出品："SELF格致论道讲坛"大众号（ID：SELFtalks）
以下内容为中科院深圳先进技能研讨院路中华讲演实录：
咱们下午好，我是路中华，来自于我国科学院深圳先进技能研讨院。今日我来给咱们聊一聊：咱们头顶上的这个——脑子。
首要我想给咱们回忆几个问题，咱们为什么可以看到阳光？咱们为什么可以闻到花香？咱们为什么可以感触到清风拂过咱们的脸庞？咱们为什么可以走路？咱们为什么会歌唱？咱们为什么会学习？咱们为什么能回忆？咱们为什么会有喜怒哀乐？
一切这些关于咱们自己的问题，都与咱们头顶上、头骨下方这个一公斤多一点的灰白色的器官，有着直接的联系。
尽管我不能告知咱们大脑究竟是什么，但我可以公正的说，它是咱们人类，或许是咱们人类进行的科学试验所要研讨的黑盒子之一，乃至咱们可以把之一去掉。今日我会用20分钟左右的时刻告知咱们how fascinating this black box is.
首要在讲之前，我仍是想给咱们回忆一下，咱们怎样来界说大脑，究竟什么是大脑？从结构的视点上来讲，一个最简略的办法来界说大脑，便是大脑中有1000亿个神经元。咱们可以幻想，整个地球上才有100亿个人，大脑中却有1000亿个神经元。
我想大脑之所以可以履行如此杂乱的功用，引起咱们无限的遥想，一个十分重要的特色，就在于它有着数目许多的神经元。每一个神经元跟咱们每一个人相同，咱们知道不同的人，操着不同的言语，来自不同的当地，遇到不同作业的时分会有不同的反响。
正是有了1000亿个神经元所组成的，咱们管它叫Ensemble的这样一个巨大的调集，咱们的大脑才具有了无与伦比的功用。
在一百多年前，西班牙有一个十分闻名的神经解剖学家Ramón y Cajal，他发现大脑中的神经元有一个十分要害的特性，便是它们长得都不相同，它们在形状上的不同要远远大于咱们每个人之间的不同，所以他就十分详尽地把他在大脑皮层中看到这些神经元勾勒了下来。
他其时发现了差不多几十种神经元，咱们现在所知道的大脑中所具有的神经元的数量，要远远多于Ramón y Cajal先生在一百多年前感触的程度。现在跟着分子生物学技能的前进，跟着光学技能的前进，咱们可以更好的去分辩大脑中究竟有多少种不同的神经元。
咱们脑中有一个部分叫小脑，它来担任这些操控运动的神经元，英文叫Purkinje Cell。咱们可以看到神经元的姿态都是咱们所没见过的，它看起来像是一个植物，可是天然界中没有任何一个植物长成这个姿态。
它有上边这些像树杈相同的东西，咱们管它叫树突，这是神经元的一个十分底子的结构。除此之外，再靠下一点的当地有个圆圆的东西，咱们管它叫胞体。
假如把它幻想成一个芯片的话，那么芯片使用上面的树突来搜集信号，搜集信号后进行处理，再经过下面这个小小的结构叫轴突，我这儿只显示了一部分，把它传递到跟它衔接在一起的神经元上。
这些操控运动的神经元Purkinje Cell摆放在一起，构成一个十分有序的结构，彼此之间构成一个传递宽和算信息的有序结构，看起来就像这张图相同。
一般来讲，咱们都以为大脑是智力的源泉，它是学习和回忆的根底。在人的大脑中有一个结构叫做海马，这儿有许多操控回忆的神经元，咱们用现代分子遗传学的办法，把不同品种神经元标记成不同颜色的时分，它看起来是这个姿态。
这个看起来是不是十分像一棵一棵的树？这个是操控睡觉的神经元，咱们或许觉得睡觉是一个十分简略的行为，我困了天然就睡。
事实上睡觉是由大脑操控的，是一个十分精准的行为，而你看到的这些神经元底子就不是来自于哺乳动物，也不是来自于人类，他们实际上是来自于小小的苍蝇，苍蝇大脑中操控睡觉的神经元便是这个姿态的。
方才说了大脑最底子的特性，是它有1000亿个形状和功用各不相同的神经元，那么脑究竟在做什么？我想咱们每个人都知道一点，我可以和咱们回忆一下。
咱们一般说到大脑的时分都以为，它是智力的源泉，可是大脑一起操控着咱们的生理和运动功用，你可以正常走路都是由大脑来操控的。假定你一侧的半规管呈现问题，也便是它投向大脑的平衡信息呈现问题的时分，咱们就不能正常行走了。
睡觉，实际上是由大脑精密操控的一个行为。当人的睡觉开端变得欠好，比方每天早上5点钟就醒了，或许是脑阑珊的一种表现。
人不同于许多其他的植物，他有十分杂乱的交际行为。比方说猫咪在抱着你的腿撒娇的时分，实际上这是猫咪的一种需求，咱们人也有十分激烈的社会交往需求，咱们在后边还会讲到。
人可以学习和回忆，不可是在校园里读书，学习课本上的常识，学习打牌，知道打牌输了的时分往脸上贴纸条，这也是学习的一部分。
咱们人还有一些十分特别的，经过天然选择保存下来的行为，比方说冒险的行为，咱们觉得十分简略，实际上冒险一点都不简略，它是经过大脑十分杂乱的核算，才可以履行的一个行为。
后边还会讲咱们的七情六欲，咱们为什么会喜怒哀乐？我期望带给咱们的一个观念是，大脑不可是智力的源泉，十分重要的，它也是情感的源泉。
总结一下大脑的功用，我以为可以分红四个部分，第一是咱们可以感知周围的环境，第二个是运动操控。不可是运动，包含咱们的生理都是由大脑来操控的。
第三是咱们常常说到的学习和回忆，终究是心情和情感。关于大脑的结构来讲，一个底子的特色就在于，不同的大脑区域可以操控不同的功用。比方说你的前额叶皮层便是用来操控情感的，包含你的决议计划。
方才讲演的唐克扬老师说，他走到山上，在考虑怎样样建好修建，在进行选择的时分，他的前额叶皮层应该是十分活泼的。咱们人有五种感感觉体系，你可以感触外面的国际，都是由后边颞叶来操控的，小脑和大脑的一部分皮层是用来操控运动的。
咱们的呼吸心跳这些底子的功用是由脑干的一些十分重要的核团或许叫神经元来操控的。这个是大脑在结构上的一个十分重要的特色，不同的区域，履行不同的功用。
大脑不同于人体的任何一个圈，方才跟咱们讲过，它有1000亿个神经元，从细胞的数目上来讲，它和身体的其他器官没有明显的差异，可是大脑之间的神经元是经过电信号彼此传递信息的，这是大脑不同于身体里其他器官的特征，下面我会用一段十分简略的视频和咱们解说一下。
每一个细胞、每一个神经元都相当于一个芯片，这个芯片会遭到两种信号的影响，一种是赤色信号，是激活它的信号，别的一种是蓝色信号，是按捺它的信号。经过它自己的解算后，会做出一个决议，也便是究竟要不要宣布这个信号。它宣布的这个信号是电信号，咱们在神经科学上管它叫动作电位，咱们留意一下，它有赤色和蓝色的信号调集。
当这个信号到达必定程度的时分，一个信号传递到下流的轴突上，这便是一个动作电位。动作电位传递到下流，每一个神经元再跟下流的1000多个神经元发生信息交互，所以它们信息交互的杂乱程度远远超越了咱们的幻想，我以为这在必定意义上是对复原论的终极应战，想要用复原论的办法来回答生物芯片是怎样作业的，我以为在必定程度上来说，是不或许的作业。
咱们为什么关怀大脑？为什么关怀脑科学？我想除了它是咱们人类认知和终究应战的方针之一，还有一个十分重要的原因在于，大脑功用假如呈现了反常，会带来十分多的疾病。
我下面给咱们举个比方，比方说咱们都十分关怀的老年痴呆症，左面是一个正常人的大脑形状，右边是得了老年痴呆症今后的。
咱们可以看到它皮层的厚度大大缩减了，咱们用来履行学习、回忆、情感以及运动的这些相关信息的神经元，有50%到60%以上都丧失了，它丧失了这些十分中心的部分，也就导致咱们丧失了学习和回忆的才能，你不知道你的家在哪了，你不知道你的女儿了。
除此之外，画面中的这位白叟得了别的一种神经疾病，也是一种神经退行性疾病，叫帕金森氏症。可以看到他在静息态时，有十分严峻的震颤。
那么这个震颤是由什么发生的呢？在中脑里，有一些神经元叫多巴胺神经元。咱们到现在还不清楚其间的缘由，跟着人年纪的增加，这些多巴胺神经元会逐步逝世，当它逝世超越85%的时分，就会呈现这位白叟在静息态的震颤症状。
除此之外还有一些，比方睡觉方面的疾病，不但人会得这个病，狗也会得，视频里这只狗得了一种十分古怪的睡觉症，叫发生性睡觉症，咱们可以调查一下，它方才还玩得好好的，可是当操控睡觉的神经元呈现问题的时分，它就会情不自禁的睡过去，像现在，就现已彻底睡过去了。
咱们可以幻想，假如是人也得了这样的疾病，你能开车吗？你能骑自行车吗？很显然是不能的，乃至连走路都不可，你走着路也会睡过去。但很快它会再醒过来，这些神经元有一些监护性的机制，发现你在不应该睡觉的时分睡过去，就会把你叫醒。
我想阐明一点，大脑真的十分杂乱，许多作业看起来简单，但日常日子中的每一件作业都是有精密调控的，哪怕它呈现一点问题，都会给你的日子带来很大的困扰。
那么回到咱们的正题，惊骇和焦虑。其实这仅仅一个引子，我会使用惊骇和焦虑两个比方，详细解说大脑各部分可以履行不同的功用。我终究的结论是，惊骇是由大脑中不同区域来履行的。其实你了解吗？你不了解。我了解吗？我许多时分也不了解。
回到咱们方才说到的，咱们是用复原论的办法来拆分大脑，但实际上，咱们在剖析大脑功用的时分会遇到许多困难。
所谓惊骇，便是当你在树林里见到一只大山君以50公里的速度朝你冲过来，你一切的生理和心思反响的调集就叫惊骇。当你走在路上，离树林还有200公里远，你就忧虑遇到大山君，这叫焦虑。
那么操控焦虑的脑区看起来跟操控惊骇的脑区是相同的，说句真实话，我也不了解这究竟是怎样回事。
左：操控惊骇的脑区和神经环路
右：操控焦虑的脑区和神经环路
可是有一些咱们是了解的，比方说大脑中的一些特定结构，是跟惊骇和焦虑有着直接联系的。大脑中有一个跟杏仁差不多巨细、长的也像杏仁的结构叫杏仁核，它的功用消失，人就彻底没有惊骇了。他可以在大街上朝着轿车走过去，彻底没有任何惊骇的感觉。
在惊骇和焦虑呈现反常的时分，会经过许多精力疾病反映出来。比方说咱们有一类精力疾病叫情感妨碍affective disorder，它影响成年人会更多一些，比方抑郁症、焦虑症、惊骇症、强迫症，这些都和刚刚说到的那些神经元的功用反常有联系。下面讲一下咱们现在正在做的作业，咱们首要是重视大脑的疾病。
这是一位小朋友做的画，后边还有几张，颜色十分斑驳，我不太懂得绘画，但我觉得挺美观的。
这些画究竟是谁画的呢？实际上是一个只要5岁的英国小姑娘，她叫Iris Grace，她在绘画方面有着不同寻常的天资，但与此一起，她也是一个患有自闭症的孩子。
这个孩子可以画出方才那样美轮美奂的图像，可是她一句话都不会说，她没有办法跟人进行正常的交流，很显然她的大脑在发育的过程中呈现了一些反常。
那么呈现这些反常的原因究竟是什么？咱们能不能找到反常在哪里，并且给予她干涉，让她有一个正常的日子，这便是咱们正在研讨的一个很要害的方面。
那么讲到了自闭症，什么是自闭症？自闭症又叫做孤单症或许孤单性谱系妨碍，是广泛性发育疾病的一种代表疾病。一般咱们国内的核算以为，每100个孩子中有1个孩子会得自闭症，美国的核算是1:68，韩国核算以为，每33个孩子中有1个得自闭症……不同的国家有不同的核算。
方才说过，咱们0到14岁的患者超越200万，但98.7%没有得到医治。我想跟咱们着重一点，咱们一般以为自闭症是孩子的疾病，实际上不是的，自闭症是一种彻底失能的疾病，意思是得了自闭症的孩子，他终身都需求其他人的照料。聋哑人有作业和学习的才能，可是自闭症的孩子是彻底失能的，会给家庭带来十分沉重的担负。
一般提起自闭症，咱们都会想到《RAIN MAN》这部电影，达斯汀霍夫曼扮演的这个人物，有着无与伦比的数学核算才能，但他彻底没有办法跟人交流，没有交际才能，这也是自闭症姓名的由来。
咱们在科学上可以用比较精确的办法来判定自闭症，这些孩子究竟有怎样的缺点？下面的比方便是他们在视觉上的缺点。
这两幅图是相同的，其间有一个是得了自闭症的孩子，咱们用仪器追寻他的目光停留在图像的哪个当地。咱们可以看到，左面是得了自闭症的孩子，他的目光一向停留在图像的中心；另一个是正常的孩子，他就可以看到图像的不同部分，这也是现在咱们能为自闭症确诊所做的一些尽力。
在临床上，AMERICAN PSYCHIATRIC ASSOCIATION 出过一本十分厚的书来辅导医师对自闭症进行确诊。
我觉得自闭症它不是单一的一种疾病，它是一个广泛性发育妨碍，它包含十分多的亚型，一些咱们到现在也没有办法精确界定的亚型。
在所谓的医师手册中，有一系列的行为事例，比方说一共有15个不太正常的行为，假如孩子呈现了上述行为中的五个，就可以以为他患有自闭症，假如他呈现了十个，就可以以为他是十分典型的自闭症。
所谓的行为反常都有什么呢？包含缺少展现，缺少言语交流和互动，缺少爱好和高兴共享，对姓名缺少反响，有重复动作等。咱们可以看到这些都是对外在动作的判别，并不是十分精确的界定，关于它内涵的实质是缺少了解的。
总结来讲，什么叫自闭症？其真实临床上它可以用两句话来归纳，便是他缺少应有的行为，呈现了反常的行为，这是十分抽象的界说。我觉得这连确诊都谈不上，就更不要去谈怎么干涉和医治自闭症。
关于自闭症确诊还有一个十分重要的应战，自闭症实际上是发育妨碍的一种，在自闭症的孩子中有70%到80%会呈现智力开展缺点。它会呈现合并症，这在自闭症的确诊中是一个十分重要的要素，并且十分难以剥离。
许多患者会有神经发育方面的疾病，比方ADHD便是多动症，再比方说，许多孩子有学习妨碍，交流妨碍，脑瘫癫痫之类的，除此之外也会有并发，由于大脑是十分杂乱的器官，咱们不应该只用其间一个作为中心征兆，而将社会交往的行为缺点独自剥离。
由于它包含了许多其它类似的疾病，或许说许多疾病都会具有这样的特色。怎样去处理这个问题呢？我以为整个学术界，包含医疗界还存在很大的争议。
略微讲一下自闭症的病因究竟在哪里？它究竟是由遗传要素决议，仍是由环境要素决议？先给咱们遍及一个常识，假如是同卵双胞胎，意味着100%的遗传物质是相同的；假如是异卵双胞胎，就只要50%的遗传物质是相同的。
假如同卵双胞胎的患病几率远远高于异卵双胞胎，就证明遗传要素在其间有十分要害的效果。咱们可以看到孤单性谱系也便是自闭症，它的遗传要素是十分要害的。一起，遗传要素也在精力分裂、情感妨碍、多动症这些精力疾病的发病过程中起到了十分重要的效果。
别的咱们还会重视环境要素，咱们这儿讲的环境要素不是咱们一般关怀的环境要素，比方说水、空气、食物，咱们关怀的是胎儿在发育过程中，母体带给胎儿的环境，包含围产期缺氧、前兆性流产，这些事情对胎儿环境来说是压力要素，会对胎儿患上自闭症起促进效果。
那么它的病因究竟是什么？实际上咱们知道，但也不知道，我觉得用一个比较抽象的说法，便是神经体系、神经元在发育过程中的反常，造成了神经环路结构和功用的缺点。这是一句十分迷糊的话，可究竟是什么原因，咱们还不是很清楚。
关于它的医治，现在首要采纳康复训练，实际上康复训练就跟咱们在家里训小狗是相同的。这也反映了咱们在医治自闭症过程中遇到的问题，咱们底子不知道它的病因是什么，也就谈不上干涉，所以现在是以这种比较低效的康复训练为主。下面讲一下这些科学研讨怎样才能处理神经疾病面对的问题。
这个小老鼠是咱们实验室中的，这是它发生癫痫的姿态，它患有羊角疯，会情不自禁的抽搐。假如丈量它大脑内部的电活动，是大大高于往常水平的，咱们可以看到有四肢僵直的状况，是十分苦楚的。
咱们仔细调查，这时有一束蓝光进来了。这是咱们用现代光遗传的手法，在给大脑的神经元“踩刹车”，按捺住它不正常的电活动。当蓝光进来的时分，小老鼠很快就康复运动了。这阐明，想要医治神经体系疾病就必须找到它的发病原因，开宣布新的技能手法才能对它进行干涉。
下面再给咱们讲一个比方，便是帕金森氏症的比方。方才这个白叟咱们现已看过了，帕金森症是咱们在神经体系中仅有一个十分清楚的病症，咱们知道它是在哪个节点呈现了问题，因而就在他的大脑中植入了一个电极，植入在呈现问题的这个区域，当咱们翻开电极的时分，就可以按捺这个区域的非正常活动了。
咱们可以看到，医师将开关翻开，电极开端放电，咱们就能按捺非正常活动区域的活性了。
咱们留意调查这位白叟，他的震颤很快就消失了，几乎是马到成功的。现在你让白叟去做一些精密的动作，就不像方才在激活电极之前的那样，彻底没有办法做任何动作。
我想科学研讨的伟大意义就在这儿，只要咱们了解了这个疾病的实质，才可以开宣布干涉疾病的有用办法。期望未来有一天，咱们也可以找到关于自闭症牢靠的医治办法，十分感谢咱们，谢谢。
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