在近期科學(xué)界的一項(xiàng)重大突破中，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院的馬歡教授團(tuán)隊(duì)成功揭示了大腦在處理信息時(shí)高效利用能量的奧秘，這一發(fā)現(xiàn)為人工智能模仿甚至超越生物大腦功能提供了前所未有的新思路。相關(guān)研究成果已在權(quán)威科學(xué)期刊《科學(xué)》上發(fā)表。

研究的核心聚焦于神經(jīng)元內(nèi)部的一個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)——線粒體，特別是其基因轉(zhuǎn)錄過程?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)活動(dòng)的增強(qiáng)能顯著促進(jìn)線粒體基因轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而提升大腦的能量供給效率。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)教科書對(duì)于關(guān)鍵信號(hào)分子在神經(jīng)系統(tǒng)中的作用位置及調(diào)控機(jī)制的認(rèn)知，揭示了這些分子功能的多樣性和復(fù)雜性。

隨著研究的深入，團(tuán)隊(duì)還揭示了一個(gè)令人驚訝的現(xiàn)象：隨著年齡的增長(zhǎng)，神經(jīng)活動(dòng)驅(qū)動(dòng)的線粒體鈣信號(hào)逐漸減弱，這直接導(dǎo)致了認(rèn)知能力的下降。為了驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)，并探索潛在的解決方案，課題組通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行了操控實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，提升神經(jīng)活動(dòng)與線粒體基因轉(zhuǎn)錄之間的效能，確實(shí)能夠改善腦功能，并有可能延緩認(rèn)知衰老的過程。

為了將這一發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，馬歡教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一系列新型靶向分子工具，這些工具能夠精準(zhǔn)地改造和增強(qiáng)神經(jīng)活動(dòng)與線粒體基因轉(zhuǎn)錄之間的偶聯(lián)機(jī)制。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，這些工具的應(yīng)用顯著改善了小鼠的認(rèn)知功能，為未來的臨床應(yīng)用和藥物開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

這項(xiàng)研究不僅深化了我們對(duì)哺乳類動(dòng)物大腦線粒體生物學(xué)發(fā)生的理解，更為對(duì)抗衰老和神經(jīng)退行性疾病提供了全新的可能。目前，相關(guān)的臨床轉(zhuǎn)化研究和藥物開發(fā)工作正在緊鑼密鼓地進(jìn)行中，前期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人振奮，預(yù)示著這一發(fā)現(xiàn)有望在未來為人類健康帶來革命性的改變。

值得注意的是，日常生活中的腦力鍛煉，如思考、學(xué)習(xí)等，也被認(rèn)為能夠激活神經(jīng)元的線粒體基因轉(zhuǎn)錄，從而對(duì)抗認(rèn)知衰老。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了保持大腦活躍對(duì)于維護(hù)認(rèn)知健康的重要性。