开启智慧的脑科学

说到脑科学，人们首先想到的是神秘和大脑燃烧。难以置信。事实上，当人们仰望星空时，他们常常感叹宇宙的浩瀚。然而，尽管人类像灰尘一样小，他们可以思考整个宇宙的奥秘。这不是奇迹中的奇迹吗？

神经元及其模式

高尔基

Cahal

自古以来，人类就对大脑非常好奇。考古学家发现，早在10，000年前，古代女巫就试图对精神病人进行开颅手术，试图从他们的大脑中释放“恶灵”。一些病人死于感染或出血，而其他人幸存下来，在他们的头骨上留下圆形或方形的“脑洞”。两千年前，古希腊医学之父希波克拉底在他关于脑部疾病的文章《论神奇疾病》中写道:“人们应该意识到，所有的快乐、欢乐、欢笑、锻炼、悲伤、悲伤、沮丧和悲伤都来自大脑，而不是其他东西。”

古人用他们的智慧研究大脑，但是因为大脑在大脑的深处，并且有一个独特的形状——一团闪闪发光的组织，所以很难深入探究。直到1873年意大利科学家高尔基发明了硝酸银染色，人们才在显微镜下看到组成大脑的神经细胞，从而真正能够进行脑科学观察和实验。1889年，西班牙神经学家卡哈尔通过对神经细胞的仔细观察，提出了神经元理论。该理论认为，尽管神经细胞的过程彼此接近，但它们在细胞质中并不相互交流。每一个神经细胞都是一个独立的单位，而高尔基认为，神经细胞的过程相互沟通，形成一个神经网络。直到扫描电子显微镜的发明，人们才相信神经元理论是正确的。这一理论的建立被认为是脑科学的起源。

高尔基和卡哈尔分享了1906年诺贝尔生理学或医学奖，这是第一个诺贝尔神经科学奖。100多年过去了，神经科学领域的研究已经获得了20多项诺贝尔生理学或医学奖。已经有了许多新发现，但仍远未揭示大脑的奥秘。

大脑是神经科学的主要研究对象。神经系统包括大脑、脊髓(统称为中枢神经系统)和神经节、神经干、神经丛和神经末梢装置(统称为外周神经系统)。脑科学之所以复杂且难以理解，首先是因为大脑中有数千亿个神经元，形成1015个数量级的突触，与银河系中的恒星一样大。其次，科学家只能进行非侵入性的人脑实验或动物实验，而动物的智力远不如人类，很难解释人脑的高级功能。第三，其他器官的功能可以看作是细胞功能的叠加，而大脑不是，它实现了从物质到精神的飞跃。

经过几代科学家一百年的艰苦探索，脑科学已经更清楚地知道了单个神经元或神经胶质细胞的结构和功能。众所周知，信号传输和编码规则在神经回路的水平，并已逐渐明确的主要功能，局部神经核。然而，仍然很难解释清楚思维活动是如何产生的，情感或意识是如何形成的。

大脑科学家一生都在探索大脑。这到底是为了什么？当然，人类对知识的渴望真的想知道大脑，它最重要的器官，是如何工作的。其次，如果了解大脑的工作原理，神经退行性疾病如阿尔茨海默病、精神疾病和心理障碍可以得到有效治疗。脑科学还可以用于脑-机接口、人工智能、潜能开发等领域，给人们带来更多的好处。

脑科学能让人变得更聪明吗？这是许多读者感兴趣的地方，也是许多智力相关的综艺节目热衷展示的地方。我已经学习和教授脑科学20年了。我不认为脑科学让我变得聪明，但是我发现自己越来越愿意用大脑来发现自己内心的宝藏。脑科学不能给人们提供一条通往智力的捷径，但它给了人们信心——两耳之间的3磅宇宙是多么神奇，拥有这个无价之宝是多么幸运。脑科学解释了学习和记忆的基本原理，情绪产生的机制和控制情绪的方法，睡眠和觉醒的规律...这些知识非常实用，我很乐意在专栏中与读者分享。

人们能解开大脑的终极之谜吗？这是所有科学家和哲学家的神话。“我是谁？我来自哪里？我要去哪里？”所有的答案都在我们的脑海里。脑科学被认为是自然科学的最后堡垒。一旦这个堡垒被征服，人类社会将经历翻天覆地的变化。因此，我也期待着与脑科学研究人员和普通大众一起工作，沿着正确的轨道伴随脑科学，给未来的社会带来希望和光明。

(作者是华中师范大学生命科学学院副教授，神经生物学博士)