脑科学与认知神经科学

脑科学与认知神经科学 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

脑科学与认知神经科学

内容提要：研究大脑，开发大脑，是世界各国科学家和学者所研究关注的热点问题之一，脑科学之所以受到各国科学家的积极关注，重点研究，是因为脑科学的研究，具有极为重要的意义，与现在科技创新密切相关。本文从“大脑脑科学我国的脑科学研究现状脑科学与现代科技创新”等四个方面研究脑科学在推动科技创新的重要意义。以介绍大脑的机能及大脑的运作程式为开始，通过“脑科学”“我国的脑科学研究现状”“脑科学与现代科技创新”来研究脑科学对现代科技创新的作用与意义。

关键词：大脑脑科学现代科技创新研究现状行动中枢思维中枢

大脑

大脑是人体最重要的生理器官，是人的行动中枢和思维中枢，是决定人是最高级动物最重要因素。大脑由约140亿个细胞构成，重约1400克，大脑皮层厚度约为2--3毫米，总面积约为2200平方厘米，据估计脑细胞每天要死亡约10万个（越不用脑，脑细胞死亡越多）。大脑又称端脑，脊椎动物脑的高级神经系统的主要部分，由左右两半球组成，在人类为脑的最大部分，是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的高级神经中枢。脊椎动物的端脑在胚胎时是神经管头端薄壁的膨起部分，以后发展成大脑两半球，主要包括大脑皮层和基底核两部分。大脑皮层是被覆在端脑表面的灰质、主要由神经元的胞体构成。皮层的深部由神经纤维形成的髓质或白质构成。髓质中又有灰质团块即基底核，纹状体是其中的主要部分。广义的大脑指小脑幕以上的全部脑结构，即端脑、间脑和部分中脑。

一个人的脑储存信息的容量相当于1万个藏书为1000万册的图书馆，最善于用脑的人，一生中也仅使用掉脑能力的10%。大脑分为左脑和右脑，左脑是知识司令，它的职责是以思维、分析思维、集中思维为主进行智力开发。左脑又可称为数学家的脑，右脑是创造司令，它的职责是以想象、直觉思维、扩散思维为主进行智力开发，右脑又可称为艺术家的脑，但是这种把左脑和右脑分开，功能明确划分并不准确，因为连接着左脑和右脑的是由大约几亿条神经纤维组成的胼胝体进行连接的，左脑和右脑在不断地相互交流传递信息大脑是个完整的不可分割的整体大脑主要包括左、右大脑半球，是中枢神经系统的最高级部分。

人类的大脑是在长期进化过程中发展起来的思维和意识的器官。大脑半球的外形和分叶左、右大脑半球由胼胝体相连。半球内的腔隙称为侧脑室，它们借室间孔与第三脑室相通。每个半球有三个面，即膨隆的背外侧面，垂直的内侧面和凹凸不平的底面。背外侧面与内侧面以上缘为界，背外侧面与底面以下缘为界。半球表面凹凸不平，布满深浅不同的沟和裂，沟裂之间的隆起称为脑回。背外侧面的主要沟裂有：中央沟从上缘近中点斜向前下方；大脑外侧裂起自半球底面，转至外侧面由前下方斜向后上方。在半球的内侧面有顶枕裂从后上方斜向前下方；距状裂由后部向前连顶枕裂，向后达枕极附近。这些沟裂将大脑半球分为五个叶：即中央沟以前、外侧裂以上的额叶；外侧裂以下的颞叶；顶枕裂后方的枕叶以及外侧裂上方、中央沟与顶枕裂之间的顶叶；以及深藏在外侧裂里的脑岛。另外，以中央沟为界，在中央沟与中央前沟之间为中央前回；中央沟与中央后沟之间为中央后回。

大脑通过神经原之间的电流交流，提取相同信息来完成思考。大脑的复杂结构，成就了大脑行动中枢和思维中枢的地位，同时，以大脑为研究对象的学科渐渐得到社会的重视。

脑科学

脑科学，狭义的讲就是神经科学，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整合作用而进行的研究。广义的定义是研究脑的结构和功能的科学，还包括认知神经科学等。研究大脑，开发大脑，是世界各国科学家和学者所研究关注的热点问题之一，脑科学之所以受到各国科学家的积极关注，重点研究，是因为脑科学的研究，具有极为重要的意义。首先，了解大脑工作的原理，为制作仿造人脑的高水平电脑提供科学依据。其次，治疗大脑疾病，提高人们的生活质量，因为脑是心理产生的器官，如果这个器官出了问题，人的心理或行为就会出现异常。例如：健忘、痴呆、智力低下、精神异常等。

神经科学的最终目的是在于阐明人类大脑的结构与功能，以及人类行为与心理活动的物质基础，在各个水平（层次）上阐明其机制，增进人类神经活动的效率，提高对神经系统疾患的预防、诊断、治疗服务水平。通常采取的研究方法有：解剖学方法（采用通常的组织染色方法可以在光学显微镜下观察神经系统各种组织的细胞结构，即神经元的不同形态，以及它们间连接的一般情况。运用电子显微镜可以进一步了解神经元和突触的精细结构。）生理学方法：（运用微电极细胞外记录、细胞内记录技术对单个神经元活动分析。近年来，片膜钳技术对离子通道进行深入的研究。）分子生物学方法（包括重组DNA技术：分析离子通道蛋白的结构和功能、生理特性和应用单克隆抗体和遗传突变体。）以及系统生物学方法（基因表达调控系统生物学采用实验、计算与工程的系统论方法，成为脑科学研究的发展现代趋势。）

世界各国普遍重视脑科学研究，美国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”。1995年夏，国际脑研究组织IBRO在日本京都举办的第四届世界神经科学大会上提议把下一世纪（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。日本推出了“脑科学时代”计划纲要。中国提出了“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”。

我国的脑科学研究现状

2011年5月15日，中国教育学会脑科学与教育研究分会成立。在当天举行的成立大会上，教育部原副部长、中国工程院院士韦钰讲话指出：“5岁之前不要背诗，背了也记不住。”形象地描绘了脑科学与教育学研究之间的紧密关系。

中国教育学会脑科学与教育研究分会将致力于推动脑科学、认知科学等多个学科的交叉和协作，开展面向教育重要现实问题的脑科学研究、脑科学与教育相关的国内外学术交流等，期待能揭示我国儿童青少年心理发展、学习与教育的规律，提升我国国民的心理健康意识和教育综合素质。中国教育学会脑科学与教育研究分会的成立促进了我国脑科学研究的发展，也推动了中国的脑科学与国际交流的力度。2011年11月18日，美国国际数据集团（IDG）与北京师范大学签署捐建协议，成立北京师范大学-IDG/麦戈文脑科学研究院（IMIBR-BNU）。IDG创始人兼董事长、麻省理工学院（MIT）麦戈文人脑研究院创始人麦戈文（PatrickMcGovern）与北京师范大学党委书记、教育基金会理事长刘川生、北京师范大学校长钟秉林共同签署捐建协议。教育部副部长郝平出席了签约仪式，并为研究院揭牌。