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导论:从物质+能量+信息三大方面认识生命(2)

已有 1128 次阅读 2026-1-10 16:48 |个人分类:比较医学|系统分类:科研笔记

二、生命科学三大前沿与人体能量信息网络机制的新进展

现代生命科学正在通过对该领域三大基本科学问题的系统研究,将“人体能量信息网络”从一个哲学概念逐步转化为可解析、可量化的科学模型。最新的研究进展突出体现在微观解析、网络关联和动态建模三个维度,共同推动着我们向这个复杂网络的本质逼近。

1. 当代学者如何解读生命科学三大基本科学问题

(1)解析微观结构:从细胞到能量场的跨尺度发现

传统对细胞结构的认识多集中于分子机器(如ATP合成酶),而最新研究开始揭示亚细胞层面乃至物理场的能量转换机制,这为我们理解“气”的物质与能量基础提供了更精密的蓝图。

微观结构识别:科学家已不满足于解析静态的亚细胞结构,而是旨在理解微观动态过程,例如细胞如何实时感知和调度能量。

新物理能量机制:2026年初的研究揭示了细胞膜的一个隐藏特性:其脂质双分子层的热力学波动,通过“挠曲电效应”可产生高达90毫伏的跨膜电压。这相当于一个神经元的动作电位阈值,意味着细胞膜本身可能是一个被忽视的“微型发电机”。这一发现为理解生物电的起源、细胞间快速信息传递以及经络的潜在生物物理基础,提供了全新的微观物理视角。

(2)揭示结构关联:器官对话与复杂生理网络的绘制

现代研究正系统性地揭示器官间精密的信息交换,这实质上是“人体能量信息网络”在中观(器官)和宏观(系统)层面的具体运行机制。

器官对话网络:一篇于2026年1月发表的重磅综述系统整合了器官间通信的研究,明确指出脑、心、肠是这一复杂互动网络的三大核心枢纽。例如,大脑通过神经信号控制肠道脂肪吸收,而肠道菌群代谢物又可影响大脑功能与情绪,形成经典的“脑-肠轴”双向对话。

生理网络整合:“网络生理学”作为一个新兴交叉学科,专门研究不同器官系统和层级网络之间的生理相互作用。它运用复杂网络分析、多模态成像与信号处理工具,旨在绘制中枢-自主神经网络等调控全身稳态的核心网络图谱,从而理解健康与疾病状态下网络动力学的变化。

(3)探索时相性变化:系统建模与动态调控

要理解生命“气机”的动态变化,关键在于研究结构网络如何随时间推移而改变其功能状态。

动态网络建模:前沿的“系统生物能学”正通过整合基因组、蛋白质组和代谢通量等多维度数据,构建细胞的“能量数字孪生”模型。这种模型可以模拟细胞在生长、应激或药物扰动下,其内部能量流(如ATP生产)和物质流如何随时间动态重定向,实现了对微观“气化”过程的预测。

时相性调控实例:对食欲与能量平衡的神经科学研究,完美展示了能量信息网络的动态调控。大脑的下丘脑弓状核像一个中央处理器,实时整合来自胃肠道的激素信号和迷走神经传入的电信号,动态调整促进饥饿或饱足的神经元活动,从而精密设定食欲与能量消耗的节律。

2. 当代已经新进展对理解人体能量信息网络的启示

表1总结了上述进展如何从不同层面深化我们对网络机制的认识:

表1  生命科学新进展对深化理解“能量信息网络”的启示

研究层面

核心进展

对理解“能量信息网络”的启示

微观物理

细胞膜波动发电机制

揭示了能量产生与传递的新物理基础,提示生命活动可能利用更广泛、更高效的微观物理过程。

器官系统

脑、心、肠为核心的器官对话网络

实证了人体是一个多中心、双向通信的复杂网络,任何局部扰动都可能通过网络传递产生系统性影响。

整体动态

系统生物能学与“数字孪生”建模

提供了在时变性和可预测性上研究整个网络动态的工具,使从整体上模拟和干预生命过程成为可能。

范式目标

构建“全息人体数字模型”

代表了终极整合方向,旨在创建一个融合所有微观、中观、宏观信息的动态虚拟人体,以全面认知生命本质。

3. 从哲学图景到科学图景

总的来说,当前生命科学的前沿进展正以前所未有的广度和深度,描绘一幅更清晰的人体能量信息网络科学图景:

在微观上,超越了传统的生化反应,探索到细胞膜物理波动发电这样的新能量形式。

在关联上,实证了以脑-心-肠轴为核心的多器官、多系统间持续不断的化学与电信号对话。

在动态上,借助人工智能与多组学整合,开始构建能模拟生命动态的“数字孪生”

这些进展共同表明,将中医“气”所蕴含的整体、动态、网络化的思想,与现代科学的精密测量、计算建模和系统理论相结合,正引领我们走向一个能够更全面、更深入理解生命本质的新范式。

三、本书结构:生命的统一语言与终极叙事

(未完待续)



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