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孙作东参评2024年第十七届谈家桢生命科学成就奖

发布时间：

2024-08-06

主要业绩：

孙作东研究员提出了“脑细胞激活论”“鸠子论”“钾离子通道折纸风车模型”“细胞膜面积守恒定律和离子不等量方程”,是帕金森病(PD)治疗仪、阿尔茨海默症(AD)治疗仪发明人。他专注脑神经性疾病物理治疗方法和理论研究近30年，获13项国家専利，其中获授权发明専利3项，医疗器械注册证5项，均实现产业化；出版脑科学专著6部，发表学术论文21篇，参加国内外学术会议和做学术报告25次。其主要贡献如下：

一、对PD、AD发病机制的关键发现及其非侵入物理治疗方法的发明与应用，是系统性、创造性和独特性的，经历了实践-理论-再实践-再理论的过程，开辟了非侵入物理手段治疗神经退行性疾病新途径。

PD、AD的研究均是世界性难题。在PD、AD发病机制上，孙作东提出“脑细胞激活论”,认为PD、AD等神经元退行性变疾病，与物理门控离子通道密切相关，可用物理手段来解决，明确了激活递质能神经元是治疗的关键；他又提出“鸠子论”,阐释了散发性AD发病原因与发病机制，关键性地发现了淀粉样斑点是脑细胞异常凋亡后的“遗骸”,而不是导致脑细胞异常凋亡的前因。以上观点，得到国际知名科学家的认证与支持。基于以上见解，孙作东发现了物理手段激活神经元的最佳靶点，掌握了经颅磁电刺激人体头部特定部位引起脑病积极治疗效果的时空分布规律，孙作东及带领的团队(简称他)成功研制——

1、PD治疗仪，首次注册号：黑食药监械(准)字2011第2260001号。PD发病机制：PD主要病理改变为中脑黑质多巴胺(DA)能神经元变性死亡造成DA含量下降所致。技术方案：经颅磁电刺激的最佳靶区对应的最佳靶标是纹状体，对应的最佳靶点是多巴胺能神经元。

PD治疗仪是2009年黑龙江省重大科技攻关项目，验收鉴定结论：特别适用于轻、中度帕金森病的治疗，是独立的治疗手段之一，在国内外均未见报道，填补国内外空白，在物理治疗帕金森病领域居国际领先水平。临床医疗单位评价：PD治疗仪，对患者静止性震颤、僵直、行走障碍等症状得到明显改善，对稳定病情、控制疾病发展有作用。

2、AD治疗仪，首次注册号：黑食药监械(准)字2014第2260036号，一种多点位、多匝数、多通道经颅磁电神经调控系统。AD发病机制：已有证据证明乙酰胆碱缺失是引起AD记忆障碍主要原因。技术方案：经颅磁电刺激最佳靶区对应的最佳靶标是纹状体、大脑皮质和海马，对应最佳靶点是胆碱能神经元。

AD治疗仪是2012年黑龙江省重大科技攻关项目，验收鉴定结论：对轻、中度AD、血管性痴呆治疗安全、有效，可促进脑功能恢复，对患者精神状态、认知行为和日常生活自理能力有较好改善作用。经查新，运用经颅磁电治疗阿尔茨海默病在国内外均未见报道，该项目填补国内外空白。临床医疗单位评价：AD治疗仪对AD、血管性痴呆患者进行针对性广泛的应用治疗，绝大部分患者近期能收到不同程度治疗效果，尤其是对患者的记忆功能、认知障碍、语言、思维、精神状态等，有不同程度改善和提高。

“经颅磁电脑病治疗设备研发与应用”项目，获黑龙江省科技发明一等奖(排1),是省“十二五”重大产业化项目，国内重点领域首台(套)产品(排1),中国产学研合作创新成果奖(排1),国家科技型中小企业技术创新基金资助项目。中央电视台《新闻联播》《朝闻天下》以《我国阿尔茨海默病治疗技术取得突破》为题做了详细报道。《人民日报》《科技日报》多次在头版头条刊登“世界首台阿尔茨海默治疗仪、世界首台帕金森治疗仪、世界首台抑郁症治疗仪在哈研制成功”的新闻。国家科技部、中国常驻联合国代表团、各驻外使馆以及新华社先后以多语种向全世界发布消息。

二、从1994年提出“激活脑细胞是治疗疑难脑病关键”的观点，到1995年将经颅电刺激技术应用于脑病治疗上，再到日后拥有核心发明専利技术——经颅磁电脑病治疗仪，历经30年。由他发明并已产业化项目还有：

1、经颅电脑功能康复治疗仪，首次注册号：黑医械准字(95)第227014号，适用范围：脑卒中后遗症、脑血管病性痴呆及脑萎缩等。技术方案：选取电压门控钙离子通道为经颅电作用最佳靶点，目的挽救濒临死亡神经元，激活处于抑制状态神经元。黑龙江省药监局组织科技成果鉴定，结论：该产品填补国内外空白。国家火炬计划项目，全国发明展览会金奖(排 1),法国巴黎国际发明博览会列宾奖(排1),黑龙江省科技发明一等奖(排1)。

2、经颅磁电抑郁症(失眠)治疗仪，首次注册号：黑食药监械(准)字2011第2260002号，适用范围：轻、中度抑郁症，可明显改善抑郁、睡眠障碍、焦虑等症状。技术方案：选取电压门控钙离子通道为经颅磁电作用最佳靶点。黑龙江省工信委组织新产品鉴定，结论：经查新检索该产品填补国内外空白，为世界首创，核心技术在抑郁症治疗应用领域居国际领先水平。国家火炬计划产业化示范项目，国家重点新产品奖(排1)、省优秀新产品一等奖 (排1)。

3、医用电导剂，首次注册号：黑械注准20222070001,国内唯一获准二类医疗器械注册的医用电导剂。

4、在研项目“经颅磁电癫痫治疗仪的研究与开发”,为黑龙江省应用研究计划重大项目，省自然科学基金资助。

PD治疗仪、AD治疗仪、脑功能康复仪、抑郁症治疗仪均由他创办的哈尔滨奥博医疗器械有限公司实现产业化，已形成5大系列16个型号36个规格。

三、孙作东研究员在脑科学领域延伸性探索也取得了突破性成果。细胞生物电现象一直是生物学领域未解世界之难题，他在阐明仪器设备治疗机理和重大脑病发病原因过程中，意外发现诺贝尔奖获得者霍奇金学派创立的经典理论——离子学说以及GHK方程、H-H方程存在着根本性缺陷。

他通过对原有生物电知识体系梳理，采纳了霍奇金枪乌贼的实验结果，摈弃了氯离子与钠离子钾离子同进同出的观点，并因此建立了钾离子通道“折纸风车”模型，以及基于钾离子通道“折纸风车”模型提出了细胞膜面积守恒定律和离子不等量方程，重新阐释了细胞生物电现象。2022年11月，他的学术成果“神经元能够产生电磁波”说明了神经元之间“电→化学→电”的“有线传播”不是唯一的传播方式，这一观点随后得到了国外学者的研究佐证。2023年11月，美国普林斯顿大学、英国剑桥大学等多所科研机构脑科学家，分别在国际知名期刊《自然》《神经元》上发表了实验论文，证明神经元之间信息传递还可像Wi-Fi一样进行远程“无线通信”。

孙作东在脑科学领域延伸性探索所取得的成果，引起了学界关注。央广网：我国在脑基础理论研究领域又获新突破；人民日报：我国科学家在脑科学基础理论研究领域获得新突破；光明日报：黑龙江学者合理阐释动作电位发生全过程。

孙作东为人忠厚、求真务实，曾在《人民日报》发表署名文章——不拘一格降人才，感恩国家、省、市多年来给予他的鼓励与支持，他是“新世纪百千万人才工程”国家级人选，享受国务院政府特殊津贴，“中国青年五四奖章”获得者，黑龙江省十大杰出青年，黑龙江省杰出青年科学基金获得者，黑龙江省有突出贡献中青年专家，全国优秀民营科技企业家奉献奖，获中国民营科技企业家技术创新奖，改革开放三十年“中国民营科技事业杰出贡献优秀企业家”。

2023年6月，孙作东入围“世界頂尖科学家协会(WLA)奖”。在以北京吴祖泽科技发展基金会牵头，北京大学、首都医科大学等单位联合参与提名孙作东参选世界頂尖科学家协会(WLA)奖的北京论证评审会上，专家们给出了一致评价：孙作东研究员在脑科学领域的研究，经历了实践-理论-再实践-再理论的过程，尤其是对PD、AD发病机制的关键发现及其非侵入物理治疗方法的发明与应用是系统性、创造性和独特性的，对于更好地应对全人类面临的神经退行性疾病的挑战，推动治疗技术进步做出了重要贡献。因其在脑科学领域取得的令人瞩目的成就，以及凭借自己的创新成果和专业知识赢得的广泛认可，2024年5月4日，《大国人才》以《孙作东：脑科学领域的创新先锋》为题予以报道。

工作成就总结:

提出了“脑细胞激活论”“鸠子论”“钾离子通道折纸风车模型”“细胞膜面积守恒定律和离子不等量方程”,阐释了细胞生物电现象。研制成功帕金森治疗仪、阿尔茨海默治疗仪、脑功能康复治疗仪等，实现产业化造福患者。

主要论文、论著发表情况：

孙作东研究员发表论文21篇，出版脑科学专著6部，参加国内外学术会议和做学术报告25次，主要代表论著有：

1.论文：The theory of brain cell activation;作者。孙作东；期刊名称：Journal of US-China Medical Science;卷(期)(年):14(5)(2017);起止页码：第203页至第211 页。主要贡献及引用评价情况：被推荐人是论文独立作者。2016年12月国际脑科学家在Neuron发文，肯定了物理手段经颅刺激技术在重大脑病康复治疗上的应用；2017年6月美英科学家联合在Cell上发文，进一步验证了经颅电刺激的安全性与有效性，呼吁应将这种方法尽快应用在人类重大脑病治疗研究上。央广新闻报道：临床医生面对PD、AD等退行性疾病无计可施的现状极有可能通过物理手段被改写。他的研究与多位诺贝尔奖获得者的工作息息相关。黑龙江科学技术出版社于2016年8月以《脑细胞激活论》为著作名予以出版发行。

2.论文：The Theory of Dove-like Particles;作者：孙作东；期刊名称：Journal ofUS-China Medical Science;卷(期)(年):16(4)(2019);起止页码：第73页至第99页。主要贡献及引用评价情况：被推荐人是论文独立作者。2019年Neurology研究表明“β淀粉样蛋白”可能不是疾病诱因，而是一种结果表现”;2022年美国NatureNeuroscience论文“斑块(细胞遗骸)完全在细胞外形成之前，脑细胞已经受损”。中新网“中国学者首提‘鸠子论’,从分子水平深刻揭示了散发性阿尔茨海默症的发病原因及发病机制，合理解释困扰神经元退行性变疾病研究领域源头问题，其科学价值与意义是革命性的。”

3.论文：Potassium Channel Origami Windmill Model;作者：孙作东；期刊名称：Journalof US-China Medical Science;卷(期)(年):16(4)(2019);起止页码：第170页至第172页。主要贡献及引用评价情况：被推荐人为独立作者，基于钾离子通道折纸风车模型的启发性观点，以及基于钾离子通道折纸风车模型阐释神经纤维细胞与心肌细胞动作电位全过程，基于钾离子通道折纸风车模型的细胞膜面积守恒定律与离子不等量方程，重新合理阐释了细胞生物电现象。央广网、人民日报、光明日报分别以“我国在脑基础理论研究领域又获新突破”“我国科学家在脑科学基础理论研究领域获得新突破”“黑龙江学者合理阐释动作电位发生全过程”予以重点报道。

4.论文：Conservation Law of Cell Bioelectricity Membrane Area and Ion InequalityEquation Based on Potassium Channel “Origami Windmill”Model;作者：孙作东；期刊名称：Journal of US-China Medical Science;卷(期)(年):17(5)(2020);起止页码：第177页至第192页。主要贡献及引用评价情况：被推荐人为独立作者。目前对细胞生物电现象的认识存在误区，提出者都忽视了离子通道的结构与特点，没有发现细胞膜内外离子交换的本质和规律。论文作者基于钾离子通道折纸风车模型，提出了细胞膜面积守恒定律与离子不等量方程，重新对生物电发生机制进行了阐释，开辟了一种科学量化描述细胞动作电位新的方法和途径。

5.论文：Neurons Can Generate Electromagnetic Waves;作者：孙作东；期刊名称：Natural Science;卷(期)(年):14(11)(2022);起止页码：第463页至第471页。主要贡献及引用评价情况：被推荐人为独立作者。论文说明神经元之间“电→化学→电”的“有线传播”不是唯一的传播方式，这一观点随后得到了国外学者的研究佐证。2023年11月，美国普林斯顿大学、英国剑桥大学等多所科研机构脑科学家，分别在国际知名期刊《自然》《神经元》上发表了实验论文，证明神经元之间信息传递还可像Wi-Fi一样进行远程“无线通信”。

推荐单位意见：

孙作东研究员在脑科学领域的研究，遵循实践-理论-再实践-再理论的过程，其研究成果是理论与实践的重要桥梁，解决退行性疾病的问题和提供基础研究与临床治疗相结合的技术。其成就主要体现在以下二个方面：

一、PD、AD发病机制的关键发现及其非侵入物理治疗方法的发明与应用。

在PD、AD发病机制上，孙作东提出了“脑细胞激活论”,认为PD、AD等神经元退行性变疾病，与物理门控离子通道密切相关，可用物理手段来解决，明确了激活递质能神经元是治疗的关键；孙作东研究员提出了“鸠子论”,阐释了散发性阿尔茨海默病的发病原因与发病机制，关键性地发现了淀粉样斑点是脑细胞异常凋亡后的遗骸，而不是导致脑细胞异常凋亡的前因，斑点与斑块形成过程似珍珠像珊瑚。

1995年，他将经颅电刺激技术应用在脑病治疗上，发明了脑功能康复治疗仪；2011年、2014年，应用经颅磁电刺激技术先后成功研制出了PD治疗仪、AD治疗仪。系列产品拥有3项国家发明専利，并分别获得国家医疗器械注册证。PD、AD治疗仪均是黑龙江省重大科技攻关项目，PD治疗仪验收鉴定结论：特别适用于轻、中度帕金森病的治疗，是独立的治疗手段之一，在国内外均未见报道，在物理治疗帕金森病领域居国际领先水平；AD治疗仪验收鉴定结论：对轻、中度AD、血管性痴呆治疗安全、有效，可促进脑功能恢复，对患者精神状态、认知行为和日常生活自理能力有较好改善作用。

“经颅磁电脑病治疗设备研发与应用”曾获黑龙江省科学技术奖(发明类)一等奖，是黑龙江省“十二五”重大产业化项目。PD治疗仪、AD治疗仪、脑功能康复仪、抑郁症治疗仪，相关支撑性发明専利有ZL200910071875.X、ZL200910071876.4、ZL03132418.5,现已形成5大系列16个型号36个规格，均由他创办的哈尔滨奥博医疗器械有限公司实现产业化。

二、孙作东研究员在脑科学领域延伸性探索也取得了突破性成果。

细胞生物电现象一直是生物学领域未解世界之难题，他在阐明仪器设备治疗机理和重大脑病发病原因过程中，意外发现诺贝尔奖获得者霍奇金学派创立的经典理论——离子学说以及GHK方程、H-H方程存在着根本性缺陷，他采纳了霍奇金、赫胥黎枪乌贼的实验结果，否定了氯离子与钠离子钾离子同进同出的观点，并因此建立了钾离子通道“折纸风车”模型，以及基于钾离子通道“折纸风车”模型提出了细胞膜面积守恒定律和离子不等量方程，重新阐释了细胞生物电现象。

三十年来，他的PD、AD发病机制的关键发现及其非侵入物理治疗方法的发明与应用，对于更好地应对全人类面临的神经退行性疾病的挑战，推动治疗技术进步做出了重要贡献；由他创立的钾离子通道“折纸风车”模型、以及基于钾离子通道“折纸风车”模型提出的相关理论，重新阐释了细胞生物电现象。孙作东的研究成果，已经触及到了生命科学的根本问题，必将产生深远影响。

孙作东研究员政治信念坚定，具有强烈的社会责任感和良好的团队协作精神，在科教工作中坚持实事求是的科学精神和严谨的治学态度，赢得了良好的学术声誉。鉴于此，我单位向评奖委员会郑重推荐孙作东研究员。