戴琼海：脑科学研究是诺贝尔奖“富矿”

转自：中国青年报 作者：李剑平

近日，中国工程院院士、清华大学信息科学技术学院院长、国务院参事戴琼海在杭州举行的2020生命健康未来峰会上介绍，自1906年西班牙神经组织学家拉蒙·卡哈尔获诺贝尔奖以来，100多年中有120多项获诺贝尔奖的研究与脑科学有关，说明全球科学界对脑科学研究特别青睐。

同时，在《科学》（Science）上公布的125个重要科学问题，关于脑科学与脑认知的相关课题超过10个，脑科学研究被认为是一个非常重要的生命科学主题。

“我们可以看宇宙中的恒星，但是对脑科学的探索还不是很清楚。”戴琼海院士说，通过普测，人类大脑中有800多亿个神经元，每个神经元还包含1000多个分支，如果把这些分支全部连接起来，它的长度比全世界计算机网络光缆加起来的长度还要长。大脑的复杂程度有多高？它被认为是人类的一个前沿科学。

拉蒙·卡哈尔当时在没有显微镜、照相机的情况下，把神经元切出来，用手工画出来神经元的剖面图，告诉人们什么是神经元和剖面图，不同神经元之间连接的关系，因此成为第一个获得诺贝尔奖的脑科学家。

戴琼海院士介绍，他及其团队对获得诺贝尔奖的脑科学家和研究成果梳理发现，1932年发现神经细胞活动的机制，1944年从事有关神经纤维机制研究的科学家都获得诺贝尔奖，这是脑系统结构域功能研究方面获得诺贝尔奖的情况。

再看神经信息的传递机制，戴琼海说，从事脑科学研究且成果都获得诺贝尔奖的分别是，1936年发现神经冲动的化学传递，1963年发现与神经的兴奋和抑制有关的离子机构，1970年发现神经末梢部位的传递物质以及该物质的贮藏、释放、受抑制机理，2000年在“人类脑神经细胞间信号的相互传递”方面获得的重要发现。此外，对眼睛的光学机制和神经机制、其他神经科学的内容、激素的作用机制、大脑分泌的多肽类激素等研究，也获得诺贝尔奖。

虽然全球在人类生命体研究中获诺贝尔奖最多的是脑科学，但是到现在我们对脑科学研究还属于初步的探索阶段。因此，世界几个大国都制订了“脑计划”，尤其是美国2013年就开始启动美国的“脑计划”。

据戴琼海院士介绍，目前世界主要国家的“脑计划”研究聚焦在以下方面，第一，人类大脑有800多亿神经元，这些神经元有多少种类型；第二，我们无法通过核磁共振的pet成像看到单个的神经元，以及神经元和神经元之间的关系，研究脑科学需要研究人类大脑成像技术的支撑。现在的核磁共振pet、CT只能看一片脑功能区，因为大脑的神经元大小在10微米左右，核磁共振的分辨率为1毫米，只能看到一片神经元；第三，科学家希望推出一个颠覆性的模型和工作模式，来突破现有的人工智能研究。

“神经元的操作回路和连接是什么？不清楚。对神经细胞与个体行为的联系也不清楚。”脑科学里还有一大堆的奥秘等待我们去探索。戴琼海院士说，工程技术、信息存储技术、遗传技术等，都可参与到脑科学研究中来。