文章来自微信民众号：SELF格致论道讲坛（ID：SELFtalks），作者：王立平（中国科学院深圳先进手艺研究院脑认知与脑疾病研究所所长、深港脑科学创新研究院院长），题图来自：IC photo

“对本能行为的明白，将在很大程度上辅助人们揭开大脑的神秘面纱，让人们领会到底大脑的‘本底结构’特征，哪些能力能在未来被开发行使，能为真正模拟人脑的类脑智能手艺提供一些新的研究线索。”

薛定谔说的是对的，“人的个性就是吃”。不外除了吃，大脑另有许多其他基本的功效去维持机体的正常运行。其中最主要的功效是要保证机体生计，只有生计下来才气举行其他的学习，获得其他更高级的功效。

任何生物的延续都需要从吃最先。没有食物，就要捕捉食物；而作为被捕食者，就要学会防御。吃饱后就睡觉，睡醒后就会想其他一些美妙的事情，好比求偶。

照片中的这个帅哥，玉人走过去了，他还会转头再看看，实在这都是异常本能的反映。或许他会跟女朋友注释，说自己并不是为了看玉人，只是想看看她穿的裙子后面有什么图案。

这也说明他可能在探索一个异常新颖的器械，而这种探索的能力，也是异常本能的，与生俱来，不需要去学习。

照片中公狮和母狮的交配，老虎妈妈对老虎宝宝的关爱……这些都是异常本能的行为，正是这样才有了下一代，才气保证物种的生生不息。

爬行脑、情绪脑和理性脑

生物学家把大脑分成了爬行脑、情绪脑和理性脑。

本能行为由大脑主宰

若是你正在一条小巷中散步，突然蹿出来一条狗，你会怎么做？跑！若是周围正好有一扇开着的门，不管这户人家你认不认识，可能最好的设施就是跑进去、藏起来。

做出这种行为就是动用了爬行脑。所有的动物都有类似爬行脑的大脑功效，用以维持基本的心理流动——防御天敌。

若是厥后你异常幸运地碰到了一位玉人，而且和她发生了一些浪漫的故事。回忆起这个故事，你感受异常美妙。固然，也许有人的感受并不美妙，由于那位玉人骗走了他的1000元钱。感受好或欠好，就动用了你的情绪脑。

在这个巷子里行走到的时刻，你数出这里有175个酒吧，20个卖水的地方，它们加在一起的数目是195个，这个时刻，你就动用了你的理性脑。理性脑是后期获得的能力，从而形成的一种理性观点。

而我今天讲的行为都是不需要学习，天生就有的。好比婴儿天生就有的手掌抓握反射、吮吸行为等，这都是本能行为。

这段视频显示了一个正在走路的女士突然被别人一吓，条件反射地跳了起来，然后转身就跑。有人说“跳”这个动作是后学的，不是天生就会的。“跳”这个动作或者能跳多高或许是后期习得的或训练的，但能够做出这种动作却是下意识发生的一种防御性行为。

再来看这只正在草丛中找器械吃的小鼠，若是它只专注于找食物，而没有能力防御老鹰的话，它一定早就成为了老鹰的食物。

几千年前我们的祖先就已经把本能行为界说得异常清晰了——“饮食男女，食、色、性也”。

这些是人的个性，不需要后天去学习，大脑的基本功效之一就会去执行、去卖力、去治理这样的行为，以便让我们能够生计下来，然后再学习其他器械。

1973年诺贝尔心理学奖得主、动物学家洛伦兹曾从生态行为学的角度界说本能行为——未经学习的婴幼动物就具有的一些基本能力（包罗进攻、防御、进食、睡眠、生殖、求偶等）；在统一物种的个体间转变不大，且在差其余环境中保持相对稳固；对个体的生计和物种的繁衍异常重要。本能行为都由大脑卖力。

剖析大脑与动物的本能

大脑是一个异常庞大的物体，若是说众多的宇宙中有1000亿颗行星，那大脑中就有1000亿个神经元，大脑和宇宙一样庞大，一样深不可测。

说它庞大不仅仅由于神经元的数目多，还由于神经元之间的毗邻特征异常庞大，细胞种类异常庞大。

举个例子，我们把这个讲述厅比喻成大脑，将讲述厅中穿白衣服的男生界说为某一类神经元，但这个角落穿白衣服的男生和谁人角落穿白衣服的男生所卖力的事情可能就是不一样的。

1000亿个神经元在差其余脑区有差其余功效，呈差其余漫衍特征，有差其余遗传特征，这些构筑了大脑异常庞大的神经网络。这些神经网络执行着庞大的心理功效，包罗本能行为。

怎么解读大脑的功效呢？最常用的方式就是给大脑一个信息输入，然后举行信息读取。这就好比你打一下旁边的人，给他一个信息输入，然后看他的反映——他可能打你一下，或者是躲一下。

我们经常把大脑比喻成一个黑箱子，我们不知道内里是什么结构，以是我们只能通过这种方式去领会大脑。

好比我们先纪录一个小孩正常行为下的脑电图，然后让一条狗来追他。孩子一定会跑，那么他是一边跑一边喊，照样选择躲在什么地方呢？这些行为会动用大脑的什么功效呢？

通过纪录脑电图等发生的转变去研究大脑中的哪些细胞、哪些核团、哪些脑区可能介入了这些行为，进而剖析大脑运行的一些基本纪律。

在这么庞大的神经网络中去剖析大脑运行的纪律，固然很难。1000亿个神经细胞中，有那么多的种类，那么庞大的毗邻方式；若是将其中神经纤维首尾相连，可以绕地球4圈多，现在却集中在一个1.5千克重的脑空间里。

我们该怎么去剖析呢？生物学家们发现了一个新方式。

人体中原本是没有感光细胞的，但我们行使基因工程，将某一物种中的“感光基因”“植入”到大脑中特定的神经元上，然后再将一根光纤插进大脑中，当光纤照射的时刻，光照虽然照到了所有的神经元，但只有被植入了感光基因的神经元能对特定波长的光起反映。

这种方式就像踩刹车、油门；用差其余光敏感的基因，我们就可以实现蓝色光能让这群神经元兴奋起来，而黄色光能抑制这群神经元。用一束蓝光或一束黄光就可以异常精准地调控（兴奋或抑制）大脑中庞大的神经网络体系了。

这些神经元到底要干什么？它们对大脑有什么孝敬？通过光遗传神经调控手艺，我们去调控这些神经元，看它们能不能刺激大脑做出某些行为，若是能，就解释我们可以精准地调控某些动物的某些功效。

好比这只小黑鼠和这只小白鼠，它们原本是好朋友，关系异常亲密。但就是由于小黑鼠的脑里被植入了感光基因，以是被光调控后的小黑鼠现在正拼命地撕咬小白鼠。可以想象，若是小白鼠的个头很小，它一定会被咬死。

光刺激下丘脑某类卖力进攻的神经元（ESR1）

加州理工学院 David Anderson’lab （Cell, 2014）

厥后科学家制作了一个类似蟑螂的机器人，原本小黑鼠看到它还以为很好玩，并没有发生去咬死的感动。但只要打上一束光，小黑鼠就最先拼命地抓捕它。通过这种方式，我们就可以找到大脑可能卖力捕捉猎物的神经元。

 光刺激丘脑一类神经元控制捕食（ZI的GABA神经元）

上海科技大学沈伟实验室（Nature Neuroscience, 2019）

同理，我们也会找到卖力其他行为的那些神经元。

恐惧在本能中或许拥有至高无上的职位

照样举被狗追的例子。若是你正在咖啡店里喝咖啡，享受着美妙的时光，这时闯进来一群狗，你会怎么办？你要不就钻到桌子底下，要不就跑到其他房间去，这个时刻你是绝对不会再继续享受你的美妙咖啡时光的。

以是，和其他本能相比，恐惧或许拥有绝对的、至高无上的职位。由于若是动物没有恐惧这种本能，它可能就会失去生命。

同理，若是你正在瞌睡，突然传来几声狗叫，你也不会继续睡觉，你也会弄清晰到底发生了什么。不外大脑中到底是哪些神经元卖力人们做出相关的动作（差别大脑状态之间的精准切换），至今照样个谜。

我们实验室也一直关注动物到底是怎么发生恐惧本能的。这些鱼正在沙滩边晒太阳，突然一只老鹰俯冲下来，鱼儿们纷纷快速逃跑。

可不幸的是，有一条鱼跑慢了，于是它成为了老鹰的美食。

再看一个视频。老鹰又来了，这两条鱼中的一条选择马上装死，另一条选择马上逃跑。而且，只要老鹰的影子刚一闪，那条鱼就已经最先逃跑了。

人人想，它有时间弄清晰这只老鹰有几个爪子，它长没长牙齿吗？没时间。由于那会降低它逃跑的速率。以是想生计下来，首先就要做到精准、实时、快速地防御天敌的袭击。

为了更好地剖析本能恐惧的神经环路机制，我们用一把电极带着已经插到脑区里的光纤去调控提前革新好的光感基因，调控的时刻同时纪录脑区发生的转变。

我们还可以把另外一把电极放在另外一个脑区，去考察脑区之间会发生什么联系，从而研究到底是哪些神经元卖力机体做出差其余防御行为。我们希望这样做，能够把1000亿个神经细胞组成的庞大网络解读得相对清晰些。

若是人人去我的实验室做实验，都市获得相关的数据。我们没有真的拿老鹰做实验，而是模拟了老鹰袭击时的阴影刺激。

有窝逃跑

若是这只小鼠没有地方可躲，它就会选择装死，先躲过一劫。

无窝冻结（装死）

这也是为什么我们总说，若是遇到狗追你，你万万不要跑，由于你跑不外狗的。什么时刻可以跑呢？离门很近的时刻就一定要跑。

你做出这些本能反映不需要想太久，由于想久了，腿就被咬了。以是人人看到，老鹰来了后，这只小鼠并没有想良久。而若是没有地方可躲，它就会选择装死。

以是我们得出这样的纪律：有地方可躲，就马上躲进去，不再容易出来；没地方可躲，就选择装死。

光遗传学若何剖析大脑的事情

那么，光遗传学到底是若何在脑子里找到这群细胞的呢？

大脑中一类细胞控制本能恐惧反映：光遗传诱发延续性本能冻结行为

为领会答这个问题，我们用了许多年的时间。厥后我们发现，原来并不是那群穿白衣服的男士们（上图中白色区域）干的，而是中央穿红衣服的女士们（上图中红色区域）干的。

于是我们拿光去调控这群穿红衣服的女士（一群细胞）。果真，实验动物最先装死了。

这说明这群细胞感受到了来自外界的刺激，而且这种刺激的信号对生物具有威胁性。

而若是我们换一个刺激信号，好比模拟鸽子在上空盘旋，就会发现，小鼠基本不受影响，它该干什么照样在干什么。

人们在鱼、猴子身上都做过这类实验，都具有精准的重复性。这样一来，我们就能精准地找到卖力相关行为的神经元，并剖析出异常精准的防御门路。

我们还发现有一类细胞是跟逃跑的本能相关。怎么找到这些细胞呢？只要打热光，动物绝不犹豫地跑回去，就跟适才老鹰袭击它的时刻的自然反映是高度一样。于是，我们就嫌疑这群细胞跟逃跑的本能相关。

另外一类神经元：光遗传调控本能逃跑反映

大脑控制着机体所有的行为。

我们的大脑精准地控制本能恐惧行为

图中蓝色的部门是上丘，是感知觉的中央。它就像一个整合器，收到感知觉信息后，就会往下传，大脑也被分成了差其余层，差别种类的细胞扮演着差其余角色。

再来看一个视频。我们看到这只田鸡正在捉蚯蚓，然则异常惋惜的是，“螳螂捕蝉，黄雀在后”——一辆汽车朝它碾压了过来。命丧车轮的田鸡到底那里做错了？是贪吃，照样脑回路泛起了问题？

有人说，它应该像前面提到的鱼和老鼠一样，一感受到车辆的光明就逃跑。然则它跑得了吗？它基原本不及跑，由于车速太快了。以是这只田鸡犯的错在于，它不应该来到马路上，它应该在沼泽地、在草丛里流动。

这也再次告诉我们，若是某种生物想生计下来，它首先要适应环境，要学会防御天敌；而防御天敌自己又是适应环境的一个必不可少的大脑本能，没有这种本能，基本谈不上厥后去学其他任何器械。

大脑流动与多种行为息息相关

本能行为许多时刻还和精神疾病有关系，好比抑郁症。我们经常会看到或听到关于抑郁症患者跳楼自杀的新闻报道。

人人猜一猜，在做出轻生行为的瞬间，他们会有恐惧感吗？没有。由于正常人一到楼边就会下意识地退却。对于有焦虑症、抑郁症和创伤后抑郁障碍的人来说，疾病自己就和本能行为有着千丝万缕的、互为因果的关系。

再举一个例子。许多人都有睡眠问题，尤其是患有焦虑症、狂躁症、抑郁症的患者，他们可能都有睡眠问题，而睡眠欠好又会导致身体泛起许多其余问题。若是延续10天、20天、100天睡欠好觉，你想我还能做好的事情吗？以是我们的本能行为和精神疾病有着亲切的关系。

影戏《优美的心灵》的主人公是诺贝尔经济学奖得主约翰·纳什，他本人也是一位精神分裂症患者，他有被害妄想症。这种人会以为有人要害自己而表现为恐惧感升高的症状，而这种症状也是许多精神疾病的典型症状。

汶川地震后，许多人都有创伤后的应激障碍，变得异常容易畏惧。我们若何对他们举行干预治疗呢？

其中一个方式就是不停地给他播放汶川地震的种种镜头。越畏惧，越露出。露出的同时让他转移注意力。在临床上，这种做法叫交替感受刺激，这样行使调控恐惧状态，能纠正人们可能存在的创伤抑郁症。

除了维持生计、发生恐惧、自动防御，大脑的流动还与许多行为有关系。

好比人们应该根据正常的纪律去用饭，但若是某人原本很苗条，她自己却不这样以为，于是一直节食，最后得了神经性厌食症。相反，若是一个人抵制不了汉堡的鲜味诱惑，一直吃一直吃，最后也会得病。现在我们也在解读大脑中的摄食中枢。

和用饭一样，睡觉也是一种本能的行为。事情学习了一个日间，晚上就要休休。日间有日间的作息纪律，晚上有晚上的作息纪律，大脑在严密而仔细地维持着机体的生计。

若是你延续不纪律作息，身体一定会泛起种种疾病，同样还会引起许多其他问题，好比血压的问题、免疫力的问题、代谢的问题，甚至另有男欢女爱的问题。

现代人面临着很大的压力，这种压力应激远不只是让你心情欠好，而且会延续地影响你的许多行为，包罗生殖的能力，甚至有可能影响到下一代。

若是你准备要二胎，生育专家一定会建议你心情放轻松一些，去度度假，这实在就是让你缓解大脑的压力，由于大脑简直会影响你的行为。

现代教育也行使了大脑恐惧的本能——写不完作业，一定要罚站；考一百分，就能得奖励。

教育还行使了大脑探索的本能。自由地探索未知的天下是一种本能。孩子们天生爱探索，以是在教育中，探索应该被极端重视。

探索是孩子们的本能，顺应他们的探索就会让他们施展自己的专长。喜欢探索自然科学，就应该好好学自然；喜欢探索数学，就应该好好学数学；喜欢探索薛定谔的猫，就应该好好学物理……只要喜欢探索，就应该去探索。

研究大脑，明白本能，明白其他庞大的、高级的认知功效的目的，一是希望能够辅助治疗一些疾病。现在全球医疗负担重，每年会消耗近10000亿美元的用度用于治疗10亿精神病患者。二是希望能利于类脑智能手艺的生长。

AlphaGo是第一个击败人类职业围棋选手的人工智能机器人。现在许多人都忧郁，未来人类会不会被机器人所替换？

实际上，AlphaGo那时能取胜，是行使了人脑中的一个基本规则——突触可塑性，再加上深度学习。深度学习靠重复、靠大数据、靠统计学。

然则人脑中另有更多庞大的功效，像我适才提到的基本的、本能的、快速的，不需要大量学习，甚至不需要学习就能有的能力。这些能力是遗传固化下来的，人一出生就有的。

两辆车若是慢速错车，AlphaGo一定能识别出来；但若是高速错车，生怕AlphaGo就不能快速识别出来了。同理，机器人射门的动作也和人类射门的动作不一样。

也就是说，对本能行为的明白，将在很大程度上辅助人们揭开大脑的神秘面纱，让人们领会到底大脑的“本底结构”特征，哪些能力能在未来被开发行使，能为真正模拟人脑的类脑智能手艺提供一些新的研究线索。

文章来自微信民众号：SELF格致论道讲坛（ID：SELFtalks），作者：王立平（中国科学院深圳先进手艺研究院脑认知与脑疾病研究所所长、深港脑科学创新研究院院长）