人类大脑研究趋热

本报讯（记者张荔子）8月12日上午，中国科学院心理研究所研究员罗跃嘉在第28届国际心理学大会公众论坛向公众“揭开大脑活动的奥秘”时透露，中国科学院集中了8个研究所，由5位院士领衔研究脑—认知—行为的神经机制。　　近十年心理学研究已从认知心理学进入认知神经科学时代，将行为、认知过程、脑机制三者有机地结合起来研究，阐明认知活动的心理过程和脑机制。他说，与各种动物相比，人类的大脑不但大，而且沟回多，如果将人的大脑平摊，其面积约有1平方米。大脑像计算机一样是个信息加工系统，充满了神经元、突触的网络。　　人类一直对其充满了好奇。1990年，美国总统批准了“脑的十年” 研究计划以来，欧共体、日本等迅速在全世界掀起与人类基因组对应的脑科学研究热潮。人们认识到，没有哪种研究的重要性超过对自己脑的研究。　　罗跃嘉说，目前对大脑活动的探密是采用无创伤的脑成像技术，如脑电图、核磁共振、正电子发射断层扫描等。这些技术使人类不但可以了解大脑的结构，而且有史以来第一次可以直接观察到大脑认知活动带来的脑电、血流等变化。像20世纪人类发现遗传信息如何储存在基因中一样，21世纪人类应该发现眼睛、耳朵、鼻子的信息是如何在大脑中存取的。我国十分重视脑科学研究，脑功能和脑重大疾病的基础研究已列入国家“973”计划，脑发育和可塑性的基础研究、脑图像处理研究，以及学习、记忆、语言加工等脑高级功能的机制研究，都是国家优先资助的基础研究领域
做梦 上下半夜各有特点本报讯（记者张荔子通讯员魏霞）人为什么做梦？日前在第28届国际心理学大会公众论坛上，北京大学心理学院沈政教授报告：梦是人正常生理的一部分，梦是睡眠中无意识的心理活动，如果人被剥夺了做梦的权利，就会出现抑郁症状。
沈政说，人在睡眠中都会做梦，梦约占睡眠时间的1/4。有些梦在醒来时是有记忆的，但很多梦没有留下记忆。俗话说，日有所思，夜有所梦。其实，上半夜的梦境多与当日或近事记忆相关；下半夜的梦境多与远事记忆有关；黎明前的梦多不着边际，知觉成分偏多，这时的梦容易被记忆。梦境与睡眠的环境有很大的相关性：当一个人睡眠时，如果在其头部喷洒水雾，梦境中就会遇上大雨、河水、海洋；如果缓慢地转动其小腿，梦境中就有可能坠入深渊或被追赶；如果将手或其他物体压在前胸，会感觉恐惧、被追杀。为什么是在睡眠时做梦呢？因为睡觉时人停止了行动，人体进入休整期，做梦并不代表睡眠质量不好。做梦可以消除疲劳，休整身体；做梦可以对知识进行整理、分类与积累；睡梦还是顿悟与创新的机会，历史上有很多发明是在睡梦中顿悟发明的；做梦还可以使人保持良好的心态，将白天一些烦恼抛之脑后。睡眠质量与人的健康相关，梦境影响人的精力和心情。
大脑修复研究获新发现
据新华社讯法国科学家日前在动物脑部发现一种特殊分子，它可吸引新生的神经细胞，引导它们聚集到需要修补的大脑受损区域。　　在相当长时间里，人们都认为脑和脊髓是不能自我修复的。但近年来科学家在大脑中发现了能够发育成神经细胞的干细胞，此外也有人观察到成年动物脑部产生新神经细胞的现象。不过，大脑是怎样“ 调遣”未成熟的神经细胞、指导它们前往需要修补的地方去呢？法国巴斯德研究所的科学家最近在英国《自然神经科学》杂志网络版上报告说，他们在作动物实验中发现，成年实验鼠脑部一种称为“生腱蛋白—R”的蛋白质，起到了这种指导作用。
科学家的观察集中在脑部的嗅球区域，这是大脑处理嗅觉的第一站，也是成年动物脑部已被证实能够产生新神经细胞的极少数区域之一。研究发现，嗅球分泌出的“生腱蛋白—R”，能够将未成熟的神经细胞吸引过来。这些名叫“成神经细胞”的未成熟细胞在嗅球区最终发育成真正的神经细胞。如果使大脑另一区域产生“生腱蛋白—R” ，发现了同样的现象，即未成熟的神经细胞聚集到新的区域并开始发育。科学家由此断定，“生腱蛋白—R”能够为未成熟的神经细胞“ 定位”，使它们找到目的地.
大脑胶质细胞能抑制神经元亢奋
本报讯（记者胡德荣）中科院上海生命科学研究院神经科学研究所段树民研究员及其学生张景明、杨云雷等率先发现胶质细胞能抑制神经元过度兴奋，相关论文日前发表在国际神经科学领域顶级杂志《神经元》和《美国科学院院报》上。该研究认为，一种形状像海星的胶质细胞是大脑神经环路活动的重要整合者，并可能对学习、记忆等大脑的高级功能活动产生重要作用。
生物的大脑由两类细胞组成，即神经元和胶质细胞。传统研究大多把焦点集中在神经元细胞上，认为胶质细胞只对神经元起营养支持作用，而对神经信号的传递和处理不起作用。但人们发现，生物的进化程度越高，胶质细胞在其脑内细胞中所占的比例也越高：果蝇脑内的胶质细胞含量只有25％，小鼠为60％，而人脑则高达90％。
段树民研究员等发现，当兴奋性神经元活动增加时，连接各神经元的“突触”会刺激邻近的胶质细胞释放三磷酸腺酐（ATP），而ATP 可抑制周围神经元的活动，防止神经元的过度兴奋，并调节整条神经通路的活动。在临床上，癫痫、中风等疾病都与神经元过度兴奋有关，这一发现对神经网络的认识具有重大意义。段树民等的研究还发现，胶质细胞能够帮助神经元产生长时程增强反应。由于该反应被认为是脑学习和记忆的基础，提示胶质细胞可能对脑的高级功能活动有重要作用大脑在学习中如何形成记忆
本报讯（记者胡德荣）华东师范大学脑功能基因组学重点实验室林龙年博士和美国波士顿大学钱卓教授，在世界上首次发现了大脑记忆的编码单元与大脑密码的解读方法。该研究的发现，就如同为人们观察大脑活动搭建了一个直观的“平台”，即通过检测大脑编码单元的活动状态直接解读大脑在学习过程中记忆的形成。这一重要研究的论文发表于日前最新一期的《美国科学院院报》上。国际神经科学权威、美国科学院院士汤姆·休得豪夫评价此发现“将会对神经科学产生深刻影响，在此领域迈进了一大步”。
据介绍，与记忆密切相关的大脑结构形似海马，它负责将人们新的经历转化为长期的记忆。林龙年与钱卓花了两年时间，运用最新的高密度多通道在体记录技术，以小鼠为对象进行了一系列的研究。研究小组研制了世界上最轻巧的精细微电极推进器，把96根比头发丝还细得多的微电极插入小鼠的海马区域，成功地记录到了多达几百个神经元的活动情况。研究人员设计在特定环境中给小鼠刺激，发现小鼠的海马区对这种惊吓刺激神经元组成了记忆编码的神经网络单元。这些编码单元通过它们的激活状态可以把任何一种惊吓经历转化成一串二进制数字，这种数字化的编码形式使得研究人员能够对不同的个体乃至不同种群动物的大脑编码活动进行直接的比较和分析。专家认为，人脑和鼠脑乃至世界上大多数哺乳动物大脑的海马，虽然神经元数量不同，但所用的编码方式都是一样的。由此，研究人员推测，人的大脑很有可能利用同样的原理来完成记忆之外的其他高级认知功能，如情绪、思维、意识等。
秘大脑为医学带来新希望
20世纪中叶，沃森和克里克在发现DNA双螺旋结构之后就指出：“ 没有哪一种研究，对于人类的重要性超过对自己脑的研究，我们人类对宇宙的全部认识都有赖于这种研究。”今年8月中旬，第28届国际心理学大会在中国举行，在“揭开大脑活动的奥秘”公众科普报告会上，中国科学院心理研究所心理健康重点实验室研究员罗跃嘉，向听众描绘了脑科学研究的这样一幅远景：让盲人可以看见各种事物，甚至驾驶汽车；让瘫痪病人重新站起来，恢复行走……
认识大脑：一个渐进的科学历程　　长期以来，人们以为自己的认知活动在心里。直到19世纪中叶，法国科学家Broca在对脑解剖研究后发现，如果破坏了大脑额叶前面的一个区域，人就会产生运动性失语，额叶还是很多心理活动和情绪活动的调控区域。他是第一个将大脑某一个区域的结构与功能联系起来的人。此后的研究进一步证明，认知活动不在心里，而在大脑。19 09年德国科学家Brodmann将人脑按照功能划分了56个区，确定了每个区的功能，沿用至今。近年，生命科学研究借助计算机、脑成像技术、生物芯片等高科技，从基因组走向蛋白组，又走向脑—认知—行为。有人将大脑比喻成计算机一样的信息加工系统，但其复杂性却超过了单纯的信息学、医学或心理学研究的范畴。心理学研究已经从认知心理学进入认知神经科学时代，成为一门多学科、崭新的、发展迅速的新兴学科。通过研究，将行为、认知过程、脑机制三者有机地结合起来，可以阐明人类认知活动的心理过程和脑的机制。这对人类理解自然和自身、增进脑和身心健康、发展全新的脑智能信息系统及提高全民族的知识创新能力都将发挥重要贡献。
创新研究：为医学临床带来惊喜
在国家和中科院的资助下，我国脑研究已完成了第一期计划，有关视知觉、果蝇“抉择”、大脑衰退等工作，发表在包括美国《科学》、《神经元》、《美国科学院进展》等最具影响力的学术刊物上，显示了中国科学家的研究成果。
灵感和顿悟是人们在解决科研和日常生活难题时常有的心理感受。罗劲、罗跃嘉等人采用脑成像技术对14名大学生进行120条谜语测试，发现灵感、顿悟是一个思维习惯或者思维定势的突破过程，最初的发源地在大脑额叶的“扣带前回”（ACC），一个靠近脑门的地方。产生灵感的过程在0.38秒内，而整个顿悟过程从启动到完成约需2秒。研究还发现顿悟最终由海马记忆体以及一个视觉空间信息加工网络实现。同样的研究也出现在美国西北大学和德雷克塞尔大学，研究人员让18名研究对象玩一种字谜游戏，利用功能性磁共振成像和脑电图技术监测受试者的大脑活动和脑电波，结果显示顿悟出现时，大脑右半球颞叶中的前上颞回区活动明显增强，并在顿悟前0.3秒左右突然产生出高频脑电波。这些研究为进一步发现灵感的生成机理和提高人类的创造能力打下了基础。
具有知识创新方向性的项目还有：社会应激环境下心理行为特点和心身交互作用，药物成瘾机制及其防治的基础研究，图像与语音识别的认知机理和计算方法，情绪调节机制对儿童适应与创新的影响等。随着对大脑奥秘的揭示，必将在不远的将来给医学临床带来惊喜。科学家设想：为瘫痪病人的运动神经系统安装一种脑芯片，帮助病人康复，特别是帮助高位截瘫病人的上肢运动；利用脑芯片还有助于盲人重见光明。事实上，美国科学家已经报告，凭借意识的力量，通过放置在大脑表面的一些电极，4名志愿者成功实现了对一个电脑游戏的控制。这提示科学家可以找寻方法，帮助那些行动不便的病人通过特定装置获得工作、阅读，甚至是自由行动的能力。