楊天

現(xiàn)代社會節(jié)奏的加快、競爭壓力的增加，使得神經(jīng)精神疾病的發(fā)病率越來越高，在中國的疾病總負(fù)擔(dān)中已經(jīng)占20%。所以腦科學(xué)研究的意義，無論對基礎(chǔ)、交叉學(xué)科還是實(shí)際臨床應(yīng)用上都非常重要。

抑郁、焦慮、失眠……這些心理疾病如今正成為現(xiàn)代人健康與幸福的“隱形殺手”。心理干預(yù)加藥物治療是長期以來人們應(yīng)對這些精神類疾病的主要手段，而隨著腦科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們對人類腦部的功能機(jī)制研究不斷深入，未來，通過精準(zhǔn)有效的神經(jīng)調(diào)控緩解甚至治愈這些困擾人類的“頑疾”，已不再是遙不可及的夢想。

中科院院士段樹民就是在為這一理想早日實(shí)現(xiàn)而努力的一名科學(xué)家。作為我國腦科學(xué)研究領(lǐng)域的著名專家，段樹民以首席科學(xué)家的身份組建了浙江大學(xué)腦科學(xué)研究技術(shù)聯(lián)盟，和全國同行一起推動中國腦計(jì)劃的實(shí)施。他還牽頭建立了浙江大學(xué)中國人腦庫，并入選國家健康和疾病人腦組織資源庫，這是全國第一所標(biāo)準(zhǔn)化收集、儲存各種神經(jīng)精神疾病患者和正常人所捐獻(xiàn)的死亡后的大腦，以及他們的病史資料（匿名）的機(jī)構(gòu)，可為全國的神經(jīng)科學(xué)研究人員提供人腦組織樣本。

由段樹民院士領(lǐng)銜的歷時(shí)8年的中國第一個(gè)大型腦科學(xué)研究集群項(xiàng)目——國家自然科學(xué)基金委的重大研究計(jì)劃“情感和記憶的神經(jīng)環(huán)路基礎(chǔ)”，為打開大腦“黑匣子”，使“幸福腦”的實(shí)現(xiàn)成為可能做出了重要貢獻(xiàn)。

日前，在浙大城市學(xué)院的年度星光大課上，段樹民以《幸福腦》為題，分享了他最新，也是最前沿的研究成果。

從理論上說，我們的各種障礙、各種疾病，或者是功能不全，都可以通過調(diào)控神經(jīng)達(dá)到一定的作用。從這個(gè)意義上來看，幸福腦是有辦法實(shí)現(xiàn)的。

幸福感是大腦一種本能行為

《瞭望東方周刊》：為什么要提出“幸福腦”這個(gè)概念？幸福和大腦有什么關(guān)系？

段樹民：幸福的定義是什么？它是一種自我滿足后的情緒，是一種感覺，所以我們說幸福的感覺，在哪兒？就在我們的大腦。大腦如果不感覺到幸福的話，外部環(huán)境怎樣改善也是不幸福的?，F(xiàn)在的生活，如果和30年前、40年前相比，絕大部分人在物質(zhì)生活層面都會比那個(gè)年代好得多，但并不一定會覺得幸福感比那個(gè)時(shí)候高得多。其原因主要是幸福感是一種感覺，是腦的一個(gè)活動狀態(tài)，并不完全和物質(zhì)成正比。所以，我們要了解每個(gè)人的大腦是怎么感受幸福的。這個(gè)研究就屬于腦科學(xué)的范疇。

《瞭望東方周刊》：那么，大腦是怎樣感受幸福的呢？

段樹民：從進(jìn)化上看人的大腦結(jié)構(gòu)大致可分為起始于爬行動物腦的腦干和脊髓（原始腦）、起始于古哺乳動物腦的邊緣系統(tǒng)（情感腦）和起始于新哺乳動物腦的大腦新皮層（理性腦），分別支配人類的反射行為、本能行為和高級認(rèn)知行為。本能行為指的是物種維持基本生存的一系列與生俱來的行為，這其中就包含幸福感這樣的情感情緒。

大腦調(diào)控本能行為的關(guān)鍵腦區(qū)主要是邊緣系統(tǒng)，這一點(diǎn)科學(xué)家比較早就已經(jīng)大致掌握了，但這些區(qū)域?yàn)槭裁茨苡绊懕灸苄袨橐约霸鯓佑绊?，目前還不是很清楚。

過去對本能型的研究，腦科學(xué)的手段非常少，都是心理學(xué)家關(guān)注的領(lǐng)域，比如，最著名的心理學(xué)家弗洛伊德，研究了一類病人，這些病人沒有器質(zhì)性的病變，卻會感覺到各種不舒服，就是我們今天講的焦慮和抑郁的病人。當(dāng)時(shí)弗洛伊德嘗試用心理學(xué)的方法來解釋這些問題，從做夢的感覺來推測病人到底是精神需求上還是本能行為上遭遇了障礙。

本能行為其實(shí)非常廣泛，一旦出現(xiàn)問題對我們造成的影響也非常大?，F(xiàn)代社會節(jié)奏的加快、競爭壓力的增加，使得神經(jīng)精神疾病的發(fā)病率越來越高，在中國的疾病總負(fù)擔(dān)中已經(jīng)占20%。所以腦科學(xué)研究的意義，無論對基礎(chǔ)、交叉學(xué)科還是實(shí)際臨床應(yīng)用上都非常重要。

打通神經(jīng)環(huán)路

《瞭望東方周刊》：包括幸福感在內(nèi)的本能行為等研究屬于腦科學(xué)領(lǐng)域，目前這類研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)主要有哪些？

段樹民：很久以來，腦科學(xué)的研究大致在兩個(gè)方面進(jìn)行：一個(gè)是微觀的分子細(xì)胞水平;另一個(gè)是宏觀的系統(tǒng)和心理認(rèn)知這個(gè)水平?？梢哉f，這兩個(gè)水平的研究都取得了比較大的進(jìn)展，尤其是微觀水平，我們現(xiàn)在對在微觀上神經(jīng)元怎么處理信號，怎么發(fā)放信號等已經(jīng)研究得非常清楚。在系統(tǒng)和認(rèn)知功能上，我們也研究出一些規(guī)律。但是，我們?nèi)匀粺o法還原這些功能是如何從分子細(xì)胞水平來完成或?qū)崿F(xiàn)的。

最主要的原因是缺乏一個(gè)中間的環(huán)節(jié)，我們叫神經(jīng)環(huán)路，人工智能領(lǐng)域稱之為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)水平的活動才是大腦工作機(jī)理的關(guān)鍵，而我們迄今對它所知甚少。

為什么了解得很少？主要是缺乏手段，神經(jīng)環(huán)路太復(fù)雜了。我們?nèi)说拇竽X有上千億個(gè)神經(jīng)元，每個(gè)神經(jīng)元又和成千上萬的其他神經(jīng)元發(fā)生聯(lián)系。所以過去科學(xué)家曾經(jīng)認(rèn)為這是不可能了解清楚的，基本上持放棄的態(tài)度。要么就去研究非常微觀的東西，要么就研究宏觀的腦功能，把腦作為一個(gè)黑匣子來處理。

然而，最近十幾年腦科學(xué)飛速發(fā)展，交叉學(xué)科的合作讓很多關(guān)鍵的技術(shù)得到突破，這使得科學(xué)家改變了看法，認(rèn)為我們現(xiàn)在有可能對神經(jīng)環(huán)路進(jìn)行比較好的解析，并在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究我們的大腦是怎樣工作的。

段樹民院士在星光大課現(xiàn)場（浙大城市學(xué)院供圖）

《瞭望東方周刊》：這些關(guān)鍵的技術(shù)主要指什么？

段樹民：簡單來說，影響最大的就是光遺傳的操控?？茖W(xué)家在植物上發(fā)現(xiàn)一種離子通道，它是對光敏感的，這樣就可以用轉(zhuǎn)基因的辦法，把光敏感的通道轉(zhuǎn)基因到特定神經(jīng)環(huán)路里的特定神經(jīng)細(xì)胞上，然后就能對這個(gè)環(huán)路進(jìn)行解析，甚至對它的行為學(xué)進(jìn)行解析。

和它相對應(yīng)的，還有其他一系列技術(shù)，包括形態(tài)學(xué)上的顯微成像技術(shù)的發(fā)展，神經(jīng)元聯(lián)系的可視化追蹤等等手段，這些使得科學(xué)家可以從功能上和形態(tài)上對神經(jīng)環(huán)路進(jìn)行精細(xì)的解析。技術(shù)的不斷進(jìn)步，同樣使得科學(xué)家有信心對動物復(fù)雜的腦功能機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)的環(huán)路解析。

這就可以回到我們幸福腦的概念，既然我們能夠?qū)δX的行為非常好地控制，不需要外界的刺激、外界的影響，就完全可以從腦的本身來控制其狀態(tài)，這就有了很大的意義。

幸福腦可通過神經(jīng)調(diào)控實(shí)現(xiàn)

《瞭望東方周刊》：目前這樣的研究是否應(yīng)用于實(shí)際治療中，從而造福人類了？

段樹民：我們現(xiàn)在已經(jīng)可以在動物實(shí)驗(yàn)里面對各種行為進(jìn)行精細(xì)的解析和調(diào)控。對于一些嚴(yán)重的腦疾病，臨床上也已經(jīng)開始進(jìn)行腦部刺激療法。比如帕金森病患者，對于那些對藥物不敏感的嚴(yán)重病人，可以在人腦內(nèi)埋入電極，通過電流刺激緩解癥狀。

但是，因?yàn)檫@樣的方式還不能做到精準(zhǔn)打擊和無創(chuàng)治療，所以它的應(yīng)用范圍還不太廣泛。將來如果能和光遺傳學(xué)技術(shù)結(jié)合在一起，我們就有可能更精準(zhǔn)并且無創(chuàng)地去控制神經(jīng)環(huán)路，不但是帕金森病，其他一些嚴(yán)重腦疾病，如癲癇、成癮以及有嚴(yán)重攻擊性的精神病人，也可以用這種光敏感的通道去控制。再比如一些失眠患者，他們往往會擔(dān)心長期服用安眠藥會對腦部產(chǎn)生不良影響，而我們?nèi)绻麑砟茏龅骄珳?zhǔn)的靶點(diǎn)刺激，在一個(gè)很小的腦區(qū)，控制幾十個(gè)神經(jīng)元的活動，就可以讓患者輕松處于一種睡眠的狀態(tài)，而不用擔(dān)心藥物的副作用了。

現(xiàn)在很多人認(rèn)為神經(jīng)調(diào)控處于一種崛起的風(fēng)口浪尖，因?yàn)榇竽X不僅通過我們的感覺系統(tǒng)感受全身的信號，也通過我們交感、副交感植物神經(jīng)等控制我們所有的器官，控制我們身體的一切，包括情緒感覺。

因此，從理論上說，我們的各種障礙，各種疾病，或者是功能不全，都可以通過調(diào)控神經(jīng)達(dá)到一定的作用。從這個(gè)意義上來看，幸福腦是有辦法實(shí)現(xiàn)的。腦內(nèi)有一些物質(zhì)，我們叫獎(jiǎng)賞物質(zhì)，它們是在受到各種刺激后由大腦分泌，比如多巴胺等。這些物質(zhì)作用在大腦上，我們就會感到幸福和快樂。而這些物質(zhì)的釋放未來就可能用神經(jīng)調(diào)控的辦法來控制。

《瞭望東方周刊》：這樣的神經(jīng)調(diào)控技術(shù)目前還不成熟？

段樹民：目前用于動物的神經(jīng)調(diào)控技術(shù)雖然很精準(zhǔn)，但都是有創(chuàng)的，不宜用于人類。科學(xué)家正在努力開發(fā)一些無創(chuàng)精準(zhǔn)技術(shù)手段，如穿戴式設(shè)備，希望不久的將來能夠?qū)崿F(xiàn)。另外，這個(gè)調(diào)控還需要是閉環(huán)式的，就是要根據(jù)腦的狀態(tài)需求進(jìn)行調(diào)控，不然有可能會產(chǎn)生反作用。比如藥物成癮問題，也就是吸毒，成癮者為什么要吸毒？吸毒就是外部藥物作用在大腦的獎(jiǎng)賞系統(tǒng)而產(chǎn)生快感，如果不能很好控制的話，他就會反復(fù)追求，最后造成成癮，這就違背了調(diào)控的初衷。

我們希望，將來能夠發(fā)展出一種調(diào)控的手段，由醫(yī)生設(shè)定好參數(shù)，跟蹤觀測人的大腦的幸福感是在一種什么狀態(tài)，如果覺得狀態(tài)不對了，如可能會焦慮了，就進(jìn)行一定的刺激，讓大腦分泌一定的愉快物質(zhì)。當(dāng)然也要有度的權(quán)衡，不能過度地追求愉快物質(zhì)，不能分泌太多，也不能反復(fù)刺激。

過去我們講幸福腦往往是通過心理干預(yù)，開導(dǎo)病人有良好的心態(tài)，健康的生活方式。未來，我們希望能從心理手段過渡到神經(jīng)調(diào)控的手段，如此實(shí)現(xiàn)更有效的控制。