大脑是人体最重要、最复杂的器官，一个健康的大脑有利于我们的智力发育、睡眠安稳以及情绪稳定。尤其是新冠疫情之后，隔离、失业等一系列原因造成全球精神障碍疾病的负担急剧加重，2020年全球抑郁症患者增幅超27%。历史上，著名的物理学家牛顿，作曲家贝多芬、舒曼，文学家歌德、狄更斯，画家梵高、政治家戴高乐等，均被诊断出患抑郁症，那么抑郁症是怎样形成的？抑郁症又是如何影响睡眠？抑郁症与孤独症是否存在联系？孤独症患者是否拥有超高智力等等。

要回答这些问题，涉及很多神经科学领域的知识。为提高大众对神经科学的了解，中国科学院院士、美国科学院外籍院士、中科院脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任、上海脑科学与类脑研究中心主任蒲慕明院士长期致力于脑智科普工作。蒲院士是国际著名的神经生物学家和生物物理学家，对脑智发育领域有着深入的见解，蒲院士将脑科学未来的发展方向高度凝练为理解大脑、模拟大脑以及脑疾病的诊断与治疗，三者共同组成中国脑计划“一体两翼”的结构。

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一、理解大脑的基础

大脑是神经系统中最高级的部分，内部含有丰富的神经纤维以及由神经纤维组成的复杂网络，大脑也因此产生了复杂的意识，主要反映在对外界事物的复杂感知、复杂的自我认知以及不同状态下的感知意识。

拿我们最熟悉的睡眠举例，蒲慕明院士说到大脑众多神经网络被激活时，人们就会呈现清醒的意识态，而神经网络被抑制时，人们就会呈现出睡眠态。睡眠分为深度睡眠（非动眼睡眠，NREM）阶段和清醒态睡眠（动眼睡眠，REM）阶段，相信很多人对此并不陌生，因为当下有很多人会在睡眠的时候佩戴电子手环记录睡眠阶段，而怎样通过睡眠阶段来理解大脑？蒲慕明院士是这样解释的。NREM到REM的一个周期是90min，且REM的时间会随着睡眠时间增加而加长，所以REM通常是大脑进入清醒态必经的途径，也因此，清醒之前人们常常是在做梦的，人们常说的“鬼压床”也都发生在这个阶段。那么我们又该如何通过做梦来理解大脑呢？蒲慕明院士提到，做梦是储存有意义记忆以及清除无意义记忆的过程，因此做梦有利于大脑的智力发育，婴幼儿时期和青少年时期是智力发育的黄金阶段，家长应该保证自己的孩子在这个时期有充足的睡眠时间。大脑结构十分复杂，因此理解大脑，研究大脑结构与功能的关系是脑科学未来发展的关键基础。

二、模拟大脑的信息

近年来，人工智能一直是科学家们研究的热门领域，而人们对“智能”的定义一直是模糊不清的，1950年科学家艾伦·麦席森·图灵提出了著名的图灵测试——如果一台机器能够与人类展开对话而不能被辨别出机器身份，那么称这台机器是智能的，最近席卷各大网站头条的Chat GPT也能被判断为智能，那么我们能说它拥有人类的思想和意识吗？答案是否定的。

蒲慕明院士指出，机器没有人类的神经网络系统，因此不可能复制出人类的意识，但是人类的意识可以被提取，这也是脑机接口研究方向的基础。由于马斯克成功将猴子大脑中提取的信息用来玩游戏，人们也因此对脑机接口产生了遐想，比如是否可以通过解码大脑信息控制假肢？是否能将脑机接口记录的语言区信息一一对应想说的话或者字？这样患失语症的人群不用发言也可以通过解码让机器说出来。脑机接口是全世界都很关注的领域，但是要实现脑机接口需要大量的算法数据，这是对人工智能领域的一个巨大挑战。

三、诊疗大脑的疾病

当下社会，神经以及精神类疾病覆盖了各个年龄段的人群，比如儿童孤独症是一种非常具有广泛性、多样性的发育障碍类疾病，发病大都在婴幼儿时期，而青少年的抑郁问题更是极为严重，2020年的青少年调查检测发现，青少年抑郁障碍为24%，是成年人的4倍，老年人群中高发的阿尔兹海默症（Alzheimer’s Disease,AD）也是最常见的痴呆症，因此脑科学研究任重而道远。

蒲慕明院士指出，脑科学研究的一项重大应用就是为健康服务，他在视频中讲解由浅入深，通俗易懂，从诊断方法、药物治疗、物理干预等不同方面对孤独症、抑郁症、老年痴呆症等一系列神经疾病作出了详细科普，比如大脑在学习的过程中能够形成短期和长期两种不同类型的记忆，不同的记忆分别储存在大脑神经网络的不同突触中，而癫痫、AD就涉及到异常的记忆的储存与提取。

如对脑认知、脑机接口或者脑疾病有更多兴趣，请浏览蒲慕明院士的官方主页。

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