一. 腦與腦科學
1. 關於大腦
人的大腦分為兩個獨立的半球體—左腦和右腦,它們各自控制著身體相對應的半邊,由一條粗的神經紐帶相聯。就人的左腦而言,它是負責管理合理的、有條不紊的和合乎邏輯方法的思維,是人類語言和數學思想本領的中樞;就人的右腦而言,它是非語言思維的部位,主管人的想象、顏色、音樂、節奏以及無拘束的"胡思亂想"等,是人類教誨、創造與視覺判斷思想本領的中樞。
腦的重量和智力有很大的關係。從進化的角度來看,動物發展得越高階,其腦重量與體重之比就越大:鯨的腦重是體重的一萬分之一;獅子的腦重是體重的五百五十分之一;大象的腦重是體重的四百四十分之一;猴子的腦重是體重的九十分之一;而萬物之靈的人的腦重是體重的四十分之一。然而可惜的是,到目前為止,並沒有任何人可以從這樣一個有無限潛能的組織中得到那麼大的饋贈。人類對大腦的利用率只有5%,最傑出的科學家也只有10%而已。
2. 關於腦科學
腦科學,或稱神經科學,是用多學科的手段綜合研究腦的正常功能和腦疾病機制的一門新的學科,主要研究知腦、保腦和創腦腦科學。即當前世界範圍的腦科學研究主要致力的三個方面:認識腦、保護腦和開發腦。
“知腦”的研究任務是,解析腦的功能和它處理資訊的獨特機制,例如識別、學習、智慧、語言感情、思考、記憶、意識等機理,最後目標是搞清楚自我意識和社會意識以及語言和思考、知識的關係,並且把這些成果應用在教育、社會心理、產業心理和災害心理等方面,為完成另外兩個課題——“保腦”和“創腦”創造前提條件。
“保腦”的主要目標是解析腦細胞的功能和它傳輸資訊的生化學機制,把握腦的老化、阿爾茨海默氏症、帕金森氏症、精神分裂症等多種神經和精神疾病、智力發育障礙、新陳代謝異常、遺傳性疾病以及外傷、中毒和感染病症等的發病原因,並根據新的原理開發根本性的預防的治療方法,保護腦不受傷害,最終實現控制人腦老化、開發人工神經、預防精神障礙等理想目標。
“創腦”的任務更為艱鉅。它要在解析腦所具有的極其精密的神經網路和神經系統的結構和功能的基礎上,開發與當今計算機不同的處理資訊、具有高檔次的精神功能的計算機系統,如神經晶片、神經網路式計算機等。
腦科學涉及到生命科學的各個方面,包括心理學等,是一門典型的邊緣科學,所以研究的難度令人卻步,但目前在世界各國科學家的共同努力下,腦科學研究已經取得突破性進展。
二. 腦科學發展
人們最早開始採取實證的方法觀察和研究大腦及其產物,是在19世紀末期。然而,直到上個世紀60年代,對腦的研究才真正進入飛速發展的黃金時期。
首先,由於生理學、分子生物學、解剖學、遺傳學、醫學、物理學、計算機科學等學科的發展,為腦科學的發展提供了理論指導和技術手段。特別是核磁共振成像技術等無損傷腦探測技術的出現,更是大大方便了人們對活體大腦的研究。其次,來自實際的需求也拉動了腦科學的發展。一方面,神經性和精神性疾病一直是影響人類社會最嚴重的疾患之一。據估計,美國受神經系統疾病侵襲的人數高達5000萬,用於這些疾患的治療、康復及相關的費用,每年均超過3000億美元。
因此,闡明腦的工作原理,弄清楚各種神經疾患的發病緣由,將為設計出更加高效而副作用小的藥物提供可能。另一方面,對大腦和神經網路機制的瞭解,是開發新一代仿腦計算機不可或缺的。資訊的傳遞、處理和儲存是未來國際競爭中的一個關鍵因素,誰擁有功能強大的計算機,誰就將掌握競爭的主導。
三. 腦科學知識
腦分為不同區域,如感覺區、語言區、識字區和運動區等,不同區域執行不同功能,有的管視覺,有的管語言,有的管思考。對大腦各區域所司職能的瞭解,最初是透過對某些特殊病例的研究而獲得的。從控制語言中樞的布羅卡區和韋尼克區,到與記憶有關的“海馬區”,都是如此。
但是,大腦功能定位問題並沒有真正得到解決。只要仔細分析一下患者的症狀,往往會發現各種併發症。實際上,並不存在單純的病證。大腦的每個部分並不是孤立的,某一個區域可能具有專門的功能,但它也需要其它區域的協助才能運轉。另外,由於技術原因,現在顯示的影象實際上只能表示大腦的某些區域比另一些區域更活躍。顯然,還有一些區域需要我們去探索。
如果說我們還不能給大腦的一種功能定位的話,這一功能很可能就是指記憶功能。據一些科研人員說,我們的大腦並不像計算機那樣有單獨的儲存器。經驗是深化於大腦中各個部分的。回憶就是“重新考慮我們周圍的世界。”所以,我們總是“經常在重新發現我們的過去”。
四. 腦科學前景展望
對於腦的高階功能,諸如感知、運動控制、學習記憶、情緒、語言、意識等的認識,可能會取得突破性的進展,幾十年來,對於以細胞、分子事件為基礎的區域性神經網路如何組裝起來構成龐大的複雜的腦來實現高階功能,既缺少有成效的研究手段,在理論上也只有很模糊的想法。感覺資訊如何整合起來用以認知外部世界?意識如何被控制?意識的整體性怎樣被保持?突觸可塑性與學習和記憶形成、記憶檢索是怎樣的關係?語言的中樞表象是什麼?對於這些問題,我們的瞭解還剛剛開始。腦科學的進展,既取決於科學家的睿智、努力以及所得到的支援,也會受限於在推進過程中所遭遇的困難。特別需要指出的是,在探索的程序中突然出現的新發現,會大大改變其程序本身。
一. 腦與腦科學
1. 關於大腦
人的大腦分為兩個獨立的半球體—左腦和右腦,它們各自控制著身體相對應的半邊,由一條粗的神經紐帶相聯。就人的左腦而言,它是負責管理合理的、有條不紊的和合乎邏輯方法的思維,是人類語言和數學思想本領的中樞;就人的右腦而言,它是非語言思維的部位,主管人的想象、顏色、音樂、節奏以及無拘束的"胡思亂想"等,是人類教誨、創造與視覺判斷思想本領的中樞。
腦的重量和智力有很大的關係。從進化的角度來看,動物發展得越高階,其腦重量與體重之比就越大:鯨的腦重是體重的一萬分之一;獅子的腦重是體重的五百五十分之一;大象的腦重是體重的四百四十分之一;猴子的腦重是體重的九十分之一;而萬物之靈的人的腦重是體重的四十分之一。然而可惜的是,到目前為止,並沒有任何人可以從這樣一個有無限潛能的組織中得到那麼大的饋贈。人類對大腦的利用率只有5%,最傑出的科學家也只有10%而已。
2. 關於腦科學
腦科學,或稱神經科學,是用多學科的手段綜合研究腦的正常功能和腦疾病機制的一門新的學科,主要研究知腦、保腦和創腦腦科學。即當前世界範圍的腦科學研究主要致力的三個方面:認識腦、保護腦和開發腦。
“知腦”的研究任務是,解析腦的功能和它處理資訊的獨特機制,例如識別、學習、智慧、語言感情、思考、記憶、意識等機理,最後目標是搞清楚自我意識和社會意識以及語言和思考、知識的關係,並且把這些成果應用在教育、社會心理、產業心理和災害心理等方面,為完成另外兩個課題——“保腦”和“創腦”創造前提條件。
“保腦”的主要目標是解析腦細胞的功能和它傳輸資訊的生化學機制,把握腦的老化、阿爾茨海默氏症、帕金森氏症、精神分裂症等多種神經和精神疾病、智力發育障礙、新陳代謝異常、遺傳性疾病以及外傷、中毒和感染病症等的發病原因,並根據新的原理開發根本性的預防的治療方法,保護腦不受傷害,最終實現控制人腦老化、開發人工神經、預防精神障礙等理想目標。
“創腦”的任務更為艱鉅。它要在解析腦所具有的極其精密的神經網路和神經系統的結構和功能的基礎上,開發與當今計算機不同的處理資訊、具有高檔次的精神功能的計算機系統,如神經晶片、神經網路式計算機等。
腦科學涉及到生命科學的各個方面,包括心理學等,是一門典型的邊緣科學,所以研究的難度令人卻步,但目前在世界各國科學家的共同努力下,腦科學研究已經取得突破性進展。
二. 腦科學發展
人們最早開始採取實證的方法觀察和研究大腦及其產物,是在19世紀末期。然而,直到上個世紀60年代,對腦的研究才真正進入飛速發展的黃金時期。
首先,由於生理學、分子生物學、解剖學、遺傳學、醫學、物理學、計算機科學等學科的發展,為腦科學的發展提供了理論指導和技術手段。特別是核磁共振成像技術等無損傷腦探測技術的出現,更是大大方便了人們對活體大腦的研究。其次,來自實際的需求也拉動了腦科學的發展。一方面,神經性和精神性疾病一直是影響人類社會最嚴重的疾患之一。據估計,美國受神經系統疾病侵襲的人數高達5000萬,用於這些疾患的治療、康復及相關的費用,每年均超過3000億美元。
因此,闡明腦的工作原理,弄清楚各種神經疾患的發病緣由,將為設計出更加高效而副作用小的藥物提供可能。另一方面,對大腦和神經網路機制的瞭解,是開發新一代仿腦計算機不可或缺的。資訊的傳遞、處理和儲存是未來國際競爭中的一個關鍵因素,誰擁有功能強大的計算機,誰就將掌握競爭的主導。
三. 腦科學知識
腦分為不同區域,如感覺區、語言區、識字區和運動區等,不同區域執行不同功能,有的管視覺,有的管語言,有的管思考。對大腦各區域所司職能的瞭解,最初是透過對某些特殊病例的研究而獲得的。從控制語言中樞的布羅卡區和韋尼克區,到與記憶有關的“海馬區”,都是如此。
但是,大腦功能定位問題並沒有真正得到解決。只要仔細分析一下患者的症狀,往往會發現各種併發症。實際上,並不存在單純的病證。大腦的每個部分並不是孤立的,某一個區域可能具有專門的功能,但它也需要其它區域的協助才能運轉。另外,由於技術原因,現在顯示的影象實際上只能表示大腦的某些區域比另一些區域更活躍。顯然,還有一些區域需要我們去探索。
如果說我們還不能給大腦的一種功能定位的話,這一功能很可能就是指記憶功能。據一些科研人員說,我們的大腦並不像計算機那樣有單獨的儲存器。經驗是深化於大腦中各個部分的。回憶就是“重新考慮我們周圍的世界。”所以,我們總是“經常在重新發現我們的過去”。
四. 腦科學前景展望
對於腦的高階功能,諸如感知、運動控制、學習記憶、情緒、語言、意識等的認識,可能會取得突破性的進展,幾十年來,對於以細胞、分子事件為基礎的區域性神經網路如何組裝起來構成龐大的複雜的腦來實現高階功能,既缺少有成效的研究手段,在理論上也只有很模糊的想法。感覺資訊如何整合起來用以認知外部世界?意識如何被控制?意識的整體性怎樣被保持?突觸可塑性與學習和記憶形成、記憶檢索是怎樣的關係?語言的中樞表象是什麼?對於這些問題,我們的瞭解還剛剛開始。腦科學的進展,既取決於科學家的睿智、努力以及所得到的支援,也會受限於在推進過程中所遭遇的困難。特別需要指出的是,在探索的程序中突然出現的新發現,會大大改變其程序本身。