“認識大腦、模擬大腦、保護大腦”一直是全球腦科學科研人員不斷努力的目標。

日前，在2021年的浦江創新論壇上，全球頂尖腦科學領域研究專家分享了腦科學在實際醫療健康應用中的可能及探索邊界。

有什麼樣的大腦，更適合當領導？吸菸喝酒會讓大腦發生怎樣的改變？未來治療抑鬱症患者有哪些可行方案？針對腦科學有關的種種複雜問題，科學家們在提出的假設中反覆推演，試圖逐步揭開人腦中的“祕密”。

龐雜的“腦計劃”

早在2015年，中國科學家就對腦科學與類腦研究在中國“一體兩翼”的部署達成了初步的共識。其中，“一體”是以闡釋人類認知的神經基礎爲主體和核心，“兩翼”是指腦重大疾病的研究以及通過計算和系統模擬推進人工智能的研究。

在腦疾病的診斷治療方面，是爲了知道腦疾病如何早期診斷、早期干預，由此可以延伸出有關腦健康和腦醫療的產業。而對腦機智能技術的研究涉及大腦與機器之間的關係，即腦機接口，包含器件從大腦獲取信息、用大腦信息操縱外部器件、外部器件再反饋信息給大腦，從而實現調控大腦的過程。

中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心副主任孫衍剛稱，基於腦科學的重要性，各個國家紛紛推出了腦計劃。美國2013年推出後其他國家也相繼推出。美國、歐盟腦計劃關注大腦結構，歐盟的腦計劃還會基於這個結構去模擬大腦如何運作。

“10年後，人工智能最前沿的就是類腦人工智能，現在就要佈局，希望在下一個潮流出現的時候能夠站在前沿。”中國科學院院士、中科院腦科學與智能技術卓越創新中心學術主任蒲慕明說道。

據瞭解，人腦擁有近1000億個神經元和100萬億個連接，是科學中最大的謎團之一，也是醫學上最大的挑戰之一。目前全腦神經聯結圖譜已成爲腦科學的核心問題。

“國家非常重視全腦介觀神經聯接圖譜的研究，也正在醞釀啓動全腦介觀神經聯接圖譜的大科學計劃，希望基於前期的斑馬魚和小鼠的圖譜繪製，將在2035年完成獼猴全腦介觀神經聯接圖譜的繪製。”孫衍剛分享道。

多個研究熱點湧現

第一財經記者在浦江創新論壇現場瞭解到，蒲慕明團隊已設計有15項腦功能定量檢測的工具集，有望在2025年建立指標，並在2050年推廣至全國。

腦機智能技術作爲腦計劃的另一個“翼”，可以通過調控大腦的技術，如磁、光、超聲來改變大腦的狀態。“國內腦機接口主要有兩個方向，一個是腦控，例如癱瘓患者可以操控外面的假肢；另一個是控腦，外界器件產生電信息、磁信息，來控制大腦的活動。”蒲慕明介紹道。

蒲慕明希望，通過研究大腦，將計算神經科學的理論和算法引申到人工智能的機器學習裏，做出計算機的架構，最終實現智能體能夠與人講話、照顧家庭。

面對腦機接口領域“如何解碼大腦信息”等障礙，國內技術與馬斯克的技術有多大差距？

蒲慕明認爲，在微小化和無線傳輸方面，馬斯克的集成化做得更好，但國內技術與其差距並不是太大，且國內已經能夠通過柔性電極刺激神經元，主要方向是閉環的腦機接口。蒲慕明相信，5年之內，國內技術會與馬斯克的研究並駕齊驅。

除了腦機接口這一研究熱點，全球科學家對何種因素會導致人的某種疾病或哪一類社會行爲的研究側重點也各有不同。

德國海德堡大學教授Valery Grinevich研究應激、壓力，或人的某類行爲是如何在分子層面發生作用的，例如催產素對於人腦部的功能和行爲的調節研究。

Valery Grinevich教授分析稱，催產素神經元會調節人的社交行爲，它可以讓人體更好地完成社交互動。藉助催產素通路，可以更好地讓人具有更多的社交動機。所謂的社交愉悅感很多就是由催產素造成的。

通過各種研究，甚至能夠理解個體化差異背後其實是有生物學基礎的。北京師範大學教授馬燚娜研究發現，利己性和利他性是有差異的，相對應的是兩種類型的人，一種叫親社會型，他們會把總獲得量做到最大。第二個是利己者，即自私的個體，目標是把他們自己的獲益放到最大。

馬燚娜研究發現，催產素主要是對自私個體有效，對親社會個體的作用微乎其微。也因此，她認爲對中心節點的人給予催產素的注射，能夠增加整個羣體的合作性。

多名科學家表示，必須承認，人和動物之間是有類似性的，看上去好像是靠腦子來決定自己的行爲，但是無論哪類研究，提出的概念都是基於社交的相互作用或社交認知，並不是單純由一個人的大腦決定的。因此，是由神經信號、行爲信號還有其他信號，一同來推動了人類做出某一種行爲。

腦疾病治療的未來

蒲慕明指出，世界衛生組織統計現在世界社會負擔最嚴重的就是腦疾病，包括抑鬱症、精神分裂症、老年癡呆等。腦疾病社會負擔超過癌症和心血管病，社會面臨很大的問題，然而，更嚴重的問題是沒有治療腦疾病很有效的藥物。

未來，重大腦疾病包含幼年期自閉症障礙、成年期抑鬱症、老年期退行性疾病，要完全解決治病機理可能還要幾十年，或者更久。“在沒能把治病機理搞清楚之前就應該對這些疾病有預警，並展開早期診斷。”蒲慕明補充道。

困難之大，在於藥物研發，過去腦部疾病的藥物研發在小鼠模型上有效，但在人身上無效，最終97%以上的藥都宣告失敗。蒲慕明認爲，腦疾病的治療手段研發一定要有和人比較相近的動物，不是小鼠而是猴子，於是才做出了克隆猴。

在臨牀治療研究中，大數據技術的應用也同樣能將腦疾病相關的診療研究提速。目前，利用腦科學原理做出的算法，能通過步態識別出不同的人，準確率超過95%。

復旦大學大數據學院院長、類腦智能科學與技術研究院院長馮建峯在浦江創新論壇現場展示了兩個走路的小人動圖，其中一個是抑鬱症患者。第一財經記者觀察發現，相比正常的走路小人，代表抑鬱症患者的走路動作幅度相對較小。

利用這類複雜的算法，馮建峯表示，還可以進行抑鬱症、帕金森、阿爾茨海默症等疾病的診斷。例如，通過腦影像來幫助腦卒中患者制定治療方案，並進行卒中後復發概率的預測。目前該軟件在100多家醫院使用，2021年底將推廣至200家醫院。

爲什麼人會得抑鬱症？科學研究認爲，腦子中負責獎勵的那個區域不敏感，管懲罰的區域過於敏感。據瞭解，靶向性的物理治療可以抑制大腦某些地方的活動，馮建峯稱，目前有50%的療效，對於難治性抑鬱症有30%的療效。

“可以通過獎勵來激勵人的行爲、影響人的情緒，也可以引導人的學習。同時，如果獎懲機制出現問題也可能會導致重要的疾病，比如說抑鬱症的出現。它會告訴大腦你可以去改變你的行爲來適應這種環境，這個就讓我們人的行爲越來越去適應環境提出的要求。”北京腦科學與類腦研究中心聯合主任羅敏敏分享道。

羅敏敏告訴第一財經記者，所有的行爲會依賴於“記憶”和“未來的期待”。雖然很多決策不理性，但是這種不理性對進化是有幫助的，才能在進化中保留下來。人的行爲是非常動態的，調控大腦可以考慮，但調控的方式和準確度需要非常小心地研究。