2013年美國率先提出了“腦科學計劃”，2016年我國也正式啓動腦科學的研究之路。這個擁有1000億個神經元，彼此間相互連接形成的複雜系統，明明包含在生命科學的研究範圍，卻被單拎出來的學科到底有多重要？研究之路有哪些困難？如今又有哪些研究進展呢？4月20日的《領創少年大講堂》第15期，北京航空航天大學博士生導師汪待發作爲本期科技領航員，帶孩子們探索大腦的奧秘。

“神經元的樹突是接收信息的，突觸是連接別人信息的，像阿凡達坐上坐騎時，把辮子一拿就連接上了一樣。”“神經元間的連接就像打電話，髓鞘就像電話線上的絕緣皮一樣。”“5+5等于多少？當老師問到這個問題的時候，咱們大腦的前額葉就開始工作了……”汪待發10分鍾“暴風輸出”，生動講解了大腦的神經元細胞、結構、功能以及大腦皮層的分工等基礎腦科學知識。

那麽大腦是如何感受外界刺激的？汪待發讓小朋友們左手摸一下右手，是不是有感覺呢？他介紹說，這可不是左右手的一次“會晤”，大腦作爲司令部也做了很多的工作，首先皮膚有感覺的神經元通過軀體感覺通路傳到了脊髓，脊髓再把感覺的信號傳導到丘腦進行處理，然後映射到了頂葉皮層，這才完成了我們對這個動作的感知。通過這個小小的動作，說明我們大腦時時刻刻都在處理各種各樣的信息。

汪待發還介紹了大腦是如何控制身體的、記憶是怎麽回事……這些我們習以爲常的能力，都離不開大腦的參與。擁有超強能力的大腦，重量卻只有3磅左右，而我們身體20%以上的能量都供給了大腦。孩子們不僅對大腦的工作原理有了深刻的了解，對科學的觸類旁通也有了直觀的認識。

我們怎麽檢測大腦的信號呢？是不是把1000億個神經元放電的總和采集到就可以了呢？可是隔著沒有神經元的顱骨，會不會像眼鏡隔著霧似的，看不清結果呢？所以馬斯克提出了打開顱骨，直接把腦機接口放進去。那麽除了電，還可以怎麽看大腦的活動呢？我們可以試想“電從哪來？” “發電廠”孩子們興奮的回答。“那我們以火電廠燒煤爲例。可以測産生了多少電，也可以計算燒了多少煤對吧？那麽大腦也是如此，我們可以計算葡萄糖爲大腦提供了多少能量。把帶有注射放射性示蹤劑的葡萄糖注入，形成核素成像……但是這樣做會有輻射問題，而且實驗成本是很昂貴的。”

“還可以怎麽測算？煤沒有空氣能燃燒嗎？人類的葡萄糖和氧氣反應，是不是也可以看氧氣的含量呢？……”汪待發帶著孩子們像科學家一樣，一步步推理，有邏輯的分析可行性。跟著教授曾面對的困難去體驗、去思考，過程中更體會到了腦科學研究的不易。

幸運的是，汪待發從在清華學習到加入北航科研，花了12年、上萬次的實驗，借助精密的探測技術，終于研究出了“北航超微光技術”，解決了測全腦的問題。像pad這麽大的設備，可以實時監測、多人同步測試，而且在國際上遙遙領先，並已經應用到了很多領域。比如測試大腦的專注力、記憶力，阿爾茲海默病等大腦疾病的治療效果監測，飛機駕駛員飛行狀態危險預警，一些需要博弈、協同合作等等場景的多人檢測需求……

最後的互動環節，孩子們也提出一些值得探討的未解之謎，汪待發教授在肯定孩子們科學素養的同時，提到了腦科學領域的探索仍然處于起步階段，每一項發現都是通往新問題的門，這些問題將會推動未來的科學研究。探索大腦的奧秘是人類科學史上最激動人心的旅程之一，希望孩子們能好好學習，早日加入腦科學研究的隊伍。

“領創少年大講堂”是京報集團專門爲6-15歲青少年打造的科技講堂，目前已舉辦十余期線下活動。未能參加的家長和孩子，可關注視頻號“北京深讀空間”，查看講堂精彩片段。接下來，大講堂將持續推出更多優質活動，助力孩子們的科學夢。

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