若是大脑被移植,你照样你自己吗?

“若是要永生,从脑科学来看,就必须要做脑移植。”本文来自微信民众号:格致论道讲坛(ID:SELFtalks),演讲:王欣(华中师范大学副教授),头图来自:《超体》

每小我私人都有一个小宇宙,就是我们的大脑。脑占我们体重的2~3%,然则要消耗我们20%的能量,可见脑的事情异常忙碌。

有一个词叫脑洞大开,在图中可以看到有2个脑洞。

若是大脑被移植,你照样你自己吗?

那么这个脑洞是怎么形成的呢?据考古学家推测,很可能是古时刻的巫师给病人做手术,来驱赶神经病人脑中的邪灵。脑是一小我私人最主要的器官,若是泛起了疾病,问题就异常严重了。

脑到底是怎么事情的?我们来领会一下脑的基本结构

若是大脑被移植,你照样你自己吗?

脑的形状像一个核桃,外面有许多沟回。脑的基本单元是神经元和神经胶质细胞。一样平常以为神经元的作用加倍主要,由于它可以通报信号。它的样子跟一样平常的细胞很纷歧样,有许多细长的突起。在图中可以看到,神经元的突起相互靠近,末梢险些连在一起。

若是大脑被移植,你照样你自己吗?

末梢有没有相通?早期的科学家由于看不到这里的细微结构,分成了两派:

一派是以意大利的高尔基为代表的神经网状理论,以为这些突起相相互通,组成一张大网;

另外一派是以西班牙的卡哈尔为代表的神经元学说,以为这些突起并不相通,每一个神经元是一个自力的单元。

哪个学派的说法是准确的呢?准确的是神经元学说。

高尔基和卡哈尔二人获得了1906年的诺贝尔心理学或医学奖,也是第一个神经科学偏向的诺贝尔奖。那时他们二人在颁奖仪式上还争论不休,固然厥后的电镜实验证实卡哈尔是准确的。

我曾经到卡哈尔事情的萨拉曼卡大学去访学,那是一个拥有800年悠久历史的大学。

若是大脑被移植,你照样你自己吗?

那时我在内里做一个关于听觉中枢的实验,这个实验是研究听觉中枢的神经元为什么会对新颖的声信号对照敏感?这是一个欧盟的项目,那时有来自3个国家的4个实验室配合开展研究。虽然有许多新的发现,然则并没有给出一个完善的解答。

着实越是做脑科学的人,越会以为大脑神秘莫测,就像一个黑箱,我们把一些信号输入,然后获得一些信号输出。然则在这个黑箱里到底发生了什么,我们并不清晰。

为什么会这样?

若是大脑被移植,你照样你自己吗?

有许多缘故原由,好比我们不能用人脑来做实验,而动物的实验又不能注释人脑的这种高级技术。

此外,我们的脑过于庞大,每一小我私人的脑里边有上千亿的神经元,每个神经元可以形成许多突触,组成一个异常大的神经网络。我们在局部所获得的这些实验数据,很难去注释整个脑的事情原理。

科幻影戏与脑科学

人们对于脑科学的想象以及展望,在许多科幻影片里有鲜明的体现。

若是大脑被移植,你照样你自己吗?

人人若是喜欢看科幻影戏的话,会发现一个征象,即影戏里所讲的知识有一些已经成为现实,或者正在成为现实,而有一些还遥遥无期。

以是,我想通过一些科幻影戏来谈一下脑科学的已往与未来。

这里分了三大类:一是在我们身边已经成为现实的脑科学,一类是在不久的未来可能酿成现实的脑科学,尚有一类是在遥远的未来才有可能实现的。

脑机接口

我们先来看一下在我们身边的有哪些?好比脑机接口、测谎术,尚有弱人工智能。

有许多与此相关的影戏,由于时间关系,我就讲一下《黑客帝国》。《黑客帝国》上映于1999年,那时我刚刚大学结业,电脑还异常少,网速也异常慢,有时打开邮箱要等良久才气看到内里的图片。

那时能看到这个影戏,会感应异常震撼。我们来看内里的一小段视频。

若是大脑被移植,你照样你自己吗?

看过这部影戏的人,应该对这部影戏印象很深刻。它描绘了一小我私人生涯在虚拟的天下里,他所有的感受都是通过电脑来输入的,然后他又回到电脑矩阵里边,用他的意念和对手格斗。这个影戏就反映了脑机接口这样一个科学原理。

脑机接口现在最成熟的手艺就是人工耳蜗,又称电子耳蜗。什么是人工耳蜗?

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我们正凡人是通过耳蜗来举行声电换能,把声音酿成神经感动再传入大脑。有一些病人,他的耳蜗受到损伤,然则他的听神经照样完好的。医生给他植入人工耳蜗,就可以恢复听力。

人工耳蜗包罗体外和体内两个部门:体外部门网络声音,而且把声音酿成电信号;体内部门就是阵列电极,把电信号传给听神经。当使用人工耳蜗的时刻,听到的声音和正凡人会有一些区别,然则经由训练可以正常和人攀谈。

与人工耳蜗类似的人工视网膜也已经问世,使用者要戴一个特制的眼镜,眼镜上面装有微型摄像机。摄像机把图像信息传给光电换能器,光电换能器把它酿成电信号,再传给阵列电极,然后阵列电极再通过视神经输入到大脑。

现在人工视网膜的效果没有人工耳蜗好,使用者可以看到杯子和盘子,可以看到运动的物体,然则还不能识别人脸。

脑机接口尚有一个偏向就是运动输出,也就是用我们的意念来控制机械的运动。

若是大脑被移植,你照样你自己吗?

当我们发生了一个运动意念时,大脑会发入迷经感动给运动神经。这是一个电信号,然后通过电信号传给机械,会使这些机械发生响应的动作。

现在已经有许多截肢的患者,通过这些仿生肢体恢复了运动能力,他们可以用他们的机械臂来拿杯子、写字,可以取钥匙开门。固然它还不能像正凡人这么天真,我们的身体异常灵巧,要让这些机械到达同样的水平还需要时间。

接下来我想讲的是在不久的未来有可能酿成现实的脑科学。它们有理论基础,也有实验希望,只是有一些要害性的手艺还没有突破。好比部门神经和精神疾病的治疗、人和动物对话、影象删除以及换头或者是换脑。

我想稀奇提一下暮年性痴呆症。这是相关影戏《猩球崛起》的一个片断。

影片里主人公的父亲患了暮年性痴呆症,主人公从实验室里偷出了药品给父亲注射,第二天父亲就恢复了康健。

有没有这样神奇的药品?现在是没有的,若是有就太好了。现在暮年痴呆没有特效的药物,只能做一些症状的缓解。

得了这个病以后会有许多显示,好比影象下降,情绪失常,甚至会逐步地失去心智。现在65岁以上人群的发病率是5%,我国的患者跨越了700万人。这种病的病因现在不明,有许多因素会造成这种疾病。

它有两个典型的病变,即神经纤维缠结和Aβ卵白的沉积。如图所示,我们看到里边神经纤维发生了缠结,这个细胞的外面会有Aβ卵白的沉积,也被称为脑内里的暮年斑。

若是大脑被移植,你照样你自己吗?

科学家想了许多设施来祛除这样一些病变,好比以前发现了AD疫苗来祛除Aβ卵白。那时发现疫苗后,人们都兴致勃勃,以为很快就可以治好这个疾病了。然则到了临床试验阶段,有许多病人泛起了严重的脑部炎症,这个试验被迫终止。

我们到底要怎么样治好这个疾病呢?我想借用雄师事家孙子的几个看法。

首先,知己知彼,百战不殆。

我们之以是没有发现一个更好的药物,就是由于我们还不知道它的病因和发病机制,而且这个疾病很可能是一组疾病,而不是一种疾病。以是我们必须要更清晰地领会它的机制,接纳更有针对性的治疗。

第二,调动敌人而不被敌人调动。好比一个疫苗它必须要起作用,然则又不能引起不良反映。

第三,先发制人。当我们的神经细胞已经泛起了这种典型的病变,好比Aβ沉积、纤维缠结,这时再来举行治疗已经为时过晚。以是我们要提前举行诊断,及早防止这些病变的发生。

我本人是学临床医学身世,厥后改做神全心理研究,我也讲营养学和心理学,同时我写了不少科普书。

我有一本书叫《青春密码》,是讲若何抗朽迈。着实抗朽迈也是一个系统工程,要从各方面做起,包罗我们的饮食、运动、睡眠、心理、环境等。只有从各方面培育优越的生涯习惯,我们才气匹敌朽迈,才气防止疾病。

强人工智能是好事吗?

最后我想讲的是那些在遥远的未来可能变为现实的脑科学。一旦成为现实,人类会发生排山倒海的转变。好比强人工智能、不死之脑、人脑最终进化,尚有移魂大法,也就是我们进到另外一小我私人的头脑内里。

首先,我们来谈一谈强人工智能。现在我们所使用的智能手机、智能家电尚有无人驾驶、AlphaGo等,这些着实都属于弱人工智能。

什么是强人工智能?强人工智能就是要让机械具有人类的情绪、理智和自我意识。好比影戏《我,机械人》中的机械人桑尼,他就有人类的情绪,他可以像人一样思索和选择。

这有没有可能实现呢?从我们现在的科学手艺来看是不能能的。由于人为什么具有情绪和理智,科学家并没有给出谜底。

我们只能通过脑成像知道它和什么脑区有关,再通过动物实验知道它和什么递质有关,但它到底是怎么形成的,我们现在并不清晰。神经元的这种电位转变是怎么形成人类心理流动的,这还无法注释。许多的器官功效都可以看作是细胞功效的叠加,然则脑的功效并不是脑细胞的叠加,两者之间差异很大。

退一万步说,纵然机械具有了人类的情绪和意志,对人很可能不是一件好事。它可以从自己的角度出发来匹敌人类,争取自由。

2018年6月,中科院上海分院举行过一次钻研会,主要讲脑科学和人类的社会生长。那时在场的大多数科学家都以为盘算机不能、也不应该具有人类的情绪和意志,人类也不要给自己增添这么大的贫苦。

在那次聚会上,有一位先生是研究社会生长的,他提到了不死之脑以及人的永生。

人人想不想永生呢?

若是要永生,从脑科学来看,就必须要做脑移植。由于我们出生后,脑细胞的数目就基本牢固,而且每年还会以1‰的速率殒命。以是若是我们活到1000岁,脑就没有了。我们要想不死的话,就要做脑移植、换脑,好比分期分批地移植神经干细胞。

做了换脑以后照样不是自己呢?

若是把你的脑一下子换掉,固然就不再是自己了。若是是分期分批地换,脑细胞不停和你本人的意识接轨,储存你的影象,那么你可能照样自己。

然则这样一来,整个自然纪律就被打破了,可能会泛起许多意想不到的事态。

最后,我要讲的影戏是上映于2014年的《超体》。

那时我看了这个影戏后就发生了一个想法——写一部书来讲脑科学,由于我以为这个影戏里有许多跟脑科学相关的内容,固然有真有假。厥后我写了一本书叫《打开黑箱——通过36部经典影戏解密脑科学》,通过影戏来引出一个知识点,再睁开叙述。

我们看一下这部带给我们灵感的影片片断,是关于潜能开发的。

影片中的女主角露西是由于一个药物,潜能从10%开发到100%。

现在有没有这样的药物?科学家在想设施生产一些益智的药物,好比促进神经细胞的树突棘的发育,或者促进我们的神经递质的作用。固然,这样的药物现在还没有问世。

然则我们想一想,一旦这种药物被发现,会发生什么情形?首祖先可能会南北极分化,有钱的人有可能会变得加倍伶俐。另外,若是这个药物对照廉价,人人都可以吃的话,所有人都市变得很伶俐,这个天下就会太完善了。

从我小我私人来说,着实我并不想看到这样一个场景。我以为任何事情到了极致,很可能就是终点。

人人若是喜欢看科幻影戏就会发现一个特点——绝大多数的科幻影戏描绘的都是一个充满灾难的未来,好比《生化危急》、《雪国列车》。科学真的会使未来变得更好吗?

科学就是一个工具,若是我们合理地使用它,固然可以造福人类;然则若是我们滥用它,用在一些危险的领域,也可能会造成灾难。以是我们应该热爱科学,但不要迷信科学,以为科学一定是万能的。

祝愿人类的未来加倍美妙,谢谢!

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