每個人都有一個小宇宙，就是我們的大腦。腦占我們體重的2～3％，但是要消耗我們20％的能量，大腦對人類的重要性不言而喻。但是你可能不知道的是，從我們出生後，腦細胞的數目就基本固定，而且每年還會以1‰的速度死亡……

出品："SELF格致論道講壇"公眾號（ID：SELFtalks）

以下內容為華中師範大學王欣演講實錄：

神秘莫測的大腦

每個人都有一個小宇宙，就是我們的大腦。腦占我們體重的2～3％，但是要消耗我們20％的能量，可見腦的工作非常繁忙。

有一個詞叫腦洞大開，在圖中可以看到有2個腦洞。

那麼這個腦洞是怎麼形成的呢？

據考古學家推測，很可能是古時候的巫師給病人做手術，來驅趕精神病人腦中的邪靈。

腦是一個人最重要的器官，如果出現了疾病，問題就非常嚴重了。

腦到底是怎麼工作的？我們來了解一下腦的基本結構。

腦的外形像一個核桃，表面有很多溝回。腦的基本單位是神經元和神經膠質細胞。

一般認為神經元的作用更加重要，因為它可以傳遞信號。它的樣子跟一般的細胞很不一樣，有很多細長的突起。

在圖中可以看到，神經元的突起相互靠近，末梢幾乎連在一起。

末梢有沒有相通？

早期的科學家因為看不到這裡的細微結構，分成了兩派。

一派是以義大利的高爾基為代表的神經網狀理論，認為這些突起彼此相通，構成一張大網。

另外一派是以西班牙的卡哈爾為代表的神經元學說，認為這些突起並不相通，每一個神經元是一個獨立的單元。

哪個學派的說法是正確的呢？正確的是神經元學說。

高爾基和卡哈爾二人得到了1906年的諾貝爾生理學或醫學獎，也是第一個神經科學方向的諾貝爾獎。

當時他們二人在頒獎典禮上還爭論不休，當然後來的電鏡實驗證明卡哈爾是正確的。

我曾經到卡哈爾工作的薩拉曼卡大學去訪學，那是一個擁有800年悠久歷史的大學。

當時我在裡面做一個關於聽覺中樞的實驗，這個實驗是研究聽覺中樞的神經元為什麼會對新穎的聲信號比較敏感？

這是一個歐盟的項目，當時有來自3個國家的4個實驗室共同開展研究。

雖然有很多新的發現，但是並沒有給出一個完美的解答。

其實越是做腦科學的人，越會覺得大腦神秘莫測，就像一個黑箱，我們把一些信號輸入，然後獲得一些信號輸出。

但是在這個黑箱裡到底發生了什麼，我們並不清楚。

為什麼會這樣？

有很多原因，比如我們不能用人腦來做實驗，而動物的實驗又不能解釋人腦的這種高級技能。

此外，我們的腦過於複雜，每一個人的腦裡邊有上千億的神經元，每個神經元可以形成很多突觸，構成一個非常大的神經網絡。

我們在局部所獲得的這些實驗數據，很難去解釋整個腦的工作原理。

科幻電影與腦科學

人們對於腦科學的想像以及展望，在很多科幻影片里有鮮明的體現。

大家如果喜歡看科幻電影的話，會發現一個現象，即電影里所講的知識有一些已經成為現實，或者正在成為現實，而有一些還遙遙無期。

所以，我想通過一些科幻電影來談一下腦科學的過去與未來。

這裡分了三大類：一是在我們身邊已經成為現實的腦科學，一類是在不久的將來可能變成現實的腦科學，還有一類是在遙遠的未來才有可能實現的。

腦機接口

我們先來看一下在我們身邊的有哪些？比如腦機接口、測謊術，還有弱人工智慧。

有許多與此相關的電影，因為時間關係，我就講一下《黑客帝國》。

《黑客帝國》上映於1999年，當時我剛剛大學畢業，電腦還非常少，網速也非常慢，有時打開郵箱要等很久才能看到裡面的圖片。

當時能看到這個電影，會感到非常震撼。

我們來看裡面的一小段視頻。

看過這部電影的人，應該對這部電影印象很深刻。

它描繪了一個人生活在虛擬的世界裡，他所有的感覺都是通過電腦來輸入的，然後他又回到電腦矩陣裡邊，用他的意念和對手搏鬥。

這個電影就反映了腦機接口這樣一個科學原理。

腦機接口目前最成熟的技術就是人工耳蝸，又稱電子耳蝸。

什麼是人工耳蝸？

我們正常人是通過耳蝸來進行聲電換能，把聲音變成神經衝動再傳入大腦。

有一些病人，他的耳蝸受到損傷，但是他的聽神經還是完好的。醫生給他植入人工耳蝸，就可以恢復聽力。

人工耳蝸包括體外和體內兩個部分：體外部分收集聲音，並且把聲音變成電信號；體內部分就是陣列電極，把電信號傳給聽神經。

當使用人工耳蝸的時候，聽到的聲音和正常人會有一些區別，但是經過訓練可以正常和人交談。

與人工耳蝸類似的人工視網膜也已經問世，使用者要戴一個特製的眼鏡，眼鏡上面裝有微型攝像機。

攝像機把圖像信息傳給光電換能器，光電換能器把它變成電信號，再傳給陣列電極，然後陣列電極再通過視神經輸入到大腦。

目前人工視網膜的效果沒有人工耳蝸好，使用者可以看到杯子和盤子，可以看到運動的物體，但是還不能識別人臉。

腦機接口還有一個方向就是運動輸出，也就是用我們的意念來控制機器的運動。

當我們產生了一個運動意念時，大腦會發出神經衝動給運動神經。這是一個電信號，然後通過電信號傳給機器，會使這些機器產生相應的動作。

目前已經有很多截肢的患者，通過這些仿生肢體恢復了運動能力，他們可以用他們的機械臂來拿杯子、寫字，可以取鑰匙開門。

當然它還不能像正常人這麼靈活，我們的身體非常靈巧，要讓這些機器達到同樣的水平還需要時間。

老年痴呆的治療

接下來我想講的是在不久的將來有可能變成現實的腦科學。

它們有理論基礎，也有實驗進展，只是有一些關鍵性的技術還沒有突破。

比如部分神經和精神疾病的治療、人和動物對話、記憶刪除以及換頭或者是換腦。

我想特別提一下老年性痴呆症。

這是相關電影《猩球崛起》的一個片段。

影片里主人公的父親患了老年性痴呆症，主人公從實驗室里偷出了藥品給父親注射，第二天父親就恢復了健康。

有沒有這樣神奇的藥品？現在是沒有的，如果有就太好了。

現在老年痴呆沒有特效的藥物，只能做一些症狀的緩解。

得了這個病以後會有很多表現，比如記憶下降，情緒失常，甚至會慢慢地失去心智。

目前65歲以上人群的發病率是5％，我國的患者超過了700萬人。

這種病的病因目前不明，有很多因素會造成這種疾病。

它有兩個典型的病變，即神經纖維纏結和Aβ蛋白的沉積。

如圖所示，我們看到裡邊神經纖維發生了纏結，這個細胞的外面會有Aβ蛋白的沉積，也被稱為腦裡面的老年斑。

科學家想了很多辦法來清除這樣一些病變，比如以前發明了AD疫苗來清除Aβ蛋白。

當時發明疫苗後，人們都歡欣鼓舞，覺得很快就可以治好這個疾病了。

但是到了臨床試驗階段，有很多病人出現了嚴重的腦部炎症，這個試驗被迫終止。

我們到底要怎麼樣治好這個疾病呢？我想借用大軍事家孫子的幾個觀點。

首先，知己知彼，百戰不殆。

我們之所以沒有發明一個更好的藥物，就是因為我們還不知道它的病因和發病機制，而且這個疾病很可能是一組疾病，而不是一種疾病。

所以我們必須要更清楚地了解它的機制，採取更有針對性的治療。

第二，調動敵人而不被敵人調動。

比如一個疫苗它必須要起作用，但是又不能引起不良反應。

第三，先發制人。

當我們的神經細胞已經出現了這種典型的病變，比如Aβ沉積、纖維纏結，這時再來進行治療已經為時過晚。

所以我們要提前進行診斷，及早防止這些病變的發生。

我本人是學臨床醫學出身，後來改做神經生理研究，我也講營養學和生理學，同時我寫了不少科普書。

最近我有一本新的即將出版的書叫《青春密碼》，是講如何抗衰老。

其實抗衰老也是一個系統工程，要從各方面做起，包括我們的飲食、運動、睡眠、心理、環境等。

只有從各方面培養良好的生活習慣，我們才能對抗衰老，才能防止疾病。

強人工智慧是好事嗎？

最後我想講的是那些在遙遠的未來可能變為現實的腦科學。一旦成為現實，人類會發生翻天覆地的變化。

比如強人工智慧、不死之腦、人腦終極進化，還有移魂大法，也就是我們進到另外一個人的思維裡面。

首先，我們來談一談強人工智慧。

目前我們所使用的智慧型手機、智能家電還有無人駕駛、AlphaGo等，這些其實都屬於弱人工智慧。

什麼是強人工智慧？強人工智慧就是要讓機器具有人類的情感、理智和自我意識。

比如電影《我，機器人》中的機器人桑尼，他就有人類的情感，他可以像人一樣思考和選擇。

這有沒有可能實現呢？從我們目前的科學技術來看是不可能的。

因為人為什麼具有情感和理智，科學家並沒有給出答案。

我們只能通過腦成像知道它和什麼腦區有關，再通過動物實驗知道它和什麼遞質有關，但它到底是怎麼形成的，我們目前並不清楚。

神經元的這種電位變化是怎麼形成人類心理活動的，這還無法解釋。

很多的器官功能都可以看作是細胞功能的疊加，但是腦的功能並不是腦細胞的疊加，兩者之間差異很大。

退一萬步說，即使機器具有了人類的情感和意志，對人很可能不是一件好事。它可以從自己的角度出發來對抗人類，爭取自由。

2018年6月，中科院上海分院舉辦過一次研討會，主要講腦科學和人類的社會發展。

當時在場的大多數科學家都認為計算機不能、也不應該具有人類的情感和意志，人類也不要給自己增加這麼大的麻煩。

不死之腦與人的永生

在那次會議上，有一位老師是研究社會發展的，他提到了不死之腦以及人的永生。

大家想不想永生呢？

如果要永生，從腦科學來看，就必須要做腦移植。

因為我們出生後，腦細胞的數目就基本固定，而且每年還會以1‰的速度死亡。所以如果我們活到1000歲，腦就沒有了。

我們要想不死的話，就要做腦移植、換腦，比如分期分批地移植神經幹細胞。

做了換腦以後還是不是自己呢？

如果把你的腦一下子換掉，當然就不再是自己了。如果是分期分批地換，腦細胞不斷和你本人的意識接軌，儲存你的記憶，那麼你可能還是自己。

但是這樣一來，整個自然規律就被打破了，可能會出現很多意想不到的局面。

人腦終極進化

最後，我要講的電影是上映於2014年的《超體》。

當時我看了這個電影後就產生了一個想法——寫一部書來講腦科學，因為我覺得這個電影里有很多跟腦科學相關的內容，當然有真有假。

後來我寫了一本書叫《打開黑箱——通過36部經典電影解密腦科學》，通過電影來引出一個知識點，再展開敘述。

我們看一下這部帶給我們靈感的影片片段，是關於潛能開發的。

影片中的女主角露西是因為一個藥物，潛能從10％開發到100％。

現在有沒有這樣的藥物？

科學家在想辦法生產一些益智的藥物，比如促進神經細胞的樹突棘的發育，或者促進我們的神經遞質的作用。當然，這樣的藥物目前還沒有問世。

但是我們想一想，一旦這種藥物被發明，會發生什麼情況？

首先人可能會兩極分化，有錢的人有可能會變得更加聰明。

另外，如果這個藥物比較便宜，人人都可以吃的話，所有人都會變得很聰明，這個世界就會太完美了。

從我個人來說，其實我並不想看到這樣一個場景。我覺得任何事情到了極致，很可能就是終點。

大家如果喜歡看科幻電影就會發現一個特點——絕大多數的科幻電影描繪的都是一個充滿災難的未來，比如《生化危機》、《雪國列車》。

科學真的會使未來變得更好嗎？

科學就是一個工具，如果我們合理地使用它，當然可以造福人類；但是如果我們濫用它，用在一些危險的領域，也可能會造成災難。

所以我們應該熱愛科學，但不要迷信科學，認為科學一定是萬能的。

祝願人類的未來更加美好，謝謝！

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