对脑科学发展态势和前景的思考

2014-12-02杨雄里

科学中国人 2014年12期

杨雄里

我们为何能感知缤纷灿烂的世界？我们为何有喜怒哀乐等各种情绪？我们为何能思维，有意识？所有这一切都是因为我们有一个无与伦比的大脑。认识大脑，了解其工作原理和机制，阐明脑和神经系统疾病发病机制，并研发相应的治疗对策，构成了自然科学的一门发展极其迅速的分支——神经科学（脑科学）的基本内涵。

脑是一个极复杂的系统，它由上千亿（1011）个神经细胞（神经元）组成，而这些细胞又通过百万亿（1014）个特殊的连接点（突触）成群地聚集在一起，形成众多的神经环路（或网络），这是脑实施各项功能的基本单元，行使着感知、运动控制、学习记忆、情绪等各种功能。在这些神经环路之间又有千丝万缕的联系，由此产生认知、思维、推理、归纳等各种更复杂的功能。进而，这些环路的特性、彼此间的联系，随着神经系统的发育不断发生变化；甚至在神经系统发育成熟后，其特性还可进一步为内外环境的各种因素所修饰、调制（脑的可塑性）。与这样一个庞大无比、极其复杂、又不断变化的系统打交道的艰巨性可想而知！因此，在科学界，探索脑的奥秘通常被认为是人类认识自然的“最后的疆域（last frontier）”。现代脑科学的奠基人之一，西班牙科学家卡赫（Cajal）曾说：“只要大脑的奥秘尚未大白于天下，宇宙将仍是一个谜”。这实际上是希腊Delphi岛上阿波罗神庙入口处的铭文：“认识自身”（Know Thyself）的思想的延伸。