“脑科学学科建设”课题概述
戴翔
2023.10.11
前言：多年前，我向国内脑科学领域专家韩宏宇教授学习全脑教育的理论基础，次年，在韩教授的引荐下远赴重洋跟随美国脑科学脑神经学专家斯宾逊博士学习前沿的脑科学技术与应用。时至今日，随着国家对“脑科学”发展的重视，愈感自身肩负使命，责任感与紧迫感交错并至，必须引领一批志同道合的仁人志士为国家的科技发展与民族振兴培养栋梁大才，所以“脑科学学科建设”课题组应运而生。下面，我与大家聊一聊关于“脑科学”的相关话题，详细内容敬请关注脑科学系列专著《人生有为》，谢谢大家。
近年来，以人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等为代表的新一轮科技革命和产业变革深入发展，正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构。在众多极具“颠覆性”的科技领域中，脑科学无疑是最尖端、最前沿的一个，被称为生命科学的“终极疆域”。
脑科学是当今世界科学研究的前沿领域，是大国的“必争之地”，脑科学早已成为世界主要经济体科技角逐的主要赛道之一。
从历史发展进程和西方大国的发展经验来看，基础研究是科技创新、产业兴盛、社会发展和防范国家安全的底层支撑，尤其是面向未来的基础研究，脑科学作为未来最重要的一个基础研究领域，将关系到人类自身的发展，并进一步颠覆我们的生活方式和生产方式。生产方式的变革和生产工具的升级将更多地替代、解放劳动力，同时提高生产效率，为未来应对老龄化社会的发展从科技层面给出一定的解决方案。新一轮的智能化、数控化产业革命，工业机器人、数控软件、智能装备等，将成为工业制造领域最主要的发展方向，数字化智能化农业、智能服务机器人也将深入到我们的生活，这些都离不开脑科学和类脑智能在其中发挥作用。
一、什么是脑科学
脑科学有狭义和广义之分。
狭义的脑科学一般指神经科学，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综合作用而进行的研究，主要包括神经发生、神经解剖学、神经生理学、神经通讯与生物物理学、神经化学与神经内分泌学、神经药理学、记忆与行为、知觉和神经障碍等九个领域。
广义的脑科学是研究脑结构和脑功能的科学，主要包括脑形态及结构、脑部分区及功能、脑细胞及工作原理、脑神经与网络系统、脑的进化与发育等领域的研究，以及对脑生理机能的研究，如脑是如何产生感觉、意识、动机和情绪的，如何学习和记忆的，如何传递信息的，如何控制行为的，如何进行自我修复和功能代偿的。总的来说，广义脑科学是从生物脑的角度探究大脑的物理构成、生物机理和工作机能，是一个认识脑的过程。广义脑科学是研究脑的结构和功能的科学，还包括认知神经科学等。神经系统有两大类，一种是中枢神经系统，包括大脑、小脑、脑干、脊髓；另一种是外周神经系统，主管知觉还有各种内脏自主神经系统。
脑科学主要专注于大脑研究，所以，脑科学是神经科学的一部分。而大脑最主要的部位就是大脑皮层，这是人类最发达的一个部位，大脑之下的很多结构，叫皮层下结构，是比较早期就出现了的，在进化中，从猴子到猩猩再到人，这个皮层的结构得到了极大的增长，这就是人类认知的主要来源。因此说，脑科学是研究脑的结构和功能的科学。简单分为：
基础神经科学：通过基础理论研究神经生物学来认识大脑的结构和功能关系。包括，研究人和动物的神经系统的结构与功能、及其相互关系的科学，是在分子水平上、细胞水平上、神经网络或回路水平上乃至系统和整体水平上阐明神经系统特别是脑的物质的、能量的、信息的基本活动规律的科学。主要有六个研究分支：分子神经生物学(化学物质)、细胞神经生物学(细胞、亚细胞)、系统神经生物学、行为神经生物学(学习记忆、情感、睡眠、觉醒等)、发育神经生物学、比较神经生物学等。通过计算神经科学模拟大脑运行方式，是应用数学理论和计算机模拟方法来研究脑功能的学科。
临床神经科学：侧重医学临床应用。研究与神经系统有关的疾病，及其诊断、治疗方法、技术等。脑是人体最复杂、最精密的器官，人类的大脑重量平均只有1400g，仅占体重的2%——3%，而血液供应量却占全身的15%——20%。简单来说，脑分为主管感知思维活动的大脑、负责平衡运动的小脑和生命中枢脑干。
脑科学的研究范围不仅仅局限于认识脑，如绘制人脑发育图谱、探究嗅觉工作机理等，还包括如何更好地保护脑、开发脑、创造脑。目前，以新一代脑科学研究为核心，以类脑智能研究、神经性疾病与治疗、脑科学技术与方法、脑科学信息与服务为中间层，以大脑控制、脑机接口、大脑模拟、人工智能、新药研发、脑控仿生科技、新型教育教学等为应用层的脑科学发展图谱业已形成，并呈现出三大特征：一是神经科学与计算机、微电子、化学、材料、工程学、物理、数学等学科的交叉融合为脑科学的突破提供了契机；二是人造大脑成为主要研究目标，包括以模仿计算为主的虚拟超级脑，以及虚拟大脑与生物大脑一体化的融合超级脑两个研究方向；三是利用信息技术认识脑、了解脑、开发脑、模拟脑、创造脑、融合脑。
脑科学目前最主要关注的就是皮层的各种功能。大脑皮层的各个部位是分管各种功能的，就是说，功能是分区的，哪个区域受损，就会丧失相应的脑功能。比如语言区域受损就不会说话，视觉皮层受损就会看不见，对此实验的科研人员已经确认过多次，形成公认的认知。但是科学家们观察到一个非常令人惊讶的现象，当人们不做任何事，只是在大脑中想象几个字时，发现整个大脑皮层到处都是活动，这说明想象几个字虽然看起来是个很简单的事，但是实际上牵涉到了大脑的很多部位，形成这种情况的机制至今还在研究与探索。中科院蒲慕明院士说，现在的脑科学就像是十二世纪初期的物理和化学，有很多进展了，但是重大的理解和突破还没有出现，还很神秘。
关于脑科学的研究或许是一个潘多拉的盒子，这个星球当前对于信息处理能力最强的就是大脑，伴随着进化已经发展出各种区别于低级智慧生物的大脑结构，脑科学的研究可能会改变这种进化的节奏，就像飞机和汽车的制造一样，掌握了空气动力学和热力学，就掌握了运用这种能力的钥匙。脑科学就是信息处理能力的密钥，一旦掌握，很多科学研究的进展可能会一日千里。
二、脑科学的应用
应用脑首先要认识脑（understanding the brain），阐明脑通讯功能，语言信息在脑神经网络中表达的机制，人类获得语言能力的过程、语言、思想和智力之间的关系，产生感知、情感和意识的脑区结构和功能，功能定位、认知、运动、情感、学习，思维、直觉、自我意识。
开发脑是指开发脑的未知功能、提高脑的运用效率，以及通过类脑研究，模拟脑的功能和工作原理，尤其是模拟人脑的信息处理机制。
其次是保护脑（protecting the brain），保护脑主要包括促进脑发育、预防脑损伤、治疗脑疾病、延缓脑衰老等。研究与神经系统有关的疾病，及其诊断、治疗方法、技术等。控制脑发育和衰老过程，识别与发育及脑分化相关的基因家族、发展调节脑发育和分化的技术手段，促进人类大脑健康发育和防止发育异常，控制人脑衰老。神经性精神性疾病的康复和预防，药物成瘾性、修复受损脑组织、单内因性疾病的发病机制、神经组织移植和基因疗法，老年性痴呆、帕金森氏病、精神分裂症的治疗和预防的方法，并进一步探索如何进行治疗。
再次是创造脑（creating the brain），创造脑是指通过构建大脑仿真系统，开发脑型计算机，打造以数值计算为基础的虚拟超级大脑。利用已知的大脑工作原理进行人工智能等相关研究，开发脑型计算机，脑型信息产生和处理系统的设计和开发，支持人类机能的机器人系统，应用数学理论和计算机模拟方法来研究脑功能的学科。发展脑型器件和结构，具有学习和记忆能力的神经元芯片、智力认知功能，具有智力、情感和意识的脑型计算机。
应用实例：
1.意念控制，意念控制的核心是对脑电信息的提取、分析、解读，将其转化为相应动作。这项技术的难点在于对于脑电信息的解析，现阶段对意念控制的研究还主要是针对人类的初级动作。目前，已有的一些意念控制技术有通过脑电波记录的方式来记录大脑活动，进行信号处理和人工智能的技术将脑电波进行解析，转化为要求机器人执行的具体行动。
2.控制大脑的技术，光遗传学技术，光遗传学是结合遗传工程与光来操作个别神经细胞的活性。诱发神经元电信号或抑制神经元动作电位，产生神经元的激活或抑制。
3.人工智能，基于“深度学习”人工神经网络，谷歌大脑让电脑自发学会了“猫”的概念。计算机已经能够识别图像，并进行“看图说话”，人工智能可以驾驶汽车，参加高考，写诗作画，新的算法能显著提高心脏病发作预测准确率。
4.从目前各国已经启动的“脑计划”来看，美国侧重于研发新型脑研究技术;欧盟则主攻以超级计算机技术来模拟脑功能;日本是以狨猴为模型研究各种脑功能和脑疾病的原理。中国的“脑计划”更加全面，融合了上面三个不同层面的布局。在未来的十五年内，中国能够在脑科学、脑疾病早期诊断与干预、类脑智能器件三个前沿领域取得国际领先的成果。
三、脑科学的发展历程（1）
脑科学的发展历程可划分为启蒙阶段、萌芽阶段、开拓阶段、大发展阶段。
1.启蒙阶段（16世纪之前）
在长达数千年的人类历史中，人们把一切精神活动都归于“心”的功能，在对脑的认知上是“心脑”一体的。早在古希腊时期，著名医生阿尔克迈翁发现眼睛后部与大脑相连，从而发现了视神经，但其对脑的认识仍以主观想象为主。另一位医生希波克拉底认为，人的情绪和感觉均源自于脑，大脑是人类神智的载体。与希波克拉底相反，亚里士多德则认为神智在心而不在脑。此后，关于神智、灵魂、精神及元气的争论长达数世纪之久，人们对脑的认知一直停留在感性层面。
2.萌芽阶段（16世纪初至19世纪初）
文艺复兴时期，达·芬奇通过人体解剖绘制出了大脑的4个脑室。1543年，维萨留斯编著出版的《人体构造》对脑室进行了完整的描述。1664年，英国医师托马斯·威利斯出版《脑的解剖学，兼述神经及其功能》，其中插图与现在神经解剖学教科书上的解剖结构图基本相同。进入18世纪，生理学研究方法被应用到脑科学研究中。脑的兴奋性与肌肉反应之间的关系、信息传递工作原理成为研究热点。但在蒙昧、迷信的时代环境下，人们对脑的研究主要还是以零散的、偶然的发现为主，主动的、有意识的脑科学研究异常艰难，科学成果自然也寥若晨星。
3.开拓阶段（19世纪初至20世纪60年代）
19世纪，脑科学进入快速发展阶段，取得了一系列开拓性成就，如生物电的发现、神经元学说的创立、脑功能的定位、神经网络学说的创立等。20世纪前后，人们对脑功能的研究取得突破性进展，尤其是乙酰胆碱的发现，加快了脑信息传递机理研究的进程。英国分子生物学家查尔斯·斯科特·谢灵顿将神经元之间的结构命名为“突触”，认为突触是神经元之间信息沟通的“桥梁”。随后，约翰·艾克尔斯与理查德·克里德证实了抑制性突触的存在。20世纪50年代至60年代，科学家发现大脑皮层内和皮层下的边缘系统，组成了一个复杂的神经网络，来控制情绪的生成和表达，以及情绪记忆的形成、存贮和提取，从而建立起了相对完整的脑功能图谱。
4.大发展阶段（20世纪60年代至今）
20世纪60年代，脑科学正式成为一门独立学科，其研究范围几乎涉及到生命科学的所有领域。例如，1961年，贝克西因发现耳蜗内部刺激的物理机制而获得诺贝尔生理学或医学奖；1970年和1977年的诺贝尔生理学或医学奖分别颁给了脑信息传递功能与情绪产生机理的发现者和研究者，他们发现神经元之间并不直接接触，而是以电脉冲的方式进行信息传递。20世纪80年代至90年代，脑科学在微观领域的细胞分子学研究、宏观领域的大脑皮层功能研究成就卓然。1981年，美国科学家斯佩里因证明大脑左右两半球的功能存在显著差异而获得诺贝尔生理学或医学奖；1986年，意大利科学家利瓦伊·蒙塔尔奇尼因发现神经生长因子而获得诺贝尔生理学或医学奖；1991年，德国科学家内尔因发现细胞内离子通道、发明膜片钳技术而获得诺贝尔生理学医学奖，其在神经突触传递和可塑性领域也非常权威。此外，脑科学在视觉、听觉、嗅觉、脑损伤等方面的研究，以及在学习、记忆、语言、睡眠、觉醒等高级功能方面的研究，也取得较大进展。其中，瑞典科学家维瑟尔与美国科学家休伯尔因阐明视觉系统形成的机理而共同获得1981年的诺贝尔生理学医学奖。
进入21世纪，脑科学研究呈现百花齐放、百家争鸣的局面。科学家们不但揭开了五觉（视觉、嗅觉、味觉、听觉、感觉）的工作原理、脑信息传递和优化处理的机制，揭示出精神疾病（如抑郁症、帕金森症、癫痫等）的产生机理，还成功绘制出大脑的动态发育蓝图，破译了人类大脑的两个组织轴，以及脑神经元网络结构适应环境的动态机制等。
四、脑科学的发展历程（2）
探索和揭示人脑功能奥秘一直是人类和科学界的梦想，世界各国普遍重视脑科学研究。各国脑计划的内容各有侧重也有交叉，呈现以下特点：以破解人类脑疾病难题和发展类脑计算为重点方向；将神经科学研究数据标准的建立和数据平台的建设作为促进脑科学创新的基础，20世纪60年代初，脑科学（神经科学）作为一门独立的综合性学科诞生了。
1543年，卢汶大学的安德列斯·维萨留斯出版《人体结构》一书，其中详细绘制了人类的脑室。与此同时，生理学和神经生理学的概念诞生了。《人体结构》是创立近代解剖学的尼德兰外科医生维萨留斯于1543年写成的著作，书中附有大量插图，对于研究人骨、脉、脑及内脏等贡献很大，为后来西班牙医生塞尔维特进行血液循环研究打下了基础。天主教会认为他的研究成果“大逆不道”，西班牙宗教 裁判所宣判他死刑。17——18世纪，英国医师托马斯·威利斯在《脑的解剖学，兼述神经及其功能》一书中对神经系统作了完整、精确的描述。
1861年，法国外科医生保尔·布罗卡发现这个病人脑的前左额叶受损从而导致了运动性失语症，证明了这一脑区就是语言运动中枢。
1874年，德国的神经学者卡尔·威尔尼尔发现颞横回存在着语言理解区。随后又语言听觉区，这两项发现与此前发现的顶部中央后回躯体感觉区、额部中央前回运动区、枕部视觉区和颞叶听区等，形成了脑功能定位的经典理论。
1903年，西班牙神经解剖学家圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔创立了神经元学说，意大利神经解剖学家卡米洛·高尔基创立了神经网络学说，二人因其成就共同荣获了1906年的诺贝尔奖，从此人类有了对神经组织和脑细胞。
1932年英国查尔斯·斯科特·谢灵顿因发现而建立“突触”概念被誉为现代生理学的奠基人。英国埃德加·阿德里安在单根神经纤维上记录到电活动，即神经冲动，证实了谢灵顿的生理学概念，二人因此共同荣获了1932年的诺贝尔奖。
1936德裔美国人奥托·勒维首次发现神经冲动传递的化学介质；随后，亨利·哈利特·戴尔证明此物质是乙酰胆碱，并开始了神经递质的研究，二人因此发现共同获得诺贝尔奖。
1944年美国生理学家约瑟夫·厄尔兰格和赫伯特·斯潘塞·加塞记录到单个神经纤维活动电位的正确波形。二人出色的神经电生理学研究成果使他们共同获得1944年的诺贝尔奖。
1949瑞士生理学家瓦尔特·赫斯发现间脑的功能性组织对内脏活动的调节功能而获得1949年的获诺贝尔生理学或医学奖。
1963年澳大利亚神经生理学家约翰·艾克尔斯验证了谢灵顿晚年所强调的抑制性突触的存在；英国生理学家霍金奇和赫肯黎神经冲动的本质是神经纤维表面细胞膜的膜电位快速倒转，即动作电位，三人因对神经兴奋电位研究的突出成果一起分享了1963年的诺贝尔奖。
20世纪60年代末脑科学成为一门独立的学科。随后，脑科学的研究逐渐趋向于研究对象和研究方法的多元化，并随着实验技术的不断革新，脑科学研究在微观领域逐渐深入到细胞分子层面，宏观领域则逐渐延展到大脑成像方面。
1970年朱利叶斯·阿克塞尔罗德鉴定出一种抑制神经冲动的酶，催生了一系列新的抗抑郁症药物。同时期，英国的伯纳德·卡茨爵士在神经肌肉接头处发现了微终板电位，为量子式释放打下基础；瑞典的乌尔夫·冯奥伊勒发现了神经介质从神经末稍释放机制，三人因此共获1970的诺贝尔奖。
美国科学家罗歇·吉耶曼分离出第一个丘脑下部激素：促甲状腺激素释放激素，发现了激素祥物质：内啡肽；同时，安德鲁·沙利发现了大脑分泌的多肽类激素；罗莎琳·萨斯曼·耶洛开发出多肽类激素的放射免疫分析法，三人因其成就共同获得诺贝尔奖。
1981年美国科学家罗杰·斯佩里发现了大脑半球的功能性分工；与共同发现视觉系统信息加工过程的瑞典科学家托斯坦·维厄瑟尔、美国科学家大卫·休伯尔共同获得诺贝尔生理学或医学奖。
1986年意大利科学家丽塔·莱维·蒙塔尔奇尼因发现神经生长因子，与美国科学家斯坦利·科恩，因发现了说明细胞发育和分裂过程如何进行的表皮生长因子而共同获得诺贝尔生理学或医学奖。
1991年德国科学家厄温·内尔与伯特·扎克曼因首创膜片钳技术，记录了单离子通道蛋白质的“开-关”活动，在电生理学和分子生物学之间架起一座桥梁，二人因此获得诺贝尔奖。
2000年瑞典科学家阿尔维德·卡尔松、美国科学家保罗·格林加德、奥地利科学家埃里克·坎德尔因发现人类脑神经细胞间信号传递介质多巴胺及神经系统中的信号传导原理而共同获得诺贝尔奖。
2004年美国科学家理查德·阿克塞尔和琳达·巴克因发现嗅觉受体并阐明人的嗅觉系统是如何工作的而共同获诺贝尔奖。2011年三名匈牙利科学家因研究“对大脑皮层特别是海马状凸起的神经通路的功能性组织”荣获格雷特·伦德贝克欧洲大脑研究奖，此奖具有神经学界的诺贝尔奖之称。
2014年英国伦敦大学学院教授约翰·奥基夫、挪威神经科学家梅·布莱特·莫索尔及其丈夫爱德华·莫索尔因发现了构成大脑定位系统的细胞，三人共获2014年的诺贝尔奖。
2016年弗朗西斯·克里克研究所的蒂姆·布利斯研究员、爱丁堡大学的理查德·莫里斯教授、布里斯托尔大学的格雷厄姆·科林格里奇教授共同获得了2016年“格雷特·伦德贝克欧洲大脑研究奖”。他们从细胞和分子层面揭示了一种名为“长时程增强效应”现象背后的运行机制，以及这种现象如何影响我们学习和记忆的能力。
2017年美国科学家杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什及迈克尔·杨控制昼夜节律的分子机制，即生物钟，由大脑下丘脑“视交叉上核”（简称SCN）控制，三人因此项发现共同获得了诺贝尔奖。
2018年，我国在脑科学基础研究领域取得重大成果。“脑起搏器关键技术”荣获2018年度国家科技进步奖一等奖，新一代脑起搏器在29个省市的卫生健康领域被推广使用，成为帕金森病首选的非药物治疗方案。
2018年SCIENCE在创刊125周年之际，召集全世界的科学家讨论未来发展方向，最后公布了125个最具挑战性的科学问题，其中脑科学就占了18个，包括意识的生物学基础、记忆储存与恢复、人类的合作行为、成瘾的生物学基础、精神分裂症的原因、引发孤独症的原因等。总的来说就是争取能够阐明人脑结构、功能乃至认知、思维和意识的神经基础，是人类认识自然与自身的终极挑战。可以说，当今十年甚至于再之后的十年都是脑科学快速的发展的时期。
2019年，①洛克菲勒大学的Vanessa Ruta博士团队勾画出果蝇对信息素的感知环路，发现了雄性和雌性大脑在感知处理方面的关键分歧点；②浙江大学胡海岚教授获得第12届IBRO-Kemali国际奖。胡海岚教授揭示了快速抗抑郁分子的作用机制，推进了人类关于抑郁症发病机理的认知，并为研发新型抗抑郁药物提供了多个崭新的分子靶点。
美国在1989年就率先推出了全国性的脑科学计划，其脑科学成果论文在1973年就超过了2000篇，101届国会通过一个议案，“命名1990年1月1日开始的十年为脑的十年”；2005年相继提出“神经科学研究蓝图”计划、 2013年“通过推动创新性神经技术开展大脑研究”的国家专项计划、2016年《国家人工智能研究与发展战略规划》；
国际脑研究组织IBRO于1995年夏，在日本京都举办的第四届世界神经科学大会上提议把21世纪称为“脑的世纪”；
欧共体成立了“欧洲脑的十年委员会”及脑研究联盟，2013年将“人脑工程计划”列入未来新兴旗舰技术项目；
日本在1996年制定为期二十年的“脑科学时代——脑科学研究推进计划”；
中国自20世纪90年代就十分重视脑科学，1997年5月召开了第一次以跨世纪脑科学为主题的科学讨论会，提出了“脑功能及其细胞和分子基础”的研究项目，并列入了国家的“攀登计划”。中国脑科学的发展起始于2001年7月，唐一源教授应美国国立卫生研究院神经信息学部主任、全球人类脑计划负责人考斯陆博士的邀请，访问美国人类脑计划与神经信息学总部，并做专题报告“中华人类脑计划与神经信息学的进展”，使考斯陆博士及美国其他科学家认识到中国的实力和决心。于是考斯陆博士发出专函：“同意中国唐一源、唐孝威和尹岭博士参加始建于2000年的经济合作与发展全球科学论坛神经信息学工作组”。
2001年10月4—5日，我国科学家赴瑞典参加了人类脑计划的第四次工作会议，成为参加此计划的第20个成员国。同年9月由国内40余位神经、化学、数学、信息等方面的专家会聚香山，召开了题为“人类脑计划与神经信息学”的第168次香山科学会议，专家们认真讨论了国内外脑研究的状况、我们如何应对国际形势等问题，一个关键性的问题已逐渐明朗———凭中国特色加入国际人类脑计划。
2015年，我国发布“中国脑计划”，科学家对脑科学与类脑研究在中国“一体两翼”的部署达成了初步的共识。
2016年11月，蒲慕明院士等科学家递交报告，阐述中国脑计划主要有三大支柱：基于认知方面的神经机制的基础研究；神经性疾病早期诊断和介入的研究成果转化；用于发展人工智能以及机器人的类脑研究。我国“脑科学与类脑研究”被“十三五”规划纲要确定为100项重大科技创新项目和工程之一，列第四位，作为“科技创新2030重大项目”已经进入实施方案编制阶段。
2020年，①中国科学院生物物理研究所王晓群课题组、北京师范大学吴倩课题组和北京大学汤富酬课题组展开合作，揭示了多个脑区发育的关键时间节点与基因，详细绘制了人脑的动态发育蓝图。
②马克斯·普朗克脑研究所绘制了抑制性神经元回路的发育图谱，并报告了独特的回路形成原理；人类认知和脑科学研究所成功破译了人类大脑的两个组织轴；实验医学研究所发现髓磷脂可优化大脑中的信息处理。
2020年11月3日，在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中第七条明确指出：强化国家战略科技力量,瞄准人工智能、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目；
2021年，国务院发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》将脑科学作为国家战略科技力量之一（北京脑科学与类脑研究中心、上海脑科学与类脑研究中心、复旦大学脑科学前沿科学中心）。
五、脑科学学习原理
素质教育从一定程度上讲是学“做人”的教育、德的教育、孝的教育。脑科学的教育是始终真正地关注孩子大脑的发育成长！而脑科学的学习本质是改善大脑的结构。人类对大脑的研究虽然还在探究，但是现在的研究成果已经揭示了后天天才的秘密，揭示了教育的秘密，揭示了最有效的教学方法和学习方法的秘密。这些秘密颠覆了过去对大脑的认识、肤浅的表象研究。与教育相关的有两个基本理论概念：一是突触链接，二是髓鞘质记忆。了解这两个理论概念，对学习各种课程都是有益的，这种脑科学理论使许多行之有效的教学方法找到了科学的依据。
突触链接,信息是通过突触，从一个脑细胞传递到另一个脑细胞的。也就是说：脑细胞之间的信息传递是通过突触进行的。
脑科学的研究有以下发现：脑突触链接的数量越多，人就越聪明。人的聪明程度不取决于脑细胞的数量，因为人与人之间的脑细胞数量几乎相差无几；也不取决于突触的多少，主要取决于突触链接率的多少。突触链接的数量越多，人脑的反应速度越快，人就越聪明。人的大脑相当于很多计算机组成的计算机网络系统，每一个脑细胞就相当于一台计算机。有众多电脑联网的计算机网络要比单台电脑的运算速度快得多，所以，突触链接的数量越多，就相当于联网的计算机数量越多，人脑的运算速度就越快，反应越敏捷，人就越聪明。
建立突触链接的必要条件：
1.刺激大脑细胞。有两种刺激方式：一种是感官刺激，其中手指指尖刺激是最有效的刺激。手，号称是人的第二大脑，手的反应区在大脑皮层上所占的面积最大达1/3。另一种刺激是单纯的大脑记忆，例如大量地死记硬背，科学家发现手指尖的刺激比死记硬背更有效。
2.重复刺激，反复刺激，不间断地持续刺激。“重复”是指小循环记忆，重复的周期以秒和分钟为单位。“反复”的周期是小时或天。“持续”的周期是周或月。这三种刺激方式缺一不可。常见的练习过程缺乏“重复”，“持续”的较多，没有“重复”只有“反复”和“持续”，突触达不到链接条件。
3.突触的链接需要生物介质的参与。即“专注”、“投入”、“激情”和“信心”会加速突触的链接。研究发现，突触链接是需要一定的介质条件的。在控制情绪因素的化学介质参与并达到一定浓度的情况下，突触的链接才会激活、修复和链接。没有参与的情况下突触的变化是不会发生的。这些化学介质如：肾上腺素、复合胺、多巴胺等。如果学习不够专注，没有激情，没有信心，那么在缺乏这些控制情绪的化学介质的条件下，就不会发生突触的链接。因此，有些人尽管花了许多时间练习，由于不够专注，没有激情，没有信心，仍不会明显进步。这些生物介质正常人都不缺乏，缺乏的是环境、激励、关爱和激发。对学习不够专注，没有激情，没有信心的人，批评、惩罚和人格侮辱只能适得其反。
4.好的睡眠（深度睡眠）会加速突触的链接。突触链接是在良好的睡眠中进行的，像孩子长个子一样。没有好的睡眠，会影响突触的链接。睡眠不足会减弱甚至破坏存在脑中的突触，而好的睡眠会加速突触的链接。大脑由这些突触，将记忆与学习译成密码，把讯息传递到遍布中枢神经系统的神经元。随着年龄的增长，连接神经元的树状突触会逐渐消失，突触少了，脑功能就会减弱。研究数据显示：手指的运动，尤其是指尖对大脑的不断刺激可以能增强记忆力，并且阻止脑力下滑。
髓鞘质记忆理论是学习技能、人之成为人才的秘密。虽然神经元和突触的理论可以解释几乎所有的心智现象：记忆、情绪、感官知觉等。但有些问题，却无法给出解释，比如为什么人们学习复杂技能不能速成，而需要很长的时间？为什么人们对动作的记忆那么持久，甚至是终身不忘？为什么对非动作记忆那么容易忘记？为什么养成的旧习惯不容易纠正？髓鞘质的发现，解开了这个谜。髓鞘质是大脑中一种记忆动作的组织。我们走路、说话、骑自行车、游泳、打乒乓球等技能都是用髓鞘质记忆的，因此都不容易忘，几十年都不会忘，甚至一辈子都不会忘，为什么不会忘？近代脑科学关于人脑髓鞘质的研究揭开了这个谜。脑细胞上都生长着突触，如果把突触的轴突部分比喻成导线，那么髓鞘质就好像包裹在导线外层的一层层绝缘体。髓鞘质是包裹在突触的轴突部分的一种组织，它好像树的年轮，一层层包裹着轴突。
科学发现，人脑中的髓鞘质有“多”和“厚”两种形态：多，用来记忆动作技能所用的髓鞘质的数量越多，记忆得越精确。就像照片一样，像素越少，马赛克越大，像素越多，照片越清晰。如打乒乓球，记忆动作的髓鞘质越多，落点越精确；记忆发音的髓鞘质越多，发音越逼真。厚，髓鞘质越厚，人的技能越熟练，即人的反应速度越快，人对速度的控制越敏捷。网球冠军的髓鞘质比一般网球运动员的髓鞘质又多又厚。要让髓鞘质增多，需要精确练习。要让髓鞘质增厚，需要即时反应练习。若使髓鞘质增多、增厚，需要精确练习 + 深入练习→精深练习。髓鞘质的生长过程：像树的年轮一样，一层层生长。“髓鞘质是学习技能、人之成为人的关键。”“人才和技能的故事，就是髓鞘质的故事。”“才能密码建立于科学发现之上，涉及髓鞘质的神经绝缘体，髓鞘质越厚，我们的动作和思维就越加精确和敏捷。”“髓鞘质使整体信息处理能力增加了三千倍——堪称“宽带。”突触的变化，仍然是学习过程的关键，但髓鞘质对如何提高学习效率起着巨大的作用。髓鞘质是如何生长的，以孩子学走路为例来说明髓鞘质的生长过程。当孩子还不会走路时，走路的髓鞘质为零。当孩子能成功地迈开第一步时，开始长出第一层；以后多次跌倒再爬起来并取得新的进步时就会再增长一层，即每次犯错、纠错并取得新的进步后就会增长一层。所以髓鞘质的最外层会记录人走路的最好成绩，并保持已经取得的最好成绩。髓鞘质长得越厚，人走路的动作越熟练，髓鞘质长得越多，动作控制得越精确。由于髓鞘质只长不衰，晚年后会逐渐衰退，所以只要某一种技能的髓鞘质长得又多又厚，这种技能就会获得长久记忆。这就是十年前骑自行车、游泳技术不忘的原理，也是永久记忆的原理。
髓鞘质的增长条件：
1、必须不断地犯错纠错。脑科学家们对“犯错”的认识：犯错不是罪，它是信息。孩子们应该受到这样的教育：“如果想变聪明，请犯错”。 这些错误并不是真正的错误，而是信息。精深练习是建立在一个悖论之上的：朝着既定的目标挣扎前进，挑战自己的能力极限，不断犯错，这让你更聪明。犯错，并加以改正。就像滑冰，刚开始的时候会滑倒，会跌跌撞撞，最后不知不觉中就变得敏捷自如。犯错绝不是可有可无的，从神经学的角度来说，这是必须的：要想使技能回路达到最佳状态，必须先找到次佳位置；你必须犯错误，并关注这些错误。
2、不断地、持续进步。必须不断突破、刷新原来的技能水平。每一层髓鞘质的增长都需要：(1).扎扎实实地完成本层次髓鞘质的生长过程。(2).突破或刷新原来的技能水平。这就要求学习技能要一步一个脚印，步步达成。(3).精确练习（不限时间），使髓鞘质增多。任何技能训练第一步要完成精准、精确、精致练习，使髓鞘质增多。(4).深入练习，使髓鞘质增厚。第二步要完成及时反应练习，即快速反应、敏锐、流畅、纯熟的练习。精深练习= 精确练习+ 入练习。髓鞘质增长增多增厚精确练习：是指精确、精准、精致的练习。例如战士打固定靶（十环靶）的练习。这是基础练习。如果培养一个狙击手，只有精确练习是远远不够的，还要进行深入练习。深入练习：是指反应速度练习，也就是即时反应练习。战士打固定靶的精确练习如果已经能达到百发百中，在此基础上进行打飞碟练习就是深入练习。必须在基础练习达到优秀的基础上进行深入练习才能达到练习效果。深入练习是出成果的练习、是出人才的练习。无论什么人，要想成为你想成为的人，都必须走这条路——精深练习。精深练习强调教练尽可能把学生推向精深练习区，让学生自己去磕磕碰碰，做大量的互动、自己教育自己。生活中像孩子学走路一样，开始可以扶一下，但目的是把孩子引入精深练习区，放手让孩子自己去摔打、成长。“精深练习需要犯错，才可以转化为技能。”真正实现“师父领进门修行在个人”。使髓鞘质生长最有效的训练方法的“精深练习法”。只看、只读、只听单纯的学习方式都没有给出犯错纠错机会，因此都不是精深练习，因此都不具备髓鞘质增长的条件。死记硬背模式和精深练习模式改变大脑的结构是大不相同的：死记硬背模式虽然刺激大脑，可以促进突触的链接，但没有促进髓鞘质的增长，即没有促进技能的增长；而精深练习既加快了突触的链接，又加快了髓鞘质的增长。不同的学习模式构建了不同的大脑结构，学习效率就大不相同。如何正确有效地去做？
一、认识：髓鞘质增长的必要条件是：必须犯错纠错。犯错绝不是可有可无的，是必须的：犯错不是罪，它是信息；学习就是不断地犯错纠错过程，学生就是要在犯错纠错中成长；社会、家长和学校都要鼓励学生在学习中、在探究中犯错纠错；要使学生快速成长，必须提供充分地、深入地犯错纠错机会，必须给出实时检错纠错的条件和手段，必须营造好精深练习区。没有犯错纠错的“重复”是无效的学习方法。只有犯错纠错的重复才是有效的学习方法。不能提供犯错纠错的练习是无效的练习。有效的练习必须有实时检错的条件，有检测标准和检测手段。而“只看”、“只听”、“只读”等没有犯错机会或检测犯错条件，这种学习方式只能学知识，但不能练技能。老师更重要的作用是能为学生提供充分的犯错纠错机会，不只是传道受业解惑，营造更好的“精深练习区”。
二、改变“一刀切”、“填鸭式”、“满堂灌”等不适应每个学生突触的链接和髓鞘质的增长条件的教学方式，必须因人施教、必须教练结合、必须学会“精深练习”。应该在精确练习达标之后加强即时反应练习（深入练习）。实时检测是髓鞘质增长的必要条件。传统教学最缺乏的是“实时检测”，学生犯错时不能做到立即纠错，批作业的传统方式已经不适应新时代的学习方式。知识+精深练习=技能。老师应把考核的重点放在考核自我学习能力上。好学生的标志不仅仅是现有知识的掌握程度，更重要的是对新知识的学习能力和探究能力，即对不同学科的精深练习能力的掌握。
三、结论：髓鞘质的每一层生长都是对质量的要求，因此学习的每一步都要求高质量，每一个流程都要求高质量。步步扎实的学习才能成才。由于髓鞘质的增长需要时间，因此技能学习不可能速成。改变旧习惯的最佳方案是重新建立新习惯，因为髓鞘质只长不衰，旧的不好的习惯不能通过批评而改掉，也不能通过纠正而改掉，必须建立新的习惯。不能用装醋的瓶子打酱油，要用新瓶子打酱油。突触链接需要生物介质的参与，对学生行为的的客观认识，由“规范”转为关怀、激励和正确引导。由于让学生犯错纠错形式的多样性，原来的讲课形式也会变成以自学为主的多样性课堂。无论什么人，要成为你想成为的人，都必须走这条路——精深练习。为我们提供了一个能把普通人培养成后天的“天才”的有效途径，精深练习法是使人变聪明的最有效的方法。
六、《脑科学学科建设与应用性研究》课题的由来
2020年11月3日，在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中第七条明确指出：强化国家战略科技力量。制定科技强国行动纲要，健全社会主义市场经济条件下新型举国体制，打好关键核心技术攻坚战，提高创新链整体效能。加强基础研究、注重原始创新，优化学科布局和研发布局，推进学科交叉融合，完善共性基础技术供给体系。瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目......
为了推进国家“脑科学”发展规划，瞄准前沿学科建设及应用性研究，将“脑科学学科建设与应用性研究课题”作为2021“十四五”开局之年管理科研发展的大事之一。课题要求将此课题要授予在脑科学教育领域从事理论与实践研究资深的“脑科学”教育专家担纲，于是我就荣幸地被委任承担了这个重任，并于2021年4月9日在北京举行了开题仪式,蒋国华副院长宣布开题，这是一个历史性、具有里程碑意义的大事。
2021第七届、2023年第八届“脑科学”研讨会，由脑科学学科建设与应用性研究课题组委会主办，旨在贯彻落实习近平总记关于崇尚学习、加强学习，崇尚创新、勇于创新，再创辉煌的指示精神。依据“立德树人”的教育理念，以“汇聚脑科学行业精英，践行脑科学教育使命，铸就新时代智慧少年”为主题，切实肩负起脑科学教育使命，为脑科学工作者服务、为创新驱动发展服务、为党和政府科学决策服务。
七、“脑科学学科”教育的意义
要了解脑科学教育的意义，我们必须了解人类的脑计划，这个计划包括神经科学和信息科学，这是当今自然科学的两大热点，两方面相互结合研究，其目标是利用现代化信息工具，将大量、不同层次的有关脑的研究数据分析、处理、整合与建模，建立神经信息学数据库和有关神经系统所有数据的全球知识管理系统，以便从分子水平到整体系统水平研究、认识、保护、开发大脑。
我们都知道，曼哈顿计划、阿波罗登月计划和人类基因组计划是划时代的三大科学工程，它们给整个人类社会带来了深远的影响。许多科学家认为，在人类基因组计划之后应该是人类蛋白质组计划和人类脑计划。
人类脑计划包括神经科学和信息学相互结合的研究，其核心内容是神经信息学。脑科学和信息学是当今国际科学研究的两大热点，神经信息学是这两大学科相结合的新兴的边缘学科。其目标是利用现代化信息工具，使神经科学家和信息学家能够将脑的结构和功能研究结果联系起来，其将不同层次有关脑的研究数据进行检索、比较、分析、整合、建模和仿真，绘制出脑功能、结构和神经网络图谱，从而解决当前神经科学所面临的海量数据问题，从基因到行为各个水平加深人类对大脑的理解，达到“认识脑、保护脑和创造脑”的目标。
人脑的复杂性远远超出了我们当前的认识能力，传统的细胞生物学等的实验室研究对于解决人脑对复杂信息的获取、处理与加工及高级认知功能的机制，犹如只见树木不见森林。神经信息学工具和数据库的应用，使得我们可能从有限的实验数据中找出神经信息获取、处理和整合的规律和法则，提出在各种刺激条件下，脑内信息加工的数学模型的实验假设和用计算机模拟脑内神经信息网络。可以说，人类脑计划近20年的发展历程处处与神经信息学紧密相连。
1996年在巴黎的政府间实体———经济合作发展组织（OECD）的科学论坛批准建立以美国为领头国家的神经信息学工作组，参与国包括美国、英国、德国、法国、瑞典、挪威、瑞士、澳大利亚、日本等19个国家，欧洲委员会也作为正式成员参加。美国国立精神卫生研究院副主任，美国国立卫生研究院神经信息学部主任——考斯陆博士是全球人类脑计划的负责人。考斯陆博士是一名神经药理学家，他在神经科学、心理学和药理学等领域出版了多本著作，发表了100多篇科研论文，还得到了十几个不同的荣誉和奖章。考斯陆博士创建 N IH第一个神经科学项目，并出任 N IMH基础与临床神经科学部主任。几年前他又创建了著名的人类脑计划并出任 N IH该机构主任，该机构当前已资助数千万美元专项科研经费用于人类脑计划和神经信息学的研究。美国的几个著名大学，如哈佛大学、耶鲁大学、加州大学、康乃尔大学等都承担了人类脑计划的研究课题。
1996年，以美国为首的神经信息学工作组建立，其目的是组织和协调全世界神经科学和信息学家共同研究脑、开发脑、保护脑和创造脑。根据规定，成员国之间可利用电子网络寻求研究协作伙伴，进行数据交换和科研协作，可以免费使用通用神经信息学数据库和信息工具，承担科研任务，同享科研成果和脑研究资源。
1997年人类脑计划在美国正式启动，美国20多家著名的大学和研究所参加了这个研究计划。50多位神经信息学的课题负责人得到该项目的基金资助。他们充分利用神经科学和信息科学的优势条件进行研究，相互间建立合作关系，利用电子网络互通信息，运用数据库进行资源共享。
没有一个国家能独立完成“人类脑计划”这项巨大的工程，它需要像人类基因组计划那样开展国际间的大规模协作。当前，国际性的神经信息合作组织已在全球召开了四次工作会议，共同策划“全球性人类脑计划和神经信息学”。具体已提出几项重大建议：创建全球性的神经信息学电子网络，开发先进的神经信息学工具、方法和数据库，通过数据资源共享和建模仿真来了解神经系统的结构和功能，推动科学进步。
2013年3月公布美国一项名为“脑活动绘图”的计划，参与者包括国家卫生研究院、国防部高级研究项目局、国家科学基金会等联邦机构，霍华德·休斯医学研究所、艾伦脑科学研究所等私营机构，以及神经学家和纳米科学家组成的团队。他们将共同推进对人类大脑近千亿神经细胞的理解，加深对感知、行为以及意识的研究。这一计划也有助于加深阿尔茨海默氏症、帕金森氏症等疾病的理解，找到一系列神经性疾病的新疗法，并有望为人工智能领域的进展铺平道路。
因此，脑科学教育的意义十分广泛，有广义的社会范畴的话题，我们在这里着重分析具体的探讨学习方面的话题。所以，我们要通过脑科学专家的研究成果，运用最系统、最高效的训练手段，充分调动大脑的各项功能，从而在学生的学习上实现轻松高效的学习，实现智力与情商的同步提升，培养一批批智慧少年，从而成为国家一批批栋梁之才！这就是脑科学教育所承载的现实而深远的意义。
八、“脑科学学科建设”的发展方向
“脑科学学科”教育的目标
首先我们要揭示大脑的奥秘，这是新世纪人类面临的最大挑战。生命是什么？“人活着”是怎么一回事？大脑如何思维？数不清的疑问浮现在人类的脑海中。人之所以成为万物之灵，有别于其它物种，是因为人类有极其复杂的大脑，它是千百万年进化的结晶。在过去的六亿年中，生物体通过进化产生出由大量神经元相互联结而形成的神经网络，解决了在不断变化的复杂环境中人脑如何处理各种复杂信息的问题。尤其是人的高级认知功能的高度发展，使得人类成为万物之首，具备了主宰世界的能力。科学研究发现，一个成人大脑重约3．3磅，体积1．5公升，脑内有上千亿个神经细胞，还有超过10——14个神经突触。大脑是生物体内结构和功能最复杂的组织，是接受外界信号、产生感觉、形成意识、进行逻辑思维、发出指令产生行为的指挥部，它掌管着人类每天的语言、思维、感觉、情绪、运动等高级活动。人脑也是极为精巧和完善的信息处理系统，是人体内外环境信息获得、存储、处理、加工和整合的中枢。
由于人脑的结构和功能极其复杂，需要从分子、细胞、系统、全脑和行为等不同层次进行研究和整合，才有可能揭示其奥秘。为此，世界各国投入了大量的人力和财力进行专门研究，美国把九十年代最后十年定为“脑的十年”，欧洲确定了“脑的二十年研究计划”，日本将21世纪视为“脑科学世纪”，脑科学的研究热潮遍布全球。科学家们提出了“认识脑、保护脑、创造脑”三大目标，人们相信脑科学的研究成果将为人类更好地了解自己、保护自己、防治脑疾病和开发大脑潜能等方面做出重要的贡献，“了解大脑、认识自身”是21世纪的科学面临的最大挑战。
这种挑战也正是教育所面临的重任，也是脑科学教育的目标，也称“教育目的”。中国现阶段的教育目标是培养青年、少年、儿童在品德、智力、体质等方面全面发展，成为有理想、有道德、有文化、有纪律的建设人才。通俗地说，就是将人培养成“四有”人才。而对于脑科学教育来说，脑科学的教育目标就更为具体，应该是通过“脑科学”的计划培养跨时代的创新性人才，在未来，主宰世界、改变世界、推动世界的就是具有“脑科学思维”的创新性人才，人才的产生需要训练健全有素的大脑，这就是脑科学教育的目标之一。
九、“脑科学学科建设”所包含的具体内容
“脑科学学科”教育的内容
我们在这里谈脑科学学科教育的内容，还是仅限于孩子生命的成长和培育这个范围来交流。所以会涉及到家庭教育、早期教育（潜能教育）、幼儿教育、中小学学能教育、应试教育（学校教育）、成长教育（社会教育）、艺术教育、感恩教育等等。而这一系列的教育看上去很能理解，仿佛我们都经历过，但在这“脑科学学科”的时代要想培养未来的国际大才，必须重新审视和看待当今的教育，甚至是变革的教育！
按照一个人从生命形成到成人的成长历程，我们应以脑科学的视角去定义和实施全新的教育——脑科学学科教育！在这里，我向大家汇报，全新脑科学学科教育一共分为三个部分：
第一部分：潜能开发（脑科学潜能教育）
潜能开发就是在孩子大脑发育关键期开发其本有的潜能，为下一阶段的智力训练（智能）打基础。
第二部分：智力训练（脑科学智能教育）
智力训练就是孩子在学习上所具备的能力，如“读、记、写、思、算”等，这些能力是奠定学科应用的基础，再到第三阶段时就会得心应手地解决学科问题。
第三部分：学科应用（脑科学学能应用）
学科应用强调的是“应用”，就是要做到将第一阶段、第二阶段的能力学以致用，学会对接到学科课本上，从而实现乐于学习、轻松学习、高效学习。
十、“脑科学学科建设”思想
1.“脑科学学科建设”是一项系统的课题，是一项教育突破的重大工程，是依从于脑科学、教育学、心理学、行为学及国学等相关交叉学科，综合而系统地训练每一个个体的潜能、智能与学能，完善链接家庭教育、素质教育及应试教育的桥梁，让“立德树人”的目标在“决胜考场”中升华，从而铸造智慧少年成为栋梁大才。
2.脑科学学科建设与应用课题是关于脑科学在家庭教育、素质教育、应试教育、学科探索及生命成长等诸多领域的理论及应用研究。主要通过各地脑科学学科实验基地进行落地推广和实施。
3.“脑科学学科建设与应用性研究”课题将脑科学学科理论思想及技术方法应用渗透到基础教育的全领域，为现有的教育体系做补充与完善，共同实现国民教育的全面升级！实验基地遵照课题标准开展以下教学研究实践：
1）积累案例数据和教学经验；
2）为脑科学学科事业培养、储备、输送人才；
3）开展在线教育；
4）组织脑科学宣讲团，走进社区和学校进行脑科学学科科普；
5）为当地政府提供教育科技支持，并承担学校合作，发展实验学校、实验机构、实验幼儿园；
6）推动脑科学学科向教育领域渗透，促进教育升级。
4.脑科学学科建设的五大体系
（1）家庭教育体系
本能教育：以培养学生的超强学习和创造本能为主要目的。强调激发潜意识的能量，突破心智障碍、清除负面情绪、重新编辑潜意识程序，以达到熟练驾驭潜意识。世界上绝大部分成功者都是擅于运用潜意识力量的人，通过不断地进行潜意识塑造，使自己的思维习惯和行为模式得到自我升级，进而可以利用潜意识去激发人体其他本能。让卓越成为习惯。本能类课程包括照相机记忆、高维数学、高维写作、心算、本能写作、本能美术、本能音乐、本能舞蹈、本能武术、本能演说等。
（2）潜能教育体系
一般的说，刚出生的婴儿是没有潜能的，有的话也是遗传遗留的、或者是胎教促成的。潜能被世人传得非常悬乎，说小孩有非常大的潜能，其实不然，潜能即是以往遗留、沉淀、储备的能量。如，人一生下来就要学走路，并且每天都在走路，到了18岁，即他18岁那年的脚走路的潜能就是自他学走路以来所沉淀下来的能量，曾经报道有人在逃命时跨越4米宽的悬崖，在某个环境下，人的潜能就会发挥出来。潜能，是一种对外界刺激感应很敏锐的东西；而且它一旦被唤醒之后，仍需不断的教育和鼓励，诚如有音乐、艺术天赋的人必须注意培养和坚持一样。否则，潜能和才能，会像鲜花一样，容易枯萎或凋零。
创造潜能——创造性不只是可以画一幅画或者会使用一种工具。做一顿晚餐是创造，侍弄花园也是创造。考虑如何让足球队战胜对手也需要有创造性。您可以当个想入非非的人，每天至少浮想联翩十次。您不妨做个试验，起床时继续想您的梦并把它作为日记记录下来。通过游戏发挥您的创造性，将用一根曲别针可以做出来的所有东西都记录下来，想法会不会超过十六种？好极了，这说明您也像灯泡的发明者爱迪生一样有创造性。
个人潜能——谁如果能够做到使自己的内心处于平和状态，那么他就可以比较充分地发挥个人的潜能。只有了解自己而且内心充实的人，才能达到充分发挥个人潜能的目的。经常检查对您来说什么是好的，什么是不好的事情。每天享受十分钟的安静，对自己进行评价，目的是对自己生活中积极和消极的事情有个更加清楚的认识。
社会潜能——社会潜能同个人潜能相反，也可以理解为组织能力，也可以理解为调动别人的积极性的能力，如果需要这样做的话。人与人之间的交往就是一种奇迹。每天，您都在有意识地这样做。您进了剧院，舞台就是建立社会关系的练习场地。如果一个聪明人和一个傻瓜在谈话，谁学到的东西更多？对这样的问题您应该经常考虑，您要学会多听别人的意见。
精神潜能——精神智慧的人，不会仅仅看到个人的和自己所在集团的利益。他不只是聪明，而且是明智的，个人的价值观给他以动力，您会对自然产生灵感，您会享受到阳光的照射和鸟儿的歌唱，您会发现儿童天真的本质并感受到什么是健康。如果您对自己的价值观是明确的，并采取相应的行动，那么您在精神方面就永远是有智慧的人。
身体潜能——躯体拥有自身的潜能。无论是演员、舞蹈演员，还是运动员，凡是靠体力工作的人都知道这一点，经常锻炼可以增强身体的潜能。为了使身体保持灵活，您应该经常跳舞，吃健康食品。使运动成为习惯，有二十一天的时间就足够了。那时您的身体就会自发产生有助于健康的锻炼要求。您便有了这方面的意识，您要学会，遵从自己身体的需要。
感觉潜能——多数人进食不辨味道，没有感觉，我们的鼻子有五百万个嗅觉感受器，我们的眼睛可以辨别八百万种色彩。应该尽可能把人体内潜在的五种丰富的感觉能力充分发挥出来。您可以经常进行有意识地锻炼，经常练习分辨大自然的声音，例如各种鸟儿的叫声。体验能使自己皮肤舒服的衣服。
计算潜能——许多人认为，计算能力是一种天才，这种看法是错误的。每个人都具备计算能力。这种能力需要被激发出来。好在所有数字都是只有十个数码演变来的。在您用袖珍计算机计算之前，先用脑子计算。伟大的数学天才就是这样锻炼自己的能力的。您不妨经常进行这样的计算，即工作占用多少时间、同家人在一起的时间是多少、睡觉和学习又用去了多少时间。您可以经常练习用脑子计算。在日常生活中多注意数字。例如数数在每个超级市场的收款台前有多少人在排队？货筐里有多少件商品？
空间潜能——空间才能就是看地图、组合各种形式以及使自己的身体正确通过空间的能力。舒麦加就是一位空间天才。在赛车道上，他能够驾驶时速为三百公里的法拉利赛车灵活地在其他F－1赛车之间穿行。调查表明，伦敦的出租汽车司机的脑子随着开车时间增加越来越好使，由于他们把城市的情况都储存在脑子里了。社会活动有助于一个人的空间潜能的发挥。
文字表达潜能——扩展您的文字财富。如果您开始时掌握一千个单词，哪怕每天只增加一个新的单词，那么一年后您的文字表达能力就会提高百分之四十。最好的办法是多看书、多练习写作。
艺术潜能——艺术潜能，指孩子的音乐和绘画天赋。培养的艺术潜能，要培养对审美要素的感受力。可以到大自然中感受现实生活中的色彩、线条、平衡、对称、节奏、韵律等美的要素。生动的、活的审美源泉，可以激发内在的艺术潜能。
（3）智能教育体系
技能教育：以培养学生的高效自主学习力为主要目标。强调训练提升学习技术、方法、策略，以达到左右脑协调平衡的全脑思维的综合素质教育系统。单纯的学校技能或方法不足以支撑全面学习和成长，通过科学、系统、规范的思维和行为模式训练，养成良好的学习和思维习惯，才能使学生轻松高效应对学业和日后的生活和工作。技能类课程包括高效记忆、高效阅读、思维导图、单词速记、智慧父母、家庭公约、专业演说等。
（4）学能应用体系
将学习能力应用到具体学科的学习中，以达到轻松应试、快乐学习。
（5）人生导航体系
智慧教育：以唤醒孩子终极智慧为目标的顶级教育模式。强调思想境界和灵魂维度的提升，教育的本质不是知识和能力的培养，而是智慧的生起。跳出原有的思维局限和认知层次，从更高的维度看待宇宙、看待世界、看待人生、看待生活、工作和学习，使得我们不再拥有烦恼、困惑和恐惧，直接洞悉事物的本质，从宇宙中获得无限的创造力，让生命绽放。
2023.10.11