脑科护理(精选6篇)
1.脑科护理 篇一
《学习脑科学,锻造学习力》培训小结
在2013年的暑假,也是我参加工作以来的第一个暑假,很荣幸有机会,参加了南京市教育局承办的《学习脑科学,锻造学习力》为主题的网络培训。此次培训,我有幸听到了专家的智慧碰撞,观摩了很多教师的精彩讲解,也消除了自己在教学中遇到的种种困惑。
本次培训,我认识到脑科学理论是教育科学的重要基础理论,人的学习活动,本质上是脑力活动,脑是思维活动的物质基础。在学习活动中,人的认知活动,心理活动,思维活动,其实都是脑的功能。作为一名教育者,如果只研究教学方法,而不结合人类本身的机体特征和规律,有些付出,就是徒劳无效的,教育也不可能是有效的。脑科学,又称神经科学,是二十世纪六十年代末形成的一门边缘科学。在此,我们不妨将其与认知神经科学联系在一起。它融合了神经生理学、生物化学、神经解剖学、信息科学、计算机科学等学科来研究人和动物神经系统的结构和功能。脑科学从分子、细胞、行为水平研究自然智能机理,建立脑模型,揭示人的本质。
通过学习,我了解到大脑分为左右两个大脑,他们的各负责各有的独特天赋,人的大脑分为两个独立的半球体-左脑和右脑,它们各自控制着身体相对应的半边,由一条粗的神经纽带相联。就人的左脑而言,它是负责管理合理的、有条不紊的和合乎逻辑方法的思维,是人类语言和数学思想本领的中枢;就人的右脑而言,它是非语言思维的部位,主管人的想象、颜色、音乐、节奏以及无拘束的“胡思乱想”等,是人类教诲、创造与视觉判断思想本领的中枢。
在培训课程中,对于现在很多学生被安排上补习班的现象,东南大学的杨博士用脑科学原理进行分析讲解:业余时间长期补课,这样孩子的大脑就会处在一种极大地压力之下,时间长了,孩子大脑神经系统就会发育不正常,以至于到中学他们开始厌恶学习,恐惧学习,一说到学习就害怕,一说上学就不舒服,一说参加学习班就脸色发白,这就是长期补课带来的后患。
在此,我非常感谢教育局给我们这个机会,《学习脑科学,锻造学习力》网络培训,为我们节约了很多时间,更为我们提供了可重复学习的机会,最重要的是让我们对教学中的一些现象有了一个新的认识,为我们的教学提供了更新的理论支持。我希望我会在今后的教学工作中,用新课程改革的思想和理念指导教育教学工作,开展对教材的研读工作,通过学习和研读,对新的教材内容有进一步的认识和理解。加强课堂教学的管理,提高课堂教学效率和教学质量。注重校内和校际交流,不断反思与总结中提高自己的教学。我要让孩子们在学习过科学知识后能够妥善的解决生活中遇到的科学难题,并倡导孩子们亲近自然,关心现代的科学发展,而不是局限在课本中,要从课堂中解放出来。让自己成为优秀的90后新教师。
溧水区柘塘中心小学
2013年8月2日
2.脑科学家的早教答卷 篇二
小泉英明
日本物理学家和脑科学家,他发明了现在医院及实验室广泛使用的核磁共振仪,也是有“读脑术”之称的“光导脑地图仪”的发明人,2005年小泉先生获得诺贝尔物理学奖的提名。现为日本“脑科学与教育”研究总课题组组长。
2007年,小泉英明先生曾经接受过本刊采访,在《3岁,缔造一生?》一文中,为新手父母们扫清了早期教养中最核心的一些困扰。3年过去了,围绕在新妈妈们身边各种早教和大脑开发理念依旧莫衷一是。我们将父母们普遍困惑的早期教育问题整理出来,请小泉先生从科学的角度给出他作为脑科学家的确切答案。
最好的胎教是什么?
父母必读:您提出人类对母语的语调、节奏、韵律的分辨和学习都是发生在胎儿期,那么,真正的“胎教”应该是什么?有一种胎教方法是把带有MP3的腰带缠在准妈妈的肚子上,据说这种方法能够促进胎儿的大脑发育,您如何评价?
小泉英明:母亲和胎儿由胎盘相连结。
胎盘上有一个叫做“胎盘屏障”的地方,营养物质都要通过这里运送到胎儿体内,胎儿不需要的物质则会被挡在屏障以外,无法通过胎盘屏障到达胎儿大脑。人类的大脑也有一个“脑屏障”,大脑不需要的物质就会被挡在外面,起到保护大脑的作用。
但是,胎儿的脑屏障发育尚不完全,所以,母亲在怀孕期间要注意饮食,防止摄取对胎儿发育不利的物质。
比如要避免烟、酒以及其他有强烈刺激性的物质。而且,母亲要保持放松的好心情和健康的身体状态。压力太大的话,母亲体内就会分泌出特异性的神经递质和激素,就可能影响到胎儿的发育。
所以,所谓胎教并不是指对腹中的胎儿进行教育,而是母亲以放松的心情和健康的身体为基础,为胎儿提供充足的营养,创造一个适宜于胎儿发育的胎内环境。这也是我从中国古代的孟子那里学习来的,建议大家思考一下。
上多少早教班才算够?
父母必读:我们曾经采访过中国的一位妈妈。她给1岁半的儿子报了游泳课、手语课和每周一次的音乐韵律课。同时还购买了DVD、单词学习卡,她希望这些活动能刺激小脑袋的发育。这些安排对这个小男孩来说是必须的吗?父母应该如何理解所谓的早教?小泉英明:在日本的一个幼儿园里,老师从来不教孩子学写字,但是他们认为让孩子们画画是非常重要和有益的。他们认为应当让孩子们尽情地玩耍,在玩耍中培养兴趣和欲望,再通过绘画表现出来。结果发现,这些从未接受过美术培训的孩子都非常热衷于绘画。而且,经验丰富的幼儿园老师们可以从这些画里面看到孩子的发育水平、思想变化以及内心深处的情感。
擅长绘画的老师有时会对孩子们的画作略加指导,这样能使画面更加漂亮。结果却发现,孩子们反而不爱画画了。指导老师向幼儿园园长反映这个情况后,园长对老师说,那就不要让孩子们再画画了,现在开始让他去做完全不同的别的事情。于是孩子们开始玩沙土,每天在土坡上挖洞玩就这样挖了好几个月,还在土坡下面打通了一条“隧道”。这时老师对孩子们说:“今天我们可以开始画画了。没想到孩子们又兴致勃勃地画了起来,而且画出了一幅幅充满热情和感情的画。
其实,只要培养出孩子的兴趣和热情,即使大人们不提要求,孩子也会有兴趣学,而且能够克服困难,保持恒心。
因此我认为,早教阶段与其填鸭式地教育,不如培养孩子的兴趣和热情。
父母必读:我特别喜欢观察孩子在爬向一个玩具时的表情,你能够看到他们天生的热情和内驱力。这种内在的动力的脑科学解释是什么?它如何能够保持下去?在很多的例子里,孩子在学习才艺、学习知识的过程中渐渐丢掉了婴儿时期学习的热情。
小泉英明:我们在日本做过一项针对刚出生婴幼儿的多年的追踪调查,研究中也得到了日本著名歌手万智的协助,他为孩子们写了许多儿歌,其中有一首是这样写的:“活着就是伸伸手,小孩子伸手抓呀抓,抓到维尼熊,小呀小鼻子。”
我认为这首儿歌写得非常精彩为什么呢?因为婴儿在五六个月大时的特点就是伸手去够自己感兴趣的东西,这在发展心理学上称之为“够物行动(reaching)”,可见作者对儿童发育过程非常了解,他感受到了儿童的强烈的意志力和探索欲望。
五六个月大小的孩子在看见玩具维尼熊、对维尼熊感兴趣并伸手去抓时,是在视觉、触觉等知觉意识下的综合感知和行动,这样的活动在婴儿大脑中是留有清晰印迹的。虽然刚开始时婴儿的手不听自己使唤,但在一次次失败过程中就能慢慢学会,这就是一个完整的学习过程。自己亲自去做一做,感受一下这到底是什么样的刺激,渐渐明白“原来这样是对的呀”,这就是学习,婴儿通过这种正确途径获得的能力将成为今后为了生存解决问题的能力。
接下来是行动范围更广泛的爬行,这时婴儿的热情和欲望也是最强烈的,我们的研究已经证明,让婴儿充分爬行非常关键。
接下来是直立行走,这时大脚趾的发育非常关键,不仅要掌握身体平衡,向前行进时还需要大脚趾发力才行。我们的研究认为,大脚趾发育与掌管欲望热情的大脑区域之间存在一定的关系。
与此相反的是,在这个过程中,对孩子过分保护和过分干涉都可能会影响大脑神经回路基础的形成。过分保护和过分干涉孩子的父母如果把孩子应该做的事情全做了,孩子就不用去学习了。如果没有这些实际体验的话,相应的神经回路也就无法形成,可以推测,未来孩子的大脑也会变得无用。
双语学习如何开展?
父母必读:请您说说双语学习的问题。在中国,父母们面对的是五花八门的双语培训理念,从大脑发育的角度看,您觉得在6岁以前,孩子的双语学习要注意什么问题?
小泉英明:我认为应该首先让孩子牢牢地掌握好母语,然后再开始第二语言的学习。母语是一个人的标志,孩子通过学习母语形成自己的本性,否则将来很容易出现事与愿违的结果。
在日本活跃着很多外国的相扑选手,他们通常是初中或高中毕业以后才来日本的,在来日本之前他们一句日语也不会说,但他们也都能够在短期内学会流畅的日语。
的确,有些孩子小时候学外语学得很快,但这主要是学习兴趣的原因。我认为只要有兴趣,再加上有双向交流的会话环境,不论多大都能学好外语。
这里说了一个双向交流的问题,因为大部分人是通过听磁带和看书学外语的,但这是单向的,得不到回应。当然在初学外语的阶段,这个方法未必不好。
总之,一定要让孩子牢牢地掌握母语,再根据孩子自身的兴趣学习外语,哪怕学得晚点、学得慢点也没有关系。
如何提升孩子的幸福感?
父母必读:您曾指出,“科学要研究形成怎样的神经回路才能使人一生幸福。”您认为幸福需要学习吗?小泉英明:哲学和宗教方面在公元前就对幸福和满足感有过研究,而心理学范畴的研究才仅仅30多年的时间。
脑科学领域也有这方面的研究,我对此也深感兴趣。
动物身上所表现出来的是在食欲和性欲等本能得到满足后的满足感,但是野生动物生活在一个弱肉强食的世界里,遵循着严密的自然淘汰法则,而人类却不同,所以满足感的表现也肯定不同。
2008年我们所做的一个日本科技振兴协会的脑科学研究时发现:人们在获得良好社会评价时(比如得到别人的信赖)所获得的满足感比得到物质和金钱时还要强烈。也就是说,即使本人没有得到物质上的利益,也会因为别人对自己的信赖和喜欢而得到精神上的喜悦和满足,而我们的工作是用仪器进行了科学性的证实和原理分析。
还有一项有关幸福的研究成果是:分享他人快乐的心灵感受与幸福感是相关联的。这就提示了我们,幸福感不仅能够通过自己的某些收获来得到满足,也能通过分享他人快乐得到。那么,对处于不幸中的孩子们来说,是不是可以通过教育上的努力来影响他们呢?
小贴士:
小泉英明先生的观点
★那些认为3岁以内孩子的脑发育必须妈妈陪伴的说法是比较武断的,二者其实未必直接相关。
★最初婴儿是因为对电视有兴趣才会有意识地爬过去,靠近电视,这个过程很重要,但是电视节目却没有反应,这就损害了婴儿的脑发育。所以,妈妈或保姆一定要对婴儿的需求有回应,这是育儿过程中最基本的内容,也是脑科学研究的问题。
3.《中华行为医学与脑科学杂志》 篇三
第四届编辑委员会第二次编委会议的通知
各位编委、通讯编委
中华医学会行为医学分会第十二次全国行为医学学术会议定于2010年10月14日-17日在河北省石家庄市召开。值本次全国行为医学学术会议召开之际,召开《中华行为医学与脑科学杂志》第四届编辑委员会第二次编委会议。有关事项通知如下:
一、参加会议人员:编委会编委、通讯编委。
二、会议主要内容参加全国行为学术会议:本次编委会议与中华医学学会行为分会第十二次全国行为医学学术会议同期召开,所有编委和通讯编委均作为中华医学学会行为分会第十二次全国行为医学学术会议正式代表参加全国行为医学学术会议。第十二次全国行为医学学术会议会议以促进行为健康和疾病防治为主题,设“膳食营养与行为健康”、“运动医学与行为健康”、“烟酒依赖与行为健康”、“精神心理与行为健康”、“心血管疾病的预防”、“脑血管疾病的预防”、“抑郁状态与自杀干预”7个专题进行研讨。会议还将成立中华医学会行为医学分会青年委员会。编委会议:①汇报总结编委会换届以来的工作。②讨论学习《中华医学会系列杂志编辑委员会通则》、《中华医学会系列杂志编辑委员会换届调整工作实施细则》、《中华医学会系列杂志通讯编委工作条例》等。③研究探讨本刊编委会近期工作目标、计划。重点讨论行为医学期刊重点选题,加强“临床行为医学”、“行为医学与健康促进”、“行为医学与健康管理”、“行为医学与医学人文”等选题的组稿,逐步突出行为医学期刊特色。
欢迎各位编委、通讯编委向大会提交学术论文,论文除安排大会学术交流外,将免费编入《第十二次全国行为医学学术会议论文汇编》。
三、会务费用
1.编委、通讯编委作为正式代表参加第十二次全国行为医学学术会议,会务费为800元,用于代表会务支出,食宿交通费用自理。中华行为医学与脑科学杂志编辑委员会另外赠送编委纪念礼品。
2.对编委、通讯编委中离退休专家、教授或支付会务费确有困难者,可由本人提出申请,由大会组委会讨论审批后减免会务费。
统一住宿标准(四星级双人标准间):140元/床/天,住宿费自理。
四、会议时间 全国行为医学学术会议2010年10月14日~10月17日。
10月14日全天报到;10月15日开幕、讲座、大会交流;10月16日上午大会交流,下午游览革命圣地西柏坡;10月16日20:30编委会议;10月17日撤离。
五、会议地点:河北省石家庄市中国大酒店(石家庄市自强路127号,电话:0311-87025931)。会议宾馆交通:河北中国大酒店地处石家庄市中心繁华地段,毗邻石家庄火车站,地理位置优越,交通十分便利,公交车6路、14路、117路、62路、68路均可到达。距石家庄正定机场 42.3 公里,机场大巴(票价20元)随每一个到达航班发车,到中山东路民航局后,转出租车约7公里,从石家庄火车站到中国大酒店约1公里,从石家庄北站到中国大酒店约2公里。
六、会议回执与接待安排:
1.参加编委会议是编委关心、支持杂志和履行编委职责的重要体现,按照中华医学会编委管理《通则》精神,编委参加编委会议情况是编委任期考核的重要内容,因此,希望各位编委积极参加学术研讨会和编委会议。因故不能参会,请通过编委会议回执表反馈,说明请假理由(回执表存入编委工作档案)。回执表务必于2010年9月15日前通过邮寄、传真、电子邮件等方式反馈给“编委会议联系人”。
2.会议住宿与返程票务:根据回执提前安排住宿,无回执造成的接待困难将由个人负责。会期时间较短,请在参会前自行落实本人返程机票、火车票等。如需联系返程票请与会务组王天俊联系。
3.会议接站:10月14日机场、火车站安排接站。请提前将到站航班、车次信息发送至 会务组王天俊,以便安排接站。自行乘车报到代表请参阅会议宾馆交通说明自行前往。
4.联系信息
邮编050051石家庄市和平西路348号,河北省人民医院神经内二科,王天俊电子邮箱:wangtianj2007@126.com;
电话:0311-85988204,手机:***。
5.编委会议联系人和会议回执邮寄地址、电话: 联系人:冯学泉 张作记
电子邮箱:xwyxbjb@188.com
电话:0537-2400106,2203907 传真:0537-2400106-87
手机:冯学泉(***),张作记(***)
邮编272013 山东省济宁市建设南路45号中华行为医学与脑科学杂志编辑部。
中华行为医学与脑科学杂志编辑委员会
二〇一〇年八月十二日
4.脑科护理 篇四
竹秀园中心小学 汤燕珍
十二月二十九号,我有幸参加了南区教师“基于脑科学的学科教学培训,”上午我们聆听了来自教育部基础教育质量监测中心北京师范大学温红博教授的报告,现在我就谈谈听他的报告后的一些体会。
通过学习,我知道了脑科学理论是教育科学的重要基础理论,人的学习活动,本质上是脑力活动,脑是思维活动的物质基础。在学习活动中,人的认知活动,心理活动,思维活动,其实都是脑的功能。作为一名教育者,如果只研究教学方法,而不结合人类本身的机体特征和规律,有些付出,就是徒劳无效的,教育也不可能是有效的。
通过学习,我还了解到人的大脑发育存在“敏感期”和“关键期”,在这两个时期,大脑可以非常容易获得认知和技能,而错过了,尽管也可以获得,但是相对比较困难。虽然我的教育对象已经错过了语言学习的“敏感期”和“关键期”,但是根据大脑发展的“可塑性”特点(即人受学习、训练以及经验的影响,大脑皮层会出现结构的变化和功能的重组),我们还应为学生们提供适宜的刺激和材料,以促使它们的大脑发生可塑性的变化。鼓励他们拥有继续学习和终身学习的信心,合理安排时间,使其大脑产生可塑性的变化,并将学习的成果固化下来。特别是看到《脑活动所谓20个基本特点中》特别强调了“阅读的作用极其重要”让我感到语文课堂应将更多的时间交给学生进行有质量的阅读。
我由此也产生了一些疑问,需要在今后的继续学习中得到解释,以指导我的教学:
1、阅读是什么?为什么我们要阅读?我们在阅读中做了什么?
2、从脑科学来看,我们在生词的教学中(高中段学生)是应该先给学生书面语还是手语更利于语言的理解和记忆呢?
5.脑科护理 篇五
2012年下半年敏行志愿者协会针对脑科医院的儿童,一共组织了8次教学活动。志愿们从刚开始的紧张准备每次活动,有很多顾虑,到现在能和每个孩子都很亲密的做活动,游戏中也更加自信了,对于突发事件也能够做到灵活自如的把握了。同时也获得了康复中心医生的认可,多次建议我们可以再多派点心理学专业的学生过来。每次活动都可以看见孩子们期盼的眼神,这对我们都是莫大的鼓舞。
还能清楚的记得第一次志愿活动时候,我们请了一位小朋友上来表演节目,那个小女孩丝毫没有我们想象的可能会害羞或怎么样,而是很积极大方的到讲台跳了一段舞,还请了她的一位好朋友上来和她一起伴舞,伴随着音乐,那样优美的舞姿,那样投入的跳着,认真地娴熟地做着每个动作,这一切深深的震撼了我们,不知不觉眼角竟湿润了„„我们也才明白虽然她们来到康复中心,或许是因为她们在身体或心理的某一个方面适应不良,但其他大部分是很健康阳光的,都需要同等关爱的孩子们。我们应该像对待其他任何一个孩子一样对待她们。
两个月说长不长说短不短,回过头来看看全是和孩子们在一起的点点滴滴,这些早已深深影响了我们。因为这段时间基本上去的人员变化不大,衔接性做的很好,和孩子们的关系保持的也很好,从第二次去就会有孩子们看我们志愿者来到的时候就开心的向我们跑来和我们打招呼,那些大孩子则是望着我们微笑示意,我们的心里也会一热。在游戏中孩子们的积极性也是我们想不到的高啊,记得有一次是
我们组织一次创意走秀,有个孩子骑在小木椅子上从教室一头一直“驾驾”地骑到了另一头,结果那股认真劲还有可爱的表情弄的一个大厅里的人捧腹大笑,一旁的家长都忍俊不禁。还有一次我们志愿者教了一首古诗《游子吟》在老师带领下,孩子们动情的朗诵着,结果后来一个孩子竟哭了,当我们问怎么了后才知道原来这个孩子的妈妈和爸爸离异了,孩子们很小就没看见妈妈,不禁让我们志愿者也心头揪起来,孩子们其实很需要关爱,这也更激励我们在以后的活动中要投入更多的热情和关爱。
工作有成效也有很多不足的地方,首先,这次虽然我们的志愿者是连续去的,但是总人数还是很少的,这就需要我们更加积极主动发动更多的同学们加入到我们的队伍里面来。人少力量就很有限,从专业知识方面看我们就很缺少有理科方面知识的同学,而只能大多数上文化课的时候教授古诗或者英语。其次,刚开始几次志愿者们准备的内容都偏难,虽然孩子们的结构里面有高中生,但那毕竟是少数人,大多数还是初中生,甚至小学生也有好多,这就要求我们接下来准备的东西要都能兼顾到。
最后每次活动完和孩子们一对一交流时间也很少,因为每次去的时间有限,交流也很有限,但是要想真正帮到他们还是靠真诚的沟通,这也要求我们在这方面多多注意。
志愿工作进行到现在每个人都收获了很多,帮助别的时候,自己的内心世界也得到了升华,在下面的工作中,我们所有脑科医院的志愿者将更加积极学习专业方面的知识和技能更多更深的帮助为那些
6.脑科学成大国“必争之地” 篇六
人脑的认知黑洞
时至今日,大脑依旧是人类认知的黑洞。人类大脑大约有1000亿个神经元,它们如何连接以及如何导致精神错乱或是出现神经性疾病,目前人类并没有弄清楚其中的奥秘。随着全球人口老龄化时代到来,阿尔茨海默综合症、帕金森综合症,以及亨廷顿综合症等神经衰退性疾病日益成为人类的健康负担,人类迫切地想知道:大脑是如何工作的。脑科学研究是一个涉及多种学科融合、多个部门合作的大科学项目。它对我们更好地了解人类的大脑如何工作、认识人类心理,以及神经性疾病大有裨益。
覆盖人脑的神经网络约有140亿个脑细胞,脑细胞之间的连接“通路”高达 100万亿个, 这些网络结构就是我们处理大脑所有功能所需要的。关于脑细胞之间的通路和结点,有三个名词:一个是神经细胞的“轴突”,是信号输出端;一个是“树突”,是信号输入端;轴突和树突的交界点叫“突触”,每一个细胞上都有成千上万个突触。神经细胞主要的功能是把所有的信号收集起来,然后处理这些信号,再决定是不是要把信号送出去给下一个系统。“树突”在生命个体出生之后开始大量产生,然后慢慢减少。这是因为人出生之后,一定要建立神经网络,但一开始不知道怎么建立,所以,会形成很多网络。然后在小孩出生之后,伴随着学习过程,就把有用的连接留下来,没有用的连接就会删掉。删除的过程也是造成个体差别的重要因素。所以,小孩子出生之后一定要学习,如果不学习,就不能更好地形成正确的网络。
“脑计划”能够做些什么
一些重要的脑疾病,如自闭症、精神类疾病、老年痴呆症等都是全世界的难题,也都与大脑的奥秘有关。以老年痴呆症为例,根据得病率统计,85岁以上老人中的50%患有老年痴呆。预计到2050年,中国将有近1亿患者的生活需要照顾、需要医疗系统的救助,这是严重的社会负担。如果实施中国“脑计划”,对于老年痴呆症,就能找到早期诊断的方法,早发现、早干预,把严重症状出现期从85岁延缓到95 岁,社会负担就可以大大减轻。
脑科学研究成果的应用目前来看主要集中在两个领域:一是脑疾病的诊断和治疗;另一大应用方向就是“类脑智能”,也就是时下非常热门的“人工智能”,即通过对脑的理解,受脑工作原理的启发,人类设计出精巧的、具有部分人类智力的机器或计算机程式。脑科学研究成果将促进人工智能等技术的研发,这一领域的研究突破将引领新一轮科技革命,使经济社会发展呈现崭新的局面。
与脑相关的科技革命
科技电影中主角用意念移动物体的场面时常让人心潮澎湃。随着科学家对大脑这一人体最重要器官的不断研究,多种科技产品已横空出世,让人叹为观止。2014年的巴西足球世界杯开幕式上,一名残疾人利用脑控技术完成了开球仪式,让全世界观众共同见证了脑科学技术的发展。
英国一名设计师开发出一种脑控独轮车,工作原理是骑车者佩戴一种由脑脉冲控制的特制护目镜,通过蓝牙技术与独轮车动力系统保持即时联系。一旦前方有障碍物,护目镜检测到脑脉冲的变化就会自动发出减速或停车指令,保证骑车者的安全。
美国国防部开发出一种传感器,将其植入瘫痪患者脑部,患者就能够用大脑意念操控机械手臂,大大便利了患者的日常生活。这项技术依靠一个由数百个接触点组成的4毫米传感器实现,每个接触点对应大脑中特定的位置,能够即时“解码”从脑细胞和神经中传来的信号。信号被传递到电脑之后,由特定软件对照人体运动模式进行解码分析,并生成操作机械手臂的代码。
用脑电波开车,也并不是开玩笑。不久前,捷豹路虎推出“意识传感项目”,旨在研究汽车能否有效解读脑电波,从而判断驾驶者是在专注于驾驶,还是处于昏昏欲睡或注意力不集中的状态。监测脑电波的最常见方法,是在头部戴上安装有传感器的头带,但是这在车内并不适用。该技术采用了嵌入方向盘的传感器,通过手部来监测脑电波,即便传感源远离驾驶者头部,也能借助软件把信号放大,将脑电波从各种干扰中过滤出来。最近,宝马的研发人员改装了一辆宝马i3电动汽车,使其能够仅凭一个人的意念来远程驾驶。在展示中,通过将脑电波翻译成驾驶指令,可以控制这辆车在一个曲线跑道上行驶。
欧美“脑计划”
2013年4月,美国政府公布“脑计划”,该项目旨在通过创新型技术的开发以及应用,从而能更好地理解大脑的功能特征,帮助人类攻克阿尔兹海默综合症、帕金森综合症以及其他大脑顽疾;启动资金逾1亿美元,在未来12年间预计总共将投入45亿美元。欧洲“脑计划”紧随美国之后启动,主要研究领域可以大致划分为三大类:未来神经科学、未来医学、未来计算。该计划联合欧洲26个国家、数百个实验室,预计耗时10年,耗资12亿欧元。日本政府也对脑科学研究兴趣浓厚,紧随美国和欧盟之后,宣布启动日本“脑计划”。该计划为期10年,由日本理化学研究所(RIKEN)主导完成,旨在理解大脑如何工作,以及通过建立动物模型研究大脑神经回路技术,从而更好地诊断以及治疗大脑疾病。
身处中美两国学术前沿,我清晰感受到各国政府和学界在脑科学和类脑智能领域的竞赛。 从各国已启动的“脑计划”来看:美国侧重于研发新型脑研究技术;欧盟主攻以超级计算机技术来模拟脑功能;日本出台的“脑计划”则聚焦以狨猴为模型研究各种脑功能和脑疾病的机理。
脑科学和类脑研究的全球性热潮反映了科学界和各国政府的三点共识:第一,脑科学是人类理解自然界现象和人类本身的终极疆域,也是本世纪最重要的前沿学科之一;第二,脑疾病所带来的社会经济负担已超过心血管病和癌症,脑科学的发展对脑疾病的诊断治疗将有关键性的贡献;第三,计算机技术和人工智能发展至今已面临瓶颈,对人脑认知神经机制的理解可能为新一代人工智能算法和器件的研发带来新启发。各大国竞相投入脑科学研究意义深远。这不仅关乎人类的健康和福祉,也关乎未来的生产力,有望深刻改变社会。
中国“脑计划”布局为“一体两翼”
目前,全世界都在进行脑科学研究,中国也非做不可。中国脑科学家早在2013年就开始酝酿中国的“脑计划”,“十三五”规划纲要草案已经把脑科学和类脑研究列入国家重大科技项目。
与欧美、日本的“脑计划”相比,中国“脑计划”更为全面。据了解,中国“脑计划”的全称为“脑科学与类脑科学研究”,主要有两个研究方向:以探索大脑秘密、攻克大脑疾病为导向的脑科学研究,以及以建立和发展人工智能技术为导向的类脑研究(见附图)。科学家因此提出了“一体两翼”的布局建议:即以研究脑认知的神经原理为“主体”,研发脑重大疾病诊治新手段和类脑智能新技术为“两翼”。目标是在未来15年内,在脑科学、脑疾病早期诊断与干预、类脑智能器件三个前沿领域,取得国际领先的成果。在国家的大力支持下,中国的脑科学研究有可能在未来10到20年时间实现跨越式发展,发展速度会超过欧美。
“中国脑计划”主要解决大脑三个层面的认知问题:(1)大脑对外界环境的感官认知,即探究人类对外界环境的感知,如人的注意力、学习、记忆,以及决策制定等;(2)对人类以及非人灵长类自我意识的认知,通过动物模型研究人类以及非人灵长类的自我意识、同情心以及意识的形成;(3)对语言的认知,探究语法以及广泛的句式结构,用以研究人工智能技术。
“脑计划”对中国基础脑科学技术研究平台有很大的提升,这些技术体现在神经标记和神经环路示踪技术、大脑成像技术、神经调节技术、神经信息处理平台等方面。此外,该项目有望建立一个脑图像国家平台,一个有关大脑功能失调的血液生物库和大脑生物库以及大脑健康训练和教育中心,对于基础脑科学研究来说,由此带来的长尾效应非常明显。
除了能促进基础脑科学外,中国“脑计划”有益于我们对大脑疾病的探索。该计划一旦落实,未来我们有望通过分子、影像以及相关标记物,即可在大脑疾病的早期诊断和干预上发挥重要作用,通过大脑疾病的遗传、表观遗传,以及病理性功能失调等方面的研究,掌握大脑疾病的发生机制。我们常见的脑功能障碍疾病,如自闭症、心理障碍、抑郁症、上瘾,以及神经衰退性疾病、阿尔茨海默综合症、帕金森等疾病都是这项计划首先要攻克的目标。
类脑科学研究,则主要应用于人工智能技术的研发上。通过类人脑神经网络模型和计算方法的建立,以及通过类脑计算、处理、存储设备技术的研究,有助于我们对新一代人工智能机器,以及类脑机器人等项目的开发。
有所为,有所不为
欧美在脑科学所属的神经科学领域研究的积淀十分深厚。与之相比,中国的神经科学研究还是一个蹒跚学步的孩童,“起步晚、体量小”是无法忽视的现实。中国的脑科学研究在20年前才开始真正起步。美国神经科学学会成员5、6万人,而中国的神经科学学会成员只有6000人左右。中国也只有少数实验室在神经科学领域具备国际竞争力,且研究人员偏年轻化,本领域领军人物较少,仍需多年积累。
基于现实层面的考量,中国“脑计划”的原则是“有所为,有所不为”。并不是所有领域都做,而是充分利用中国在数理、信息、材料、工程交叉学科方面的专长,在优势领域做到世界领先。
中国脑科学研究的先天优势是灵长类动物种类和数量非常丰富,并拥有脑疾病样本的丰富资源,在猴类转基因动物研究和非人灵长类脑疾病模型研究方面已走在世界前列。未来一二十年内,对小鼠神经网络的研究将大致完成。其后,以非人灵长类动物为模型研究人类高等认知功能将成为重点,如思考、自我意识、共情以及语言等,这是中国必须抓住的机会。
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