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一百年前,如鳥兒一般飛翔,如魚兒一樣潛游是人類可想卻不可及的夢。如今,太空遨遊、深海潛水都已實現,人類一次次地重新整理著自己的記錄。然而,卻有這樣一個區域——人類一直以來的探索不斷,卻對其知之甚少。

美國前總統奧巴馬曾說“作為人類,我們能夠認識數光年外的星系,我們能研究比原子還小的粒子,但我們仍無法揭示兩耳間三磅重的物質的奧秘”。

“兩耳間三磅重的物質”就是人的大腦,被戲稱為“三磅宇宙”,難以捉摸,又令人神往。大腦仍然是人類認識的黑洞,人類對大腦的瞭解仍然是滄海一粟。

儘管做了很多的研究,大腦對科學家而言仍然是一個尚未開啟的黑匣子。大腦如何工作,它如何調控人的情緒、思維、記憶等認知行為和複雜社會活動仍是未知的。

大腦是人體最重要的器官之一,有1000億個神經細胞,彼此之間由大量的神經纖維連線成極為複雜的神經網路。

隨著人類對大腦探索的增加和深入,逐漸形成了一門獨立的學科——腦科學。

什麼是腦科學

廣義上,腦科學是研究腦的結構和功能的科學,還包括認知神經科學等。

狹義上,腦科學指神經科學,是為了瞭解神經系統內分子水平、細胞水平、細胞間的變化過程,以及這些過程在中樞神經功能控制系統內的整合作用而進行的研究。

因此,腦科學研究水平覆蓋了微觀的生物分子、神經細胞水平,介觀的神經元網路水平,宏觀的大腦系統水平,形成了多個分支學科。

大腦這麼複雜又難研究,為什麼還要進行腦科學研究?

首先,我們先來了解幾個有趣的腦科學的故事。

大家都愛看偵探片,偵探片中特工能輕易地騙過測謊儀,為什麼呢?因為測謊技術一般監測的是心率、呼吸的變化,經過特殊訓練的特工說謊時一般不會有心率、呼吸的異常。現在的高階辦法是使用功能磁共振成像(fMRI),對特工提問,大腦不同功能區域啟用呈現不同改變,從而判定是否在說謊。

很多人在生活中苦於男女思維模式的不同造成的困惑,並試圖改變對方。現在有了依據,腦科學研究發現,男女大腦的啟用模式是存在差異的,因此如果試圖改變對方的思維模式,需要重構對方的腦網路連線方式,而這聽起來是一項艱苦的工作。

中醫針灸能治療許多疾病,但是針灸時大腦如何調節機體使機體症狀得到緩解的呢,透過fMRI可以發現中醫針灸的作用機制,從而使中醫的傳承發展有了科學的依據。

再來說說腦科學相關的疾病。比如,精神科診斷疾病時常讓填寫很多的量表,而填寫量表常會受到情緒、認知水平的影響,所以可信度不一定高。現在,fMRI能呈現抑鬱症病人的異常腦區,可以用於診斷抑鬱症,發現有自殺傾向的病人,從而及早干預。

腦科學研究非常有趣,與我們的身心健康密切相關。而對大腦的研究可以幫助我們更好地認識自己。

腦科學研究對整個社會和全人類而言有重要的意義。腦科學是理解自然與人的終極疆域,不僅在全人類健康領域發揮重要作用,更是對推動創新改革、驅動經濟發展和社會進步有著不可忽視的影響力。

在人類基因組計劃、網際網路技術、奈米技術、生物技術等創新後,科學家急迫地希望透過腦科學研究來推動創新發展,解決人類面臨的政治、經濟等諸多問題,促進經濟復甦。

腦科學研究同時也是本世紀科研的熱點和前沿領域之一。它在健康保障、產業進步和社會發展中發揮著越來越重要的作用。

在醫學領域,腦科學研究具有更加重要的意義。早診斷、早治療一直是醫學所追求的。

憑藉腦科學研究的知識,我們可以醫治大量的疾病,建造模仿腦功能的新機器,更深入地瞭解我們自己的本質以及我們如何認知世界。

各國腦科學研究火熱

正因為腦科學研究潛在的巨大價值,各國紛紛開展了腦科學的研究。

2013年,“人類腦計劃”成立,由瑞士洛桑聯邦理工學院科學家Markram發起,該計劃吸引了來自26個國家眾多合作機構的數百位科學家。

2013年1月28日,歐盟提出腦計劃(Human Brain Projet,HBP),並宣佈“人腦工程”為歐盟未來十年的新興旗艦技術專案。該專案旨在透過計算機模擬大腦建立一套全新的、革命性地分析、整合、資料模擬資訊通訊平臺以促進相應的應用轉化。

2013年4月2日,美國政府公佈“腦計劃”,旨在更好地理解大腦的功能特徵,從而幫助人類攻克AD、PD及其他大腦頑疾,幫助研究人員找到治療、治癒甚至防止腦部疾病的新方法。

2014年,日本正式發起“大腦研究計劃”,緊隨美國和歐盟之後。

那麼,我國的人腦研究是什麼情況呢?

早在1997年,我國就有科學家提出腦科學研究,於2012年啟動“腦功能聯結圖譜計劃”,2013年由科技部、國家自然基金委牽頭的腦科學計劃,研討和論證腦科學研究。

中國“腦科學與類腦科學研究”簡稱為“中國腦計劃”。研究方向包括兩個方面,即以探索大腦秘密、攻克大腦疾病,及建立和發展人工智慧技術。

那麼,臨床醫生及醫學科研工作者對腦科學的研究有什麼成果呢?臨床中是如何開展腦科學研究的呢?讓我們一起跟隨老師到課程中一探究竟吧!讓我們一起徜徉在腦科學研究的海洋,一定會讓你驚歎於大腦的神秘。

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