大脑的奥秘（4）

第六，普通人群认知能力随年龄变化的曲线。

对大多数正常人来讲，认知能力在45岁左右会出现一个下降期，到老了以后会比较稳定。所以七八十岁的老同志记忆力下降是很正常的。

第七，中年人脑健康的常见问题。

英国、法国在2018年发表的持续20年的调查结果显示，男性和女性的智力最早从45岁开始下降。该研究还指出，痴呆等疾病被认为需要至少20年到30年的演变过程，但是通过保持健康生活方式和良好的心脏健康状态，可以推迟疾病的发生。

（二）健康用脑的建议

第一，改善睡眠：高质量的睡眠有助于大脑健康。第二，保持心脏健康，防止高血压、高胆固醇和糖尿病的发生。第三，锻炼身体：有氧运动对大脑健康大有好处。第四，健康饮食：适度吃肉，多吃坚果、蔬菜和橄榄油。第五，积极社交：参加社交活动，多与朋友交谈。第六，勤用脑但不要持续长时间用脑：读书、写信、学习新的知识。

五、脑科学相关产业的展望

第一，脑功能评测与脑健康检查。

首先，我们每年都体检，检查各项功能指标，但是却不检查人脑的功能。如果等到发现大脑出了问题，那就没法逆转了。所以我们正在研究一个检测正常人脑功能的工具。以前是量表，就是做问答题。但做问答题不管用，因为被试者可以做假、对抗，所以现在我们就把它隐藏在游戏里面，希望能够把正常人的脑功能检测出来。

其次，脑功能检测工作对军事也有很大的潜在用途。美军从1917年开始就用这种心理测试、智能测试来进行分类。他们以前针对每个个体，现在针对一个团体进行分类测试。美军选择了初创、发展、成熟这些阶段，第一阶段评测的结果是基本合格、不合格；第二阶段就会知道这个人是否适合在一般部队服役；第三阶段就要甄别更特殊的人群，比如这个人是否适合当潜艇兵、特种兵等。

第二，脑疾病诊断干预手段及药物研发。

一是脑疾病诊断。脑疾病诊断是一个非常大的市场。二是脑疾病干预，主要是物理干预，包括深部脑电刺激（DBS）、经颅磁刺激（TMS）、经颅直流电刺激（TDCS）。三是脑疾病药物开发。遗憾的是，脑疾病药物开发几十年，成功的很少，90%以上都失败了，一个很重要的原因是没有合适的模型。以前药物开发都是用小白鼠。但是小白鼠和人类相差太远了，小白鼠不得脑疾病，不得帕金森症，甚至连癌症也很少得。正常小白鼠的生命周期是72个月，在自然界小白鼠只有很少的机会得淋巴癌，其他癌症它是不得的。这些复杂的疾病，小白鼠根本不能反映出来，所以我们研发的药物大都失败了。目前，我们正在研发非人灵长类的疾病模型，有望为神经疾病药物开发带来新的曙光。

第三，脑机交互技术相关产业。

脑机接口最简单的应用就是帮助残疾人做神经义肢。一个人的脊髓受到伤害后不能动，那么把他关于运动的脑信号提取出来，利用这些信号驱动机械臂来喝水，这种系统现在已被开发出来。但是这种系统需要把电极植入大脑，或者在脑膜外面放置一层探针，才能把脑信号提取出来。现在很多研究机构都在做基于脑机接口的神经康复，也叫主动康复。康复医院里面的病人50%以上跟脑疾病有关，而目前中国的很多康复医院只能起到照料作用，并没有能力帮助病人康复。那么现在我们就有主动康复技术来帮助病人康复，就是利用电极让信号进行脑内刺激。外边有个机器帮助病人伸手，同时刺激他的大脑，让他以为手伸出来就是由他自己的大脑控制的，让他建立信心，然后不断进行反馈训练，这样就能帮助他恢复控制功能。

第四，服务机器人。

不同服务机器人的功能有很大不同，服务机器人从事个性化服务，每一种都不一样。大家觉得服务机器人离我们很遥远，其实服务机器人已经来到我们身边。比如，中国东方航空公司就已经开始启用迎宾服务机器人“东东”。这个机器人非常智能：我和它对话，它可以认出我是个男的，所以它叫我哥哥。我逗它一下，我说你生病了吗？它说没有。我问它我的登机口在哪里？它说你要把航班号告诉它，它才知道我的登机口在哪里。这个迎宾机器人是有比较高的智能的。

还有就是餐厅机器人，由于人工费用越来越高，所以餐厅机器人将来会应用得很广泛。机器人端茶送水上菜都没有问题，因为它配备了很好的传感器。但餐厅机器人目前最大的问题是它只会上菜、端盘子，不会收盘子，这就意义不大了，还要找人收盘子。这说明目前的餐厅机器人智能还不够，至少自主控制精细运动的能力是不够的。如果机器人能够自己收盘子，那应用群体就非常大了，我相信将来会实现这一点。

服务机器人将会广泛进入我们的生活。美国已将养老机器人作为阿尔兹海默症病人的一个医保项目。这种机器人可以为老人定时送药。而现在最关键的是研发护理机器人，这种机器人能够帮助病人翻身，可以把他抬下病床，帮他上轮椅，帮他洗澡等。我们国内有陪伴机器人，在养老院能跟老人聊聊天。

第五，新一代神经形态芯片。

现在AI芯片（深度学习加速芯片）很火，AI芯片做得较好的厂商有国外的英伟达、英特尔等公司；国内的代表有寒武纪（NPU）、比特大陆（SOPHON）、百度（XPU）等。目前AI芯片只能叫深度学习加速芯片，因为它只能帮助我们深度学习，快速传输数据。现在主流研究的是神经形态芯片，代表性的产品是忆阻器，忆阻器芯片是2008年研制成功的。目前中国的研发水平只属于第三梯队，所以我们在努力追赶当今成熟、先进技术的同时，也不能放松对下一代颠覆性技术的关注和投入。

第六，群体智能的研发与应用。

当下新的人工智能发展方向是群体智能。以前我们的人工智能，包括机器人，都是个体的，现在发展到很多个，是受生物群体的启发。比如蜜蜂群体是一个“蜜蜂社会”，各项活动都井井有条，这表明群体进化比个体进化有优势。生物群体研究指出：生物群体至少有两个类型，一种群体叫做有等级的群体，就是有类似蜂王的群体。第二种是无等级的群体，比如鱼群是没有等级的，根据这个原理就可以做出机器人的情景智能。现在比较常见的就是无人机的群体智能，无人机使用蜂群战术比单个飞机具有很大优势。我们可以派无人机群进行群体侦察、群体打击以及群体干扰。在民用领域也一样，我们现在的机器人只能做一件事情，如果机器人要做几件事情，组成一个团队肯定更好。现在的民用集群机器人还处在表演阶段，并没有进入实用阶段，但我相信机器人的群体智能是下一个发展方向。

六、脑科学研究的国际竞争态势

第一，美国脑计划。

美国脑计划是奥巴马政府提出来的，于2013年开始实施。它的关键目标是为探索脑内细胞与环路在思维过程中的实时相互作用开发新技术，以期解析脑功能与行为的复杂关系。它的终极目标是深入理解心智的内在原理，提高脑疾病的治疗与诊断水平。

第二，欧盟脑计划。

欧盟脑计划于2013年1月启动，旨在获得脑神经网络活动信息，利用超级计算机来模拟人脑。它的目标是：建立和运行欧洲脑科学、认知神经科学和脑启发科学的研究架构；收集、组织与传播关于脑与脑疾病的数据；运用超级计算机模拟脑结构与功能；建立脑的多尺度支架理论与模型；开发脑启发计算。

第三，日本脑计划。

日本脑计划于2014年6月启动，总体目标是建立绒猴的脑图谱，为掌握大脑的工作原理以及神经疾病的治疗提供基础。它的具体目标是：发展绒猴为神经科学模式生物；构建多尺度的绒猴脑图谱；发展试验新技术；建立脑疾病的转基因动物，并整合转化成果；与全球的脑计划合作，共享技术与资源。

第四，中国的脑科学研究现状。

中国脑计划还在筹划中，但中国的科学家很早就关注到美国和欧盟的脑计划。2013年5月，美国、欧盟提出脑计划后，时任国务院副总理刘延东即批示科技部、中科院、教育部、基金委组织了多次研讨。2014年3月至11月，由科技部会同各部委组织了脑科学、类脑智能、脑疾病等多次专题研讨会，制订了发展战略，细化了具体方案。2015年3月，中国脑计划专家组向刘延东汇报了“脑科学与类脑研究”专项筹划过程和内容。2016年5月，习近平总书记在全国科技创新大会上指出，脑连接图谱研究是认知脑功能并进而探讨意识本质的科学前沿，这方面探索不仅有重要科学意义，而且对脑疾病防治、智能技术发展也具有引导作用。

中国的脑科学研究比较全面，以揭示脑认知原理为主体，同时有三个应用方向：一是用脑功能解析来驱动与认知障碍相关的重大脑疾病诊治；二是用于帮助儿童和青少年的脑智开发；三是用脑机融合的方法来推动内脑智能技术的发展。

第五，全脑介观神经联接图谱国际合作计划。

人类的基因有基因图谱，人脑也要建立图谱。人脑图谱，是神经科学的基础。介观图谱就是将每个细胞的联接方式搞清楚。现在全球的科学家正在合作进行这项研究，并召开了多次研讨会。

探索脑的奥秘是人类认识自然、认识自身的重大挑战。通过脑科学研究促进人的创新能力发展，提升人民健康水平，是国家重大需求；社会各界对脑科学研究可能带来的技术创新和新兴产业发展有着重大期待。我们应抓住机遇，积极筹划，尽快启动 “中国脑科学计划”及“全脑介观神经联接图谱国际合作计划”，参与国际竞争，抢占战略制高点，实现跨越式发展。

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（责任编辑：李颖）