脑科学基础知识
脑，是我们赖以认识外部世界和认识自我的物质基础，人之所以比其他动物更能适应环境并能主动改造环境，是因为人有高度发达的脑。脑是自然界最为复杂的物质结构，脑功能是自然界最为复杂的运动形式。人类对自身脑的认识还很肤浅，有无数的奥秘尚待探索。因此，认识脑和心智的规律是一项吸引无数科学家孜孜不倦追求的事业。脑科学就是进行这方面研究的一门交叉学科。
近代医学从解剖入手，逐步认识脑的结构和功能。随着科学的进步，在研究中不断积累对脑的认识。现在的神经生物学研究已经为脑的结构和功能做出了初步的 描绘，对脑的基因、分子、细胞、突触联系、神经网络、脑区及全脑的整合功能、外部环境对脑功能的影响以及脑在适应外部环境中的作用已经有了相当多的了解。 同时，心理学对“知”、“情”、“意”等脑的高级功能的心理现象进行了研究，在许多领域已经有了广泛的应用。此外，有许多不同学科的科学家参与对脑的研究和应 用，逐步形成多学科的交叉和新的学科前沿，如计算脑科学、脑的生物信息学、脑仿生学和人工智能等，脑科学研究已经渗透到多学科的研究领域，对自然科学研究 产生了巨大的推动作用。
脑的研究涉及多个学科，包括研究脑的结构和功能的神经生物学、研究脑的疾病与防治的临床医学、研究心理活动和行为的心理学、研究仿脑机器和人工智能的计算机科学。过去对脑的认识带有浓厚的专业特色，各个学科只针对脑的一个局部或一个方面进行研究，产生学科的认识局限性。例如从脑的解剖、生理、病理 等方面去探索脑疾病的防治，却忽视环境和社会活动对脑的作用；从心理活动及行 为去探讨人的心智，却缺少对神经生物学本质的理解；从计算机模型去模拟智能， 却很少涉及生物的脑机制等等。必须强调，应当从多学科、多个角度进行综合研 究，全面理解，才能正确地认识脑。
一、什么是脑科学
什么是脑科学？为什么要研究脑科学？脑科学是研究脑和心智现象及规律的科 学，是一个具有重大科学意义和哲学意义的科学领域。
脑是自然界最复杂的系统，是调控机体各种功能的中枢，是开放的巨系统。它 的复杂性表现在，它是一个由约10"个具有多自由度的神经元和约10姑个突触联结 的信息处理和决策系统。
脑具有学习、记忆、意识、思维、语言、情绪等功能。脑的创造性思维更是复 杂的运动形式。脑怎样感知？怎样记忆？怎样学习？怎样思维？怎样理解语言？怎 样产生情感？……了解这些基本问题，对认识人类自身，对弄清楚精神与物质的关 系，以及人类社会的发展，都有十分重要的意义。
因为脑是自然界中最复杂的系统，思维是自然界中最复杂的物质运动形式，而 人类至今对脑和心智知之甚少，所以揭示脑的工作原理是当代自然科学的最大挑战 之一。
脑科学研究什么？如何进行脑科学的研究？脑科学研究脑和心智的现象和规 律，以及应用这些规律为人类造福。简单地说，脑科学研究的问题包括探测脑、认 识脑、保护脑、开发脑和仿造脑等方面。
认识脑 是要揭示脑功能的本质，了解脑与智能的规律。脑的活动很复杂，需要 从生理和心理的角度进行研究。从生理的角度来看，脑的活动有脑内葡萄糖代谢、氧 代谢、血液循环等生理过程，同时伴随脑内神经化学过程和神经电生理活动等。从心 理的角度来看，脑是心理活动的基础，有感觉、知觉、记忆等心理过程，以及意识、 思维等复杂的心理活动。脑的心理活动和生理活动是紧密联系和统一的。
脑包括许多不同的水平，如基因、分子、细胞、回路、系统以至行为等，需要 在这些不同的水平上进行脑科学研究。对于脑科学的每一个课题，既要在细胞和分 子水平上进行细致的研究，又要在脑的通路和整体水平上进行整合研究，把这两方 面的研究结合起来，就可能得到创新的成果。
M Introdtict i on 1 o Brain Science
保护脑指要预防和治疗脑疾病，使脑更健康。脑健康对人来说是头等重要的 事。脑研究对各类脑疾病的预防、诊断和治疗具有实际意义。人口老龄化与老年人 脑疾病，如老年性痴呆、帕金森病，以及吸毒与戒毒的脑机制、精神和神经因素对 疾病的影响等，都是需要研究的问题。
开发脑 是要在认识脑的基础上开发脑的潜力，提高人的素质，使脑更聪明。 开发智力是强国之本。研究和了解智力的脑基础，进一步提高中华民族的智力水 平，已受到全社会的极大关注。把脑科学的研究成果应用于教育探索和实践，使我 国教育事业展现勃勃生机。此外，还有许多社会问题需要脑科学研究来解决，如独 生子女的脑发育和智力发展的特点等问题。
要保护脑和开发脑，必须认识脑；而认识脑必须探测脑。近年来各种无损伤的 活体脑功能成像技术进展很快。发展这些技术，并且充分利用这些先进技术手段进 行脑研究，得到了各方面专家的关注，为此，要进行多学科的交叉研究。同时还要 发展各种新的探测技术。
仿造脑是在认识脑的基础上开发具有人脑特点的高度智能化的计算机或机 器，即仿脑机器。脑的研究与信息科学及信息产业有密切关系。对脑内信息处理的 研究将推进信息科学和计算机科学的发展。
什么是脑科学？为什么要研究脑科学？脑科学是研究脑和心智现象及规律的科 学，是一个具有重大科学意义和哲学意义的科学领域。
脑是自然界最复杂的系统，是调控机体各种功能的中枢，是开放的巨系统。它 的复杂性表现在，它是一个由约10"个具有多自由度的神经元和约10姑个突触联结 的信息处理和决策系统。
脑具有学习、记忆、意识、思维、语言、情绪等功能。脑的创造性思维更是复 杂的运动形式。脑怎样感知？怎样记忆？怎样学习？怎样思维？怎样理解语言？怎 样产生情感？……了解这些基本问题，对认识人类自身，对弄清楚精神与物质的关 系，以及人类社会的发展，都有十分重要的意义。
因为脑是自然界中最复杂的系统，思维是自然界中最复杂的物质运动形式，而 人类至今对脑和心智知之甚少，所以揭示脑的工作原理是当代自然科学的最大挑战 之一。
脑科学研究什么？如何进行脑科学的研究？脑科学研究脑和心智的现象和规 律，以及应用这些规律为人类造福。简单地说，脑科学研究的问题包括探测脑、认 识脑、保护脑、开发脑和仿造脑等方面。
认识脑 是要揭示脑功能的本质，了解脑与智能的规律。脑的活动很复杂，需要 从生理和心理的角度进行研究。从生理的角度来看，脑的活动有脑内葡萄糖代谢、氧 代谢、血液循环等生理过程，同时伴随脑内神经化学过程和神经电生理活动等。从心 理的角度来看，脑是心理活动的基础，有感觉、知觉、记忆等心理过程，以及意识、 思维等复杂的心理活动。脑的心理活动和生理活动是紧密联系和统一的。
脑包括许多不同的水平，如基因、分子、细胞、回路、系统以至行为等，需要 在这些不同的水平上进行脑科学研究。对于脑科学的每一个课题，既要在细胞和分 子水平上进行细致的研究，又要在脑的通路和整体水平上进行整合研究，把这两方 面的研究结合起来，就可能得到创新的成果。
M Introdtict i on 1 o Brain Science
保护脑指要预防和治疗脑疾病，使脑更健康。脑健康对人来说是头等重要的 事。脑研究对各类脑疾病的预防、诊断和治疗具有实际意义。人口老龄化与老年人 脑疾病，如老年性痴呆、帕金森病，以及吸毒与戒毒的脑机制、精神和神经因素对 疾病的影响等，都是需要研究的问题。
开发脑 是要在认识脑的基础上开发脑的潜力，提高人的素质，使脑更聪明。 开发智力是强国之本。研究和了解智力的脑基础，进一步提高中华民族的智力水 平，已受到全社会的极大关注。把脑科学的研究成果应用于教育探索和实践，使我 国教育事业展现勃勃生机。此外，还有许多社会问题需要脑科学研究来解决，如独 生子女的脑发育和智力发展的特点等问题。
要保护脑和开发脑，必须认识脑；而认识脑必须探测脑。近年来各种无损伤的 活体脑功能成像技术进展很快。发展这些技术，并且充分利用这些先进技术手段进 行脑研究，得到了各方面专家的关注，为此，要进行多学科的交叉研究。同时还要 发展各种新的探测技术。
仿造脑是在认识脑的基础上开发具有人脑特点的高度智能化的计算机或机 器，即仿脑机器。脑的研究与信息科学及信息产业有密切关系。对脑内信息处理的 研究将推进信息科学和计算机科学的发展。
（待续）