本文来自微信民众号：作育（ID：xingshu100），演讲者：王征（中国科学院神经所脑成像组组长、研究员）

2019年，埃隆·马斯克宣布Neurolink的脑机接口手艺时，曾让众人恐惧一时。但现实上类似的底层手艺在科研和临床中早已最先探索应用。

我们约请中科院神经所脑成像组组长、研究员王征先容，Neurolink所涉及到的神经调控手艺已经发展到什么水平，以及我们应该若何去应用这项手艺。

王征是一位有趣的科学家：他带着自己大脑的1:1模子走上作为演讲开场白，像是一场未来科幻片中场景，我与我的大脑，同在一起。

接着他从百多年前人类对大脑的探索讲起，用生动的实例科普了：

神经调控手艺到底有多神奇，我们现在已经可以在多大水平上主观调控大脑？

这项手艺能让我们彻底从人性的痛苦和无能中解脱吗？

王征在演讲中有两个例子异常有趣、令人印象深刻：

一是用来减肥的缩胃术。许多人以为这只是外科手术，怎么就和大脑扯上了关系？实在大脑是不知道你的胃有多大的，是胃卖力传送信号到大脑内里去，固然这个信号存在延迟，于是你总是容易吃撑。王征希望能够找到通报这种信号的细菌，这样在未来不需要做手术，靠调治这种信号就能实现少吃和减肥乐成。

二是经颅电刺激手段短期内提升人的影象力。展望一下，未来学生们在考试前，是否只需要去电一电对应的神经系统，就可以所有记着这些知识点？

以下为王征演讲全文：

我手上拿着的这个模子，就是人类的大脑，而且是我自己大脑的1:1模子比例，是我的学生在教师节的时刻送给我的礼物。

王征带着他的大脑1：1模子登上作育舞台

大脑，跟其他身体其他的器官不一样，最大的区别是差别的脑功区的异质性异常高。异质性意味着大脑的各个区域都卖力执行差别的功效（人身体其他器官鲜少存在差别分区执行差别功效的特质），而异质性异常高，就是指图上这种，大脑每个异常细的网格，彼此之间的的功效分区都差别，我们把这种网格叫作大脑的舆图，脑图谱。

大脑差别的脑功效区异质性异常高

人类关于大脑舆图的探索，现实上从100多年前就最先了。

1909年的时刻，有一个叫Brodmann的人，他对全脑举行差别功效的划分。

脑图谱

已往的100年，随着科学手艺发展，关于大脑差别功效分区、我们对自身大脑的明白，也不停在发生演变。究竟大脑的外面还长着脑壳，以是某种意义上来讲，头盖骨阻碍了人类领会自身的秘密。

这里给人人先容的是磁共振成像手艺。它在现在的三甲医院是标配，行使磁共振成像手艺，可以对全脑险些所有部位举行无损无创的成像，利便医生去做临床诊断。

磁共振成像手艺

现实上，这项手艺的降生，先后有七项诺贝尔奖跟它有关系，缺少其中任何一项都可能导致这项手艺不为人类所用。在基础科研领域，这项手艺也在帮助我们研究大脑图谱。

这张图就是我们实验室行使磁共振成像手艺，去获取我们说的“大脑的高速公路”的图像。这些彩色的像纤维一样的器械，就是毗邻差别脑区的神经纤维束。

那么除了探索大脑秘密的基础科研领域之外，我们研究脑图谱有没有什么详细的用途？

我给人人分享几个可以对照直观明白的例子。

这是我们互助的一个课题，复旦大学隶属华山医院神经外科吴劲松主任，他们在临床中行使脑图谱连系电心理等手艺，来共同对肿瘤举行定位，尤其是定位大脑里的肿瘤。

左边为大脑皮层定位，右边为人的身体分别由大脑哪些区域反映控制

当医生做手术打开人的大脑时，肉眼并能直接看到肿瘤在那里，必须借助一些辅助手段来查找肿瘤。一是由于大脑差别区域分工都很细，二是切除肿瘤一定要很精准，不能多不能少，不能影响正常脑部功效。现在这项手艺在这类临床当中已经最先普遍应用。

这是我们实验室已往几年的一项事情，我们可以行使脑功效毗邻图谱，评估药物治疗的机制。这个案例是我们在2016年揭晓的事情，用脑图谱评估氯胺酮这种药物的治疗机制。

评估药物治疗机理

氯胺酮是一种抗抑郁的药物。它能够起作用，是由于它对大脑内里差别的脑区举行上调或者是下调，到达抗抑郁的效果。我们通过磁共振成像手艺，就可以很好地观察氯胺酮在大脑中的反映。2019年3月5日，美国FDA已经正式批准氯胺酮作为临床治疗重度抑郁的药物建议使用。

脑图谱也可以来评估手术的疗效。

这是我们在2018年跟上海瑞金医院互助的课题。我们希望行使脑图谱在医生举行手术治疗之前，去评估对这一个病人而言可能的手术疗效效果。

这里是一个用手术治疗重度强迫症的案例， 我们希望给医生提供一种辅助性的提前的客观评估，看对这个病人来说，这种手术治疗是否是一个最佳的方案，康复的可能性有若干。

行使脑图谱评估强迫症手术治疗效果

现实上，现在现在不管是在基础科研照样在临床领域，用于治疗或者是调控大脑功效的手艺手段照样异常多的。

给人人举个例子，早在一九三几年的时刻，我们就有用冰锥去刺激治疗大脑前额叶功效的一些损伤的实验，它实在那时也是作为手术治疗的手段引入。

冰锥疗法的前身是切除前额叶手艺，由于那时人们对于神经科学的领会不充分，大脑前额叶切除手术在精神病人治疗中十分盛行，给一代精神病人带去了噩梦，1945年科学家细化了这项手艺发展出冰锥疗法，接受这类治疗后许多患者都变得沉默寡言、失去性格等。前额叶切除手艺获得了1949年的诺贝尔，称得上是诺奖的“黑历史”。

现在已经发展出更多无损无创的磁刺激、电刺激来调治脑功效。

给人人举一个例子，这个俗称叫脑起搏器，人人知道有心脏起搏器，那么脑起搏器是干什么用的呢？

视频里是一个典型的帕金森患者，有典型的手部震颤的症状，震颤起来的时刻他完全没办法控制。那么通过植入这样一个脑起搏器，也就是电极，植入到特定的脑区，然后他胸前会装一个我们叫做脉冲发射器或编程器的器械。编程器会发生一定的电流，以一定的幅值、一定的频率去刺激脑区。

装上装置打开之后，我可以看到，同一个病人他的手部，瞬间就可以施展一些异常精致的运动功效控制，而且效果是立竿见影的。以是现在临床已经普遍使用，比方说，北京上海的资质对照好的三甲医院，都可以实行这一类手术治疗。

我们最近也跟上海交通大学隶属瑞金医院互助了一个课题，可能许多人会对照感兴趣。临床上有一种缩胃术，人人知道减小胃的尺寸可以减肥。可能许多人想这是一个纯粹外周组织的事，关脑子什么事。

然则，人人想过这个问题没有，大脑是不知道你的胃有多大的。好比我为什么可以吃到一定的水平，要住手吃了，现实上是你在饮食的历程当中会排泄一些激素或生化信号，会送到大脑内里去，你就住手吃了。

这个信号有一个延迟，这就是为什么你会吃撑了的缘故原由。若是没有延迟的话，你会马上就住手（吃这个动作）。我们会发现，这种通过缩胃术的研究，把胃缩小一点，会引起异常显著的激素的排泄以及肠道菌群的转变，这些转变会送信号到大脑内里，去调控你的饮食习惯。

缩胃术

人人都知道，人是很难控制想吃器械的欲望的，比方说我就忍不住要吃鸡腿。我们为什么去研究它，固然是希望有没有可能在未来不需要再去做物理的手术。若是我们证实了背后这样有一个分子机制或者某种细菌，它能够起到发送减肥信号到大脑内里去，那不就可以实现减肥了吗？

适才提到的肠道菌群，实在也是一种神经调控的手段，它可以调治人的睡眠和情绪。这是已经有科学实验证据的，连续数周天天进食酸奶，会改变你跟大脑情绪相关的脑区的流动，它可以削减你的焦虑，增强你的快乐感。

那么另有一种跟人人一样平常生涯对照靠近的，就是冥想，在科学界也有叫头脑训练，它可以对大脑功效流动举行一些调控。

冥想

给人人举一个例子，2019年哈佛大学医学院一个研究小组的实验。他们通过对被试者举行两天的冥想训练Mindfulness Training发现，它可以消除被试者对恐惧影象的影响，好比在我们俗称的应激后创伤反映（PTSD），是一个异常普遍的应用。我在美国做博士后的时刻领会到，现实上美军最大的伤亡缘故原由是PTSD，而不是战场的损伤。

在上面这张图里可以看到，黄色这个区域现实上是跟影象相关的，冥想可以有用调治跟影象相关的海马脑区以及前额叶相关脑区的一些流动，来降低焦虑或者是减轻负面影象的影响。

那么另有一种神经调控方式——谈天。在临床心理治疗历程当中，我们有一个专业的术语叫Cognitive Behavior Therapy，认知行为训练。比方说今天早上起来，最近事情太多了，脑子内里乱成一团麻，我通过一种话疗的方式，就是我跟专业人士谈天，就可以把你的大脑梳理成对照有纪律的一个状态。

另有一种叫整体治疗Group Therapy，我们在一个小的整体里通过这种对话谈天的这种方式，也是一种很好的神经调控的手段。

王征在作育舞台演讲

这些神经调控手艺，虽然在临床或者基础科研获得很普遍的使用，但不得不认可，这些手艺背后的一些事情原理以及它的适用场景，现在还处于探索阶段。

这也是为什么我们实验室想行使非灵长类的动物模子，去研究差别神经调控手艺手段背后的事情原理。

给人人一个例子，2016年在Nature上面揭晓的一篇文章，就是通过植入类似适才的脑起搏器的装置，让瘫痪的猕猴最先恢复行走。

非灵长类动物模子研究神经调控机制

那么我们实验室也可以做类似的研究，好比训练猕猴去做一些行为运动。

人人可以看下视频，猴子坐在一个猴椅里，然后它的手是在控制一个游戏杆，它可以左右摆动，白色的点是它控制的游戏杆，蓝色的方块是它的目的。它需要操控白色的点去追踪蓝色的方块。

通过几个月的训练，猕猴照样异常乐成地完成这个义务，我们对照关心有没有手段让它能够学习的更快一些、能不能提高它的义务的准确性？

以是在它做义务的历程当中，我们把它推到磁共振成像装备里，看一看它做义务的同时大脑有哪些脑区起到执行义务的作用。一些开端的实验效果显示，大脑关于前额叶的这些脑区很活跃，说明这些脑区会对执行这类功效起到很好的作用。

最后，我想说的是，正由于这些手艺可以有用提升个体的功效，改善他的行为，它也引起了各个差别领域的普遍关注。

好比说，美国国防研究办公室Darpa机构早在2013年就启动了TNT项目，靶向神经调控手艺，想有选择性的、有针对性的探索提升人体功效。

这里也给人人举另外一个例子，2015年在Science杂志上揭晓了一篇有关经颅电刺激可以提升人影象力的文章。

靶向神经可塑性训练

这是一个很诱人的一个场景，我们可以想象一下：我们的学生过两天要考试了，我记不住这些知识，我是不是能先来个经颅电刺激，然后再去学习，是不是就能对照快的记着这些器械？

这是一个美妙的愿望，但另有许多事情我们需要去解决。这些对照诱人的场景也带来了一些问题，好比说这些手艺会不会被滥用？这内里现实上存在着一个很现实的问题——许多手艺都在应用，然则许多背后的基本事情原理都不知道。

虽然适才说的经颅电刺激，已经发了正规的实验证听说可以提升影象力，那么它为什么不能在社会上获得普遍推广？

由于人跟人之间个体差异对照大，实验数据笼罩局限也有限，这个手艺现在可能只适用于小部分人群或只用于一个特定的场景，还远远没有到达能普遍推广的境界。

王征在作育舞台演讲

以是在这种情况下，做科学研究的人一样平常是处于守旧的状态，我们希望彻底把这个事背后的原理剖析清晰了，再去做普遍的推广使用。然则现在是由于需求太大了，以是许多人就等不及了。

除了这些问题之外，另有一些是我们可能想象不到的伦理问题。一个现实的例子：我们在跟瑞金医院互助的行使脑起搏器去治疗物质成瘾的一个患者，治疗异常乐成，但了局我们意想不到。

这位患者植入DBS装置之后，他的毒瘾获得异常好的控制，险些可以恢复正常人去生涯事情。

然则他以为他植入了装置以后，就有了一个保护伞，于是他重新又去吸了毒品，而且一次过量，导致自己丧失了生命。

说实话，这个了局有点超乎我们想象，原以为我们是提供了一个工具去缓解他的烦恼，但现实上他反而行使这个器械去肆无忌惮地释放自己，以为就好像我系了安全带，就可以把车开到150迈以上，效果就造成了这样一个了局。

本文来自微信民众号：作育（ID：xingshu100），演讲者：王征（中国科学院神经所脑成像组组长、研究员）