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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
發布時間：
2024-08-06
主要業績：
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)治療儀發明人。他專注腦神經性疾病物理治療方法和理論研究近30年，獲13項國家専利，其中獲授權發明専利3項，醫療器械注冊證5項，均實現產業化；出版腦科學專著6部，發表學術論文21篇，參加國內外學術會議和做學術報告25次。其主要貢獻如下：
一、對PD、AD發病機制的關鍵發現及其非侵入物理治療方法的發明與應用，是系統性、創造性和獨特性的，經歷了實踐-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退行性疾病新途徑。
PD、AD的研究均是世界性難題。在PD、AD發病機制上，孫作東提出“腦細胞激活論”,認為PD、AD等神經元退行性變疾病，與物理門控離子通道密切相關，可用物理手段來解決，明確了激活遞質能神經元是治療的關鍵；他又提出“鳩子論”,闡釋了散發性AD發病原因與發病機制，關鍵性地發現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?；谝陨弦娊?，孫作東發現了物理手段激活神經元的最佳靶點，掌握了經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律，孫作東及帶領的團隊(簡稱他)成功研制——
1、PD治療儀，首次注冊號：黑食藥監械(準)字2011第2260001號。PD發病機制：PD主要病理改變為中腦黑質多巴胺(DA)能神經元變性死亡造成DA含量下降所致。技術方案：經顱磁電刺激的最佳靶區對應的最佳靶標是紋狀體，對應的最佳靶點是多巴胺能神經元。
PD治療儀是2009年黑龍江省重大科技攻關項目，驗收鑒定結論：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，在國內外均未見報道，填補國內外空白，在物理治療帕金森病領域居國際領先水平。臨床醫療單位評價：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，對穩定病情、控制疾病發展有作用。
2、AD治療儀，首次注冊號：黑食藥監械(準)字2014第2260036號，一種多點位、多匝數、多通道經顱磁電神經調控系統。AD發病機制：已有證據證明乙酰膽堿缺失是引起AD記憶障礙主要原因。技術方案：經顱磁電刺激最佳靶區對應的最佳靶標是紋狀體、大腦皮質和海馬，對應最佳靶點是膽堿能神經元。
AD治療儀是2012年黑龍江省重大科技攻關項目，驗收鑒定結論：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、認知行為和日常生活自理能力有較好改善作用。經查新，運用經顱磁電治療阿爾茨海默病在國內外均未見報道，該項目填補國內外空白。臨床醫療單位評價：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、精神狀態等，有不同程度改善和提高。
“經顱磁電腦病治療設備研發與應用”項目，獲黑龍江省科技發明一等獎(排1),是省“十二五”重大產業化項目，國內重點領域首臺(套)產品(排1),中國產學研合作創 新成果獎(排1),國家科技型中小企業技術創新基金資助項目。 中央電視臺《新聞聯播》《朝聞天下》以《我國阿爾茨海默病治療技術取得突破》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布消息。
二、從1994年提出“激活腦細胞是治療疑難腦病關鍵”的觀點，到1995年將經顱電刺激技術應用于腦病治療上，再到日后擁有核心發明専利技術——經顱磁電腦病治療儀，歷經30年。由他發明并已產業化項目還有：
1、經顱電腦功能康復治療儀，首次注冊號：黑醫械準字(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。技術方案：選取電壓門控鈣離子通道為經顱電作用最佳靶點，目的挽救瀕臨死亡神經元，激活處于抑制狀態神經元。黑龍江省藥監局組織科技成果鑒定，結論：該產品填補國內外空白。國家火炬計劃項目，全國發明展覽會金獎(排 1),法國巴黎國際發明博覽會列賓獎(排1),黑龍江省科技發明一等獎(排1)。
2、經顱磁電抑郁癥(失眠)治療儀，首次注冊號：黑食藥監械(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。技術方案：選取電壓門控鈣離子通道為經顱磁電作用最佳靶點。黑龍江省工信委組織新產品鑒定，結論：經查新檢索該產品填補國內外空白，為世界首創，核心技術在抑郁癥治療應用領域居國際領先水平。國家火炬計劃產業化示范項目，國家重點新產品獎(排1)、省優秀新產品一等獎 (排1)。
3、醫用電導劑，首次注冊號：黑械注準20222070001,國內唯一獲準二類醫療器械注冊的醫用電導劑。
4、在研項目“經顱磁電癲癇治療儀的研究與開發”,為黑龍江省應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辦的哈爾濱奧博醫療器械有限公司實現產業化，已形成5大系列16個型號36個規格。
三、孫作東研究員在腦科學領域延伸性探索也取得了突破性成果。細胞生物電現象一直是生物學領域未解世界之難題，他在闡明儀器設備治療機理和重大腦病發病原因過程中，意外發現諾貝爾獎獲得者霍奇金學派創立的經典理論——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象。2022年11月，他的學術成果“神經元能夠產生電磁波”說明了神經元之間“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腦科學家，分別在國際知名期刊《自然》《神經元》上發表了實驗論文，證明神經元之間信息傳遞還可像Wi-Fi一樣進行遠程“無線通信”。
孫作東在腦科學領域延伸性探索所取得的成果，引起了學界關注。央廣網：我國在腦基 礎理論研究領域又獲新突破；人民日報：我國科學家在腦科學基礎理論研究領域獲得新突破； 光明日報：黑龍江學者合理闡釋動作電位發生全過程。
孫作東為人忠厚、求真務實，曾在《人民日報》發表署名文章——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，享受國務院政府特殊津貼，“中國青年五四獎章”獲得者，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，全國優秀民營科技企業家奉獻獎，獲中國民營科技企業家技術創新獎，改革開放三十年“中國民營科技事業杰出貢獻優秀企業家”。
2023年6月，孫作東入圍“世界頂尖科學家協會(WLA)獎”。在以北京吳祖澤科技發展基金會牽頭，北京大學、首都醫科大學等單位聯合參與提名孫作東參選世界頂尖科學家協會(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域的研究，經歷了實踐-理論-再實踐-再理論的過程，尤其是對PD、AD發病機制的關鍵發現及其非侵入物理治療方法的發明與應用是系統性、創造性和獨特性的，對于更好地應對全人類面臨的神經退行性疾病的挑戰，推動治療技術進步做出了重要貢獻。因其在腦科學領域取得的令人矚目的成就，以及憑借自己的創新成果和專業知識贏得的廣泛認可，2024年5月4日，《大國人才》以《孫作東：腦科學領域的創新先鋒》為題予以報道。
工作成就總結:
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，實現產業化造?；颊?。
主要論文、論著發表情況：
孫作東研究員發表論文21篇，出版腦科學專著6部，參加國內外學術會議和做學術報告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發文，肯定了物理手段經顱刺激技術在重大腦病康復治療上的應用；2017年6月美英科學家聯合在Cell上發文，進一步驗證了經顱電刺激的安全性與有效性，呼吁應將這種方法盡快應用在人類重大腦病治療研究上。央廣新聞報道：臨床醫生面對PD、AD等退行性疾病無計可施的現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。黑龍江科學技術出版社于2016年8月以《腦細胞激活論》為著作名予以出版發行。
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，而是一種結果表現”;2022年美國NatureNeuroscience論文“斑塊(細胞遺骸)完全在細胞外形成之前，腦細胞已經受損”。中新網“中國學者首提‘鳩子論’,從分子水平深刻揭示了散發性阿爾茨海默癥的發病原因及發病機制，合理解釋困擾神經元退行性變疾病研究領域源頭問題，其科學價值與意義是革命性的?！?/p>
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性觀點，以及基于鉀離子通道折紙風車模型闡釋神經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象。央廣網、人民日報、光明日報分別以“我國在腦基礎理論研究領域又獲新突破”“我國科學家在腦科學基礎理論研究領域獲得新突破”“黑龍江學者合理闡釋動作電位發生全過程”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象的認識存在誤區，提出者都忽視了離子通道的結構與特點，沒有發現細胞膜內外離子交換的本質和規律。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腦科學家，分別在國際知名期刊《自然》《神經元》上發表了實驗論文，證明神經元之間信息傳遞還可像Wi-Fi一樣進行遠程“無線通信”。
中國神經科學學會（CNS）推薦意見：
孫作東研究員在腦科學領域的研究，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研究與臨床治療相結合的技術。其成就主要體現在以下二個方面：
一、PD、AD發病機制的關鍵發現及其非侵入物理治療方法的發明與應用。
在PD、AD發病機制上，孫作東提出了“腦細胞激活論”,認為PD、AD等神經元退行性變疾病，與物理門控離子通道密切相關，可用物理手段來解決，明確了激活遞質能神經元是治療的關鍵；孫作東研究員提出了“鳩子論”,闡釋了散發性阿爾茨海默病的發病原因與發病機制，關鍵性地發現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，他將經顱電刺激技術應用在腦病治療上，發明了腦功能康復治療儀；2011年、2014年，應用經顱磁電刺激技術先后成功研制出了PD治療儀、AD治療儀。系列產品擁有3項國家發明専利，并分別獲得國家醫療器械注冊證。PD、AD治療儀均是黑龍江省重大科技攻關項目，PD治療儀驗收鑒定結論：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，在國內外均未見報道，在物理治療帕金森病領域居國際領先水平；AD治療儀驗收鑒定結論：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、認知行為和日常生活自理能力有較好改善作用。
“經顱磁電腦病治療設備研發與應用”曾獲黑龍江省科學技術獎(發明類)一等獎，是黑龍江省“十二五”重大產業化項目。PD治療儀、AD治療儀、腦功能康復儀、抑郁癥治療儀，相關支撐性發明専利有ZL200910071875.X、ZL200910071876.4、ZL03132418.5,現已形成5大系列16個型號36個規格，均由他創辦的哈爾濱奧博醫療器械有限公司實現產業化。
二、孫作東研究員在腦科學領域延伸性探索也取得了突破性成果。
細胞生物電現象一直是生物學領域未解世界之難題，他在闡明儀器設備治療機理和重大腦病發病原因過程中，意外發現諾貝爾獎獲得者霍奇金學派創立的經典理論——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象。
三十年來，他的PD、AD發病機制的關鍵發現及其非侵入物理治療方法的發明與應用，對于更好地應對全人類面臨的神經退行性疾病的挑戰，推動治療技術進步做出了重要貢獻；由他創立的鉀離子通道“折紙風車”模型、以及基于鉀離子通道“折紙風車”模型提出的相關理論，重新闡釋了細胞生物電現象。孫作東的研究成果，已經觸及到了生命科學的根本問題，必將產生深遠影響。
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作精神，在科教工作中堅持實事求是的科學精神和嚴謹的治學態度，贏得了良好的學術聲譽。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）：中國神經科學學會
負責人簽名：張旭
2024年6月1日
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