎。 ## 量子计算：资本涌入驱动产业化提速 国内量子科技赛道在2026年初迎来资本爆发式增长。投中嘉川CVSourse数据显示，**一季度行业融资总额突破33亿元**，已超越2025年全年总量。玻色量子完成10亿元B轮融资，其位于深圳的规模化专用量子计算机制造工厂预计年底实现数十台产能。  相干科技实现量子比特最长稳定工作时长**503微秒**的突破。量子计算与AI的融合正加速在生物制药等领域的应用，解决传统计算瓶颈。 ## 生物医药：创新药收入占比首破60% 生物医药产业展现出创新驱动的高质量发展态势。恒瑞医药2026年一季度财报显示，**创新药销售收入占比首次突破60%**，达到61.69%。区域产业集群效应凸显：  - 上海一季度生物医药制造业产值增长9.6%，其中治疗性生物制品增长19.6%。 - 广州黄埔区集聚超过4800家生物医药企业，在mRNA疫苗、细胞治疗等前沿领域加速落地。 ## 氢能应用：从交通拓展至工业场景 氢能应用正从交通领域向工业、民生等多场景延伸，预计到“十五五”期末市场规模将超过**1万亿元**。关键进展包括： - 四川“成德绵广”“攀西雅成”两条绿色氢路贯通，氢能骨干网络初步成形。 - 广东湛江建成我国首条百万吨级近零碳钢铁产线，用氢气取代传统焦炭，可降碳50%-80%。 - 湖北黄石投放氢能共享单车，实现零碳短距离出行。 - 广州累计推广氢燃料电池汽车**4300辆**，居全国城市首位。 ## 脑机接口：从科幻走向临床现实 我国脑机接口技术已达到植入人脑的新阶段。侵入式临床试验系统延迟压缩到**100毫秒以内**，意念与动作几乎同步。产业布局加速： - 上海闵行区打造全国首个脑机接口未来产业集聚区“脑智天地”，约30家企业落户。 - 广州海珠区启动“琶洲脑谷”建设，推动算法与脑机接口融合。 北京脑科学与类脑研究所推出“北脑一号”和“北脑二号”智能脑机系统，达到世界领先水平。 ## 具身智能：合肥打造产业集聚高地 作为连续第二年写入政府工作报告的未来产业，具身智能正从概念验证迈入实战阶段。2026中国具身智能大会在合肥举办，吸引**1500余名**院士专家与企业代表参会。安徽将具身智能列入“十五五”未来产业十大重点方向，并设立全省首个具身智能专项基金。  合肥实施“强基、赋能、燎原”三年行动计划，预计到2027年集聚企业**2000家**。 ## 6G通信：试验网开启商用前奏 6G发展进入标准制定和技术攻关的关键时期。国内首个**Pre6G试验网**在南京正式投入运行，已在低空巡检、工业制造等十大场景开展验证。6G将实现通信、感知、计算、智能和安全的深度融合，预计**2030年左右**规模商用，形成**万亿元级产业新赛道**。 ## 新兴支柱产业：近6万亿产值支撑增长 除未来产业外，六大新兴支柱产业正快速壮大。集成电路、航空航天、生物医药、低空经济、新型储能、智能机器人等相关产值在**2025年已接近6万亿元**，到2030年有望扩大到10万亿元以上。例如，北京一季度集成电路产业产值增速超过**60%**，成为工业增长的最强支柱。 ## 区域竞速：多地布局未来赛道 各地积极布局未来产业，形成区域竞争格局： - 北京加快人形机器人、商业航天、量子信息等未来产业布局。 - 陕西聚焦“7+5+5”等**17个重点方向**，推动量子及光子、先进半导体等优势产业突破。 - 山东在济南、青岛、烟台设立3个未来产业先导区，抢占量子科技、生物制造等前沿领域。 ## 传统产业转型：新质生产力赋能 新质生产力正赋能传统产业转型升级。济钢集团从钢铁制造跨界航空航天，打造年产**100颗卫星**的柔性智能化产线，成功下线交付卫星。西安西电高压开关有限责任公司基于智能排产系统，效率提升**25%至40%**，订单交付率超98%。  ## 挑战与前景：不确定性中的机遇 尽管未来产业发展势头迅猛，但仍面临技术瓶颈、市场不确定性和政策协同等挑战。专家指出，新兴支柱产业需要更加适配的政策体系和治理框架。随着“十五五”规划的深入推进，这些产业有望重塑中国经济增长格局，成为国际竞争的新优势。