A. 世界大腦組織是做什麼的
世界大腦組織(World Brain Organization,縮寫WBO),是全球著名的大腦神經科學研究、科普以及大腦文化運動推動的NGO組織機構。世界大腦組織總部現設在英國倫敦,在英國、瑞典、美國、法國、中國、德國、瑞士、日本等40多個國家和地區設有分支機構。世界大腦組織旨在通過大腦科學和大腦運動文化促進各個國家之間的大腦科研機構及文化機構間的合作及交流,對大腦神經學研究和發展做出貢獻。世界大腦組織致力於普及科學的用腦方式,讓更多人「了解大腦,認識自身」。
基本信息
中文名:世界大腦組織
英文名:World Brain Organization
簡稱:WBO
起源地:英國倫敦
組織形式:Non-Governmental Organizations
宗旨
認識腦、保護腦、創造腦
組織標志
世界大腦組織的標志圖形是一個原子連接的大腦圖樣,寓意人類社會的智慧文明是由每一個獨立個體的智慧結晶構成的,智慧結晶不斷的交流和傳播,編織著人類智慧文明的未來。
組織機構
世界大腦精英組織(World Brain Elite Organization,簡稱WBEO)是世界大腦組織(World Brain Organization)的對外文化推廣和價值傳播機構,同時WBEO也是世界大腦組織官方下屬的資質認證和證書簽發機構, WBEO發布的認證體系,包括對個人和組織的專業認證及榮譽頒發等,均代表了世界大腦組織的權威認可。
背景介紹
二十一世紀人類面臨的最大挑戰之一是揭示大腦的奧秘。人之所以成為萬物之靈,有別於其它物種,是因為人類有極其復雜的大腦,它是千百萬年進化的結晶。在過去的六億年中,生物體通過進化產生出由大量神經元相互聯結而形成的神經網路,解決了在不斷變化的復雜環境中人腦如何處理各種復雜信息的問題。尤其是人的高級認知功能的高度發展,使得人類成為萬物之首,具備了主宰世界的能力。科學研究發現,一個成人大腦重約3.3磅,體積1.5公升,腦內有上千億個神經細胞,還有超過10^14個神經突觸。大腦是生物體內結構和功能最復雜的組織,是接受外界信號、產生感覺、形成意識、進行邏輯思維、發出指令產生行為的指揮部,它掌管著人類每天的語言、思維、感覺、情緒、運動等高級活動。人腦也是極為精巧和完善的信息處理系統,是人體內外環境信息獲得、存儲、處理、加工和整合的中樞。
由於人腦的結構和功能極其復雜,需要從分子、細胞、系統、全腦和行為等不同層次進行研究和整合,才有可能揭示其奧秘。為此,世界各國投入了大量的人力和財力進行專門研究,美國把九十年代最後十年定為「腦的十年」,歐洲確定了「腦的二十年研究計劃」,日本將21世紀視為「腦科學世紀」,腦科學的研究熱潮遍布全球。科學家們提出了「認識腦、保護腦、創造腦」三大目標,人們相信腦科學的研究成果將為人類更好地了解自己、保護自己、防治腦疾病和開發大腦潛能等方面做出重要的貢獻,「了解大腦、認識自身」是21世紀的科學面臨的最大挑戰。
人類大腦計劃
曼哈頓計劃、阿波羅登月計劃和人類基因組計劃是劃時代的三大科學工程,它們給整個人類社會帶來了深遠的影響。科學家認為,人類大腦計劃是人類基因組計劃後最宏大的研究項目。理解大腦的運轉機制,是人類與科學面臨的最偉大的挑戰之一。
作為21世紀國際性的科研大計劃,人類大腦計劃在「人類基因組計劃」後被世界各國科學家提上了議程,目的是解決目前神經科學所面臨的海量數據問題,從基因到行為各個水平加深人類對大腦的理解,達到「認識腦、保護腦和創造腦」的目標。
日本
1996年制定為期二十年的「腦科學時代——腦科學研究推進計劃」
了解腦——闡明腦功能
– 闡明產生感知、情感和意識的腦區結構和功能(功能定位、認知、運動、情感、學習,思維、直覺、自我意識)
– 闡明腦通訊功能(語言信息在腦神經網路中表達的機制,人類獲得語言能力的過程、語言、思想和智力之間的關系)
保護腦——征服腦疾患
– 控制腦發育和衰老過程(識別與發育及腦分化相關的基因家族、發展調節腦發育和分化的技術手段,促進人類大腦健康發育和防止發育異常,控制人腦衰老)
– 神經性精神性疾病的康復和預防(葯物成癮、修復受損腦組織、單內因性疾病的發病機制、神經組織移植和基因療法,老年性痴呆、帕金森氏病、精神分裂症的治療和預防的方法)
創造腦——開發腦型計算機
– 發展腦型器件和結構(具有學習和記憶能力的神經元晶元、智力認知功能,具有智力、情感和意識的腦型計算機)
– 腦型信息產生和處理系統的設計和開發(支持人類機能的機器人系統)
日本大腦研究計劃主要是通過對狨猴大腦的研究來加快人類大腦疾病,如老年性痴呆和精神分裂症的研究。2014年9月,日本科學家宣布了大腦研究計劃的首席科學家和組織模式。
美國
美國腦計劃「BRAIN Initiative」:美國「腦計劃」於2013年公布——推進創新神經技術腦研究計劃,擬在10年時間內用30億美元資助美國腦研究,通過繪制大腦工作狀態下的神經細胞及神經網路的活動圖譜,揭示腦的工作原理和腦疾病發生機制,發展人工智慧,推動相關領域和產業的發展。
歐盟
歐盟腦計劃「HBP」:2013年,歐盟委員會宣布將「人腦工程」列入「未來新興技術旗艦計劃」,力圖集合多方力量,為基於信息通信技術的新型腦研究模式奠定基礎,加速腦科學研究成果轉化。該計劃被認為是目前世界最先進的腦科學大型研究計劃,由瑞士洛桑理工學院統籌協調,歐盟130家有關科研機構組成,預算12億歐元,預期研究期限10年,旨在深入研究和理解人類大腦的運作機理,在大量科研數據和知識積累的基礎上,開發出新的前沿醫學和信息技術。
中國
中國腦科學研究雖然起步較晚,但卻受到極高的重視,2014年3月召開的香山科學會議專門探討了中國腦科學研究計劃的目標、任務和可行性,經多次論證,2016年3月發布的「十三五」規劃綱要將「腦科學與類腦研究」列為「科技創新2030—重大項目」,也被稱為中國「腦計劃」。
中國「腦計劃」分兩個方向:以探索大腦秘密、攻克大腦疾病為導向的腦科學研究和以建立和發展人工智慧技術為導向的類腦研究。中國科學院上海神經科學研究所所長蒲慕明認為,與歐美、日本的「腦計劃」相比,中國「腦計劃」更為全面。各領域科學家提出了「一體兩翼」的布局建議,即以研究腦認知的神經原理為「主體」,研發腦重大疾病診治新手段和腦機智能新技術為「兩翼」。目標是在未來15年內,在腦科學、腦疾病早期診斷與干預、類腦智能器件三個前沿領域取得國際領先的成果。
開展中國特色的人類腦計劃與神經信息學研究,無疑將大大加深人類對大腦的認識和自身的認識。可以預料,像人類基因組計劃一樣,在國家的支持下,引進新的科研協作和風險投資運行模式,通過國內本領域的專家齊心協力、聯合攻關,以開放的新模式吸納社會資源,從研究、產業等幾個方面同時啟動,必將會極大推動人類對自身的認識,造福全人類。
社會影響
世界大腦組織在全球腦神經科學領域有廣泛的知名度,同時世界大腦組織也是全球大腦運動文化的主要發起者,對腦科學的傳播起到了非常重要的作用,在全球大腦運動中有很深的影響力。
B. 87 腦科學研究成果
今天我們要聊一聊人類的腦科學研究成果。大腦的基本單位是神經細胞,被稱為「神經元」。每一個神經元都有一條長長的、尾巴一般的「軸突」。軸突又叫做輸出神經纖維,其作用是把某一神經元發出的能量或神經沖動傳遞給其他的神經元。神經元上有很多像枝幹一樣的物質,我們稱其為「樹突」,它們是接收從其他神經元傳入信息的輸入神經纖維。樹突生長出多個分支,形成像樹杈一樣的東西,這種樹杈會不斷發展,進而長出繁茂的分支,我們稱其為「樹突樹」。樹突樹則負責接收來自其他神經元的信號。
在嬰兒探索世界的過程當中,他所獲得的經驗和體驗,在大腦中表現為神經元之間相互連接的結構,我們稱其為「突觸」。突觸的形成和增多,代表嬰幼兒頭腦當對與不同時間和經驗產生的相互連接和交互作用。
當一個突觸在嬰幼兒的生活中被反復利用時,這個神經迴路將會得到強化或者是保護,並成為大腦永久迴路的一部分。
在剛出生的時候,人類大腦當中的突觸還很少,隨著個體經歷的增多,突觸的數量會逐漸增多。從這個角度出發,我們認為,早期的經驗和學習能為嬰幼兒的成長和學習帶來巨大的影響。
在頭幾年的時候,嬰幼兒大腦中產生的突觸數量大約是實際所需的兩倍左右。2歲時,學步兒腦中的突觸數量與成人的數量相差無幾。到3歲時,兒童頭腦中的突觸數量成長為成年人的兩倍。這種兩倍的差異量一直會維持到兒童10歲左右,即小學時期。進入到青少年時期之後,大約有一半的突觸都會被丟棄或是被修剪掉,這屬於大腦的「修剪」功能,大腦會通過修剪,有選擇的淘汰那些無用的突觸,就像是電腦安全衛士清理內存空間一般。
此時,一個好玩的問題就出現了——大腦到底是如何知道哪一些突出應該被保留,而哪一些需要被修剪或者是拋棄呢?
原因在於,只有不斷被重復或者是加強的特殊神經通路,才會表現出被保護、不受拋棄和修剪的狀態,好比支付寶螞蟻森林中加上了保護罩的大樹,別人無法靠近分毫,偷取能量。相反的,那些和嬰幼兒本身無法產生進一步聯結,沒有辦法被反復強化的神經通路則會被修剪掉。
此外,這種修剪功能也並不像早期大腦研究所認為的那樣,簡單遵循「用進廢退」的原則。因為,雖然長時間未被使用的突觸暫時被修剪掉了,但是其神經元仍舊會保存完好,這樣就為日後我們重新學習、再次獲取這種經驗和技能做好了准備。
舉例而言,初生嬰兒在剛出母胎之際,他們其實還是保留有游泳的技能的。但是如果我們在孩子出生之後沒有強化他這種技能,其往後的游泳技能就需要重新來學習了,但是學起來相比於其他之前沒接觸過的知識和技能要容易的多。
早期的腦科學理論,認為大腦就像是一塊海綿。當我們把一個孩子放在一個有豐富刺激的環境當中時,他的大腦就會像海綿一樣本能地吸收足夠多的養分和水分,然後一個茁壯地成長。但在結合了我們如上所提到的理論之後,我們了解到兩個需要關注的要點:
第一,孩子所學的知識和內容必須是和他們自身相關的。因而這種與其自身的相關性會讓神經元之間產生出相互連接的結構,形成突觸。
第二,只有一個神經迴路被反復多次地不斷利用和強化,最終才可以形成一個相對比較穩定的、被保護的、不會被修剪掉的神經迴路。其外化的表現形式就是幼兒會形成一種相對穩定的技能,或者是經驗。
舉例來說,初生嬰兒在吃第一口母乳的時候會長大嘴巴進行吮吸。隨著哺乳經歷增多,嬰兒會逐漸將嘴巴張開的程度調整為合適的大小,以適應母親的乳頭。
從大腦的發育角度來講,成人的腦重約為1.6千克,新生兒的腦中僅僅只是成人的四分之一。3歲兒童的腦重約為成人的90%,而6歲兒童的腦部大小就幾乎接近成人了。
新生兒腦中神經元(即腦細胞)的數量是固定不變的,它不會隨著年齡的增長而增長。其中變化的是神經元之間的連接數量會不斷的增加,也就是我們所講的突觸會不斷的增多。
上文我們提到,在應對大腦的修剪功能時,有一些神經迴路有自我保護的功能。這種自我保護的功能,叫做大腦的髓鞘化。
大腦的髓鞘化指的是一種神經元被髓磷脂包裹並隔離神經纖維的過程。髓鞘化使得嬰兒出生之後,其大腦的尺寸得以迅速地增加。對神經迴路的保護作用體現在,因為有了隨鞘化的外殼,神經纖維能夠更好地傳遞電脈沖信號,形成突觸,從而就幫助個體建立了更為穩定的學習鏈接。
在一歲前大腦發育主要是神經纖維的髓鞘化,以及神經纖維不斷延伸或生長為樹突樹的過程。除此之外,大腦中的神經元會四處活動,最終根據功能被分化。有的神經元會運動到大腦的表層,即形成大腦皮質。而另外一些神經元則會運動到大腦皮質下層。
當嬰兒出生時,大腦皮質下層就已經發育完全,這一部位負責調節大多數的反射行為,以及像呼吸和心率等基本的生命活動。伴隨著腦的不斷發育,大腦皮質中的細胞也越來越成熟,相互之間的鏈接也不斷增多,大腦的發展順序也經歷了由後向前,沿枕葉到兩側顳葉,再到頂葉,最終到達額葉的順序。最終位於大腦額葉的前額皮質將負責復雜的運動運動技能以及向認知和語言等高級的思維過程。這個時候,大腦才算基本發育成熟。