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同学们大家好

很高兴大家选择学习

脑科学与影像新技术这门课程

这门课程将会带着大家徜徉在

神经影像学 探索大脑秘密的海洋中

会让你惊叹于大脑的神秘

更惊叹于影像学技术的神奇

那么首先我们先了解一下什么是脑科学呢

为什么要进行脑科学的研究呢

DNA双螺旋结构发现者之一

诺贝尔奖金获得者克里克曾抱怨

我们无法忍受人类对大脑如何工作知之甚少

是的

对于大脑的工作方式

人类进行了大量的探索

但迄今为止仍然无法真正的确认

大脑是进行如何工作的

美国总统奥巴马对此说

作为人类我们能够认识数光年外的新戏

我们能够研究比原子还小的粒子子

但我们无法揭示两耳间三磅重物质的奥秘

两耳间三磅重的物质

那就是我们两个耳朵之间的大脑

这个三磅重的物质也被戏称为三磅宇宙

难以琢磨又令人神往

大脑仍然是人类认识的黑洞

我们对大脑的了解还是沧海一粟

大脑是人体最复杂的器官

也是人类智慧的物质基础

人类大脑有1000亿个神经细胞

彼此之间有大量的神经纤维连接

成为极为复杂的神经网络

尽管人们做了很多的探索

但时至今日

大脑对科学家而言仍然是一个

尚未打开的黑匣子

大脑是怎么工作的

它怎么调控人类的情绪 思维 记忆等

是认知行为和复杂社会的活动的都还是未知的

随着人类对大脑认识的不断增加

深入探索

逐步形成了新的一门学科脑科学

我们的课题的名字也是脑科学

那么什么是脑科学呢

有同学说了脑科学就是研究脑的科学本

是的

美国神经科学学会

对脑科学广义上的定义是这样的

是指研究脑的结构和功能的科学

还包括认知神经科学等

而狭义上的脑科学指的是

神经科学是为了了解神经系统内

分子水平 细胞水平 细胞间的变化过程

以及这些过程在中枢功能控制系统内

的整合作用进行了研究

因此脑科学覆盖了

从微观的生物分子 神经细胞尺度

到宏观的大脑系统尺度

以及处于两者之间的介观尺度

即神经网络尺度

针对上述因研究的空间尺度不同

而出现的差异

形成了以尺度为划界的

脑科学的四大核心分支科学

细胞神经生物学系统 神经生物学

计算机生物学和认知神经科学

看到这里大家是不是有点懵了

是的

这个小小的 两耳间 三磅重的物质

这就是这么复杂的

因此脑科学的研究是一种多维度的综合的研究

大量的科学家投入其中

被神奇的大脑吸引着 又为之而困惑着

有同学要问了

大脑这么复杂 又这么难研究

我们为什么要进行脑科学的研究呢

首先我给大家讲几个有趣的脑科学研究的故事

先说一个测谎

大家都爱看侦探片

侦探片里头有很多特工

他都可能掩饰他说谎

那为什么呢

因为测谎技术一般是检测的心率 呼吸等变化

经过特殊训练的特工可能

不会出现心率 呼吸的波动异常

那么我们现在的高级办法

磁共振功能成像

它可以向特工进行提问

他的大脑针对问题

而产生不同区域脑区的激活改变

从而判定是不是在说谎

听起来挺高科技的

有很多人在日常生活中感慨于

男女思维模式的不同造成的困惑

并试图改变对方

现在有了依据 脑科学研究发现

男女大脑的激活模式是存在差异的

因此如果试图改变对方的思维模式

需要重构他的脑网络连接方式

听起来这是一项艰苦的工作

再说一个中医

中医里头针灸能够治疗很多的疾病

我们的牛璇老师做的课题就是有关针灸的

针灸是如何起到作用的呢 别着急

功能磁共振可以帮助我们研究

针灸的时候大脑是如何工作的

大脑这种工作是如何调节身体

让身体的症状出现缓解

传统中医想要流传和发扬光大

看来是很有可能的

在我们人群里头有很多人吸烟上瘾

有的人网络上瘾 有的人呢手机上瘾

但是有的人却不这样

像我们这样一个优秀的团队

在里头没有一个人抽烟

这也是一个好事

为什么有的人容易上瘾 自控力那么差呢

我们的功能成像研究能够告诉你一个答案

因为成瘾的人脑区激活模式不同

因为成瘾的人脑区激活模式不同

以后上瘾不能完全怪个人是大脑的问题

他无法很好的控制自己

相应的有效的治疗方案

也能够针对性的进行调整治疗了

再说说疾病 精神科诊断抑郁症的时候

都是要填很多的量表

可是大家都知道有时候做问卷是随心情的

也会受到认知程度的影响

不担心现在的功能磁共振它是非常神奇的

它能够显示出抑郁症的一些异常的脑区

尤其是一些有自杀倾向的抑郁症患者

他在内囊前置的功能网络链接是有异常的

所以我们现在的功能成像不仅能够诊断抑郁症

而且能够预测那些特别有自杀倾向的患者

大家看看是不是脑科学的研究是非常有趣的

大脑是我们的司令部

决策了人类的认识 行为甚至疾病等等

对大脑研究可以帮助我们更好的认识自己

好 接下来我们探索一下

脑科学研究的价值与意义

脑科学研究对社会和全人类有着重要的意义

脑科学是理解自然与人本身的终极疆域

不仅在全人类健康领域发挥重要作用

更是推动创新改革 驱动经济发展 促进社会进步

有着不可忽视的影响力

在人类基因组计划 互联网技术

纳米技术 生物技术等创新后

科学家急迫寻求新的突破点

人们希望通过脑科学研究这个

庞大的工程来推动创新发展

解决国际上面临的政治 经济等诸多问题

促进经济复苏

同时脑科学研究不仅是

当前国际科学前沿的热点领域

也是本世纪最重要的前沿科学之一

科学界甚至认为

把研究人脑的神经科学

称为人类科学最后的前沿也毫不过之

这不仅关乎于人类的健康和福祉

也关乎于未来的生产力

有望深刻的改变社会

脑科学是一门多学科交叉协同的科学

在健康保健产业进步 社会发展中

发挥着越来越重要的作用

在内脑人工智能研究方面

紧密联系产业发展转型的重要需求

从而在创新驱动经济发展 社会进步的进程

中起着越来越重要的作用

在医学领域

脑科学研究有着更加重要的意义

对医学而言

早诊早治 合理治疗一直是医学所追求的

随着经济社会的发展健康

尤其是脑健康水平逐步成为社会进步程度的一个标志

据估计到2020年

脑疾病负担占医疗总负担的25%左右

诺贝尔奖金获得者 生理学家 杰拉德预言

脑科学的知识将奠定即将到来新时代的基础

凭这些知识

我们可医治大量疾病

建造模仿脑功能的新机器

而且更深入的了解我们自己的本质

以及我们如何认识世界

脑科学对各种脑功能神经基础的解析

对有效诊断和治疗脑疾病有重要的临床意义

既然脑科学有着如此重要的价值

各国也开始增鲜恐怖的进行脑科学的研究

这就是人脑计划的提出

人脑计划成立于2013年

由瑞士的洛桑联邦理工学院科学家马克拉姆发起

该计划吸引了来自26个国家的众多的科学家和科研机构

自该计划提出以后

其他国家纷纷提出各自的相关脑科学研究计划

但研究的方向 侧重点和进展各异

欧盟于2013年1月28号率先提出了人脑计划

该计划联合欧洲的26个国家

数百个实验室 预计耗时10年

耗资近12亿欧元

并宣布人脑工程为

欧盟未来10年的新兴旗舰技术项目

该计划旨在通过计算机模拟大脑

建立一套全新的革命性的生成 分析

整合数据模拟和信息通信技术平台

以促进相应的研究成果的应用转化

那美国呢也不甘落后

它也是启动了一个庞大的项目

它的启动资金也将近一个亿的美金

在以后的12年期间

它陆续也要投入45亿美金

它的目的也就是要显示

脑细胞和复杂神经回路

快速相互作用之间的脑部动态图像

研究大脑功能和行为的复杂联系

了解大脑大量信息的

记录 处理 应用 储存 检索的过程

改变人类对大脑的认识

最终的目的就是更好的理解大脑的功能特性

产生对大脑功能障碍的认识

从而能够帮助人们克服那些很难治疗的一些疾病

比如AD PD以及其他一些大脑顽疾

帮助研究人员找到治疗、预防

老年痴呆、创伤性脑病等的脑部疾病的方法

这就是奥巴马的脑计划

日本政府跟着欧盟美国

日后也进行了大脑研究计划

该计划也是为期10年 由理化学研究所为主导

试图从猴子来入手

我们从这个层面可以看到

各国都在进行脑计划

那我国呢 在中国

我们的脑计划研究又进行的情况如何呢

早在1997年的香山会议

我国的科学家就提出了脑科学的研究

在2012年11月

我们启动了中国的脑科学计划

它的名称叫脑功能连接图谱计划

2013年科技部 国家自然基金委也积极响应脑科学计划

所以我们中国现在也启动了脑计划的研究

那我们的脑计划研究包括两个方向

以探索大脑秘密 攻克大脑疾病为导向的脑科学研究

以及建立和发展人工智能技术为导向的内脑研究

各国脑计划都有相应的网站

感兴趣同学可以看看

这是我们罗列的一些网站

这些网站里头有很多新的研究成果

大家可以在上面浏览

同学们通过这一讲

相信大家对脑科学有了初步的认识

其实脑科学远比我们所讲授的要复杂的多

全球投入脑科学研究的科学家不计其数

各种各样的研究成果层出不穷

我作为一名影像科的医生

更希望我们能够通过我们的专业

对脑科学的研究做出一定的贡献

我也希望大家能关注我们的下一讲

影像新技术的实际应用

在此呢我也给大家提一个问题

那什么是脑科学

希望大家在下面好好梳理梳理

同学们再见