蒲慕明

1 中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所 上海 200031

2 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心 上海 200031

大脑是人体最重要的器官，也可能是宇宙间最复杂的物体——结构复杂、功能复杂，比目前规模最大的超级计算机还要复杂无数倍。这个复杂的物体是怎么出现的呢？只能说，它是生物演化过程中的一个奇迹。大脑外面的皱褶层叫作大脑皮层，是所有重要的脑功能的关键区域。理解大脑，不仅要知道大脑皮层的结构和功能，还要知道大脑皮层里那些复杂的核团的功能。为理解这些问题，科学家至少花了 200 年。

在过去的一个世纪里，诺贝尔奖涉及的神经科学中的重要发现都跟大脑的信息编码、储存相关。现在，我们对大脑传导机制（如大脑如何处理信息、神经细胞怎样编码和传导信息、信息如何从一个神经元交互到另一个神经元等）理解得比较清楚；对不同的神经元的作用，及其在各种功能中会产生什么反应，也很清楚。

但是，我们只对神经细胞如何处理信息了解得很清楚，而对整个大脑复杂的网络结构还知之甚少。例如：到底是什么原理使得神经细胞在某种情况下发生某些反应，我们并不是很清楚；对大脑中的信息处理不太了解，对各种感知觉、情绪，以及一些高等认知功能——思维、抉择甚至意识等，理解得比较粗浅。

2005 年 7 月，Science 杂志为庆祝创刊 125 周年，邀请全球几百位科学家讨论当今世界最重要的前沿科学问题，最终归纳出“125 个科学问题”，其中 18 个问题属于脑科学。……