未來，讓大腦更“幸福”

楊天

現代社會節奏的加快、競爭壓力的增加，使得神經精神疾病的發病率越來越高，在中國的疾病總負擔中已經占20%。所以腦科學研究的意義，無論對基礎、交叉學科還是實際臨床應用上都非常重要。

抑郁、焦慮、失眠……這些心理疾病如今正成為現代人健康與幸福的“隱形殺手”。心理干預加藥物治療是長期以來人們應對這些精神類疾病的主要手段，而隨著腦科學的發展，科學家們對人類腦部的功能機制研究不斷深入，未來，通過精準有效的神經調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現而努力的一名科學家。作為我國腦科學研究領域的著名專家，段樹民以首席科學家的身份組建了浙江大學腦科學研究技術聯盟，和全國同行一起推動中國腦計劃的實施。他還牽頭建立了浙江大學中國人腦庫，并入選國家健康和疾病人腦組織資源庫，這是全國第一所標準化收集、儲存各種神經精神疾病患者和正常人所捐獻的死亡后的大腦，以及他們的病史資料（匿名）的機構，可為全國的神經科學研究人員提供人腦組織樣本。

由段樹民院士領銜的歷時8年的中國第一個大型腦科學研究集群項目——國家自然科學基金委的重大研究計劃“情感和記憶的神經環路基礎”，為打開大腦“黑匣子”，使“幸福腦”的實現成為可能做出了重要貢獻。

日前，在浙大城市學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，都可以通過調控神經達到一定的作用。從這個意義上來看，幸福腦是有辦法實現的。

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”這個概念？幸福和大腦有什么關系？

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，外部環境怎樣改善也是不幸福的。現在的生活，如果和30年前、40年前相比，絕大部分人在物質生活層面都會比那個年代好得多，但并不一定會覺得幸福感比那個時候高得多。其原因主要是幸福感是一種感覺，是腦的一個活動狀態，并不完全和物質成正比。所以，我們要了解每個人的大腦是怎么感受幸福的。這個研究就屬于腦科學的范疇。

《瞭望東方周刊》：那么，大腦是怎樣感受幸福的呢？

段樹民：從進化上看人的大腦結構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（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。

大腦調控本能行為的關鍵腦區主要是邊緣系統，這一點科學家比較早就已經大致掌握了，但這些區域為什么能影響本能行為以及怎樣影響，目前還不是很清楚。

過去對本能型的研究，腦科學的手段非常少，都是心理學家關注的領域，比如，最著名的心理學家弗洛伊德，研究了一類病人，這些病人沒有器質性的病變，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。當時弗洛伊德嘗試用心理學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。

本能行為其實非常廣泛，一旦出現問題對我們造成的影響也非常大。現代社會節奏的加快、競爭壓力的增加，使得神經精神疾病的發病率越來越高，在中國的疾病總負擔中已經占20%。所以腦科學研究的意義，無論對基礎、交叉學科還是實際臨床應用上都非常重要。

打通神經環路

《瞭望東方周刊》：包括幸福感在內的本能行為等研究屬于腦科學領域，目前這類研究的重點和難點主要有哪些？

段樹民：很久以來，腦科學的研究大致在兩個方面進行：一個是微觀的分子細胞水平;另一個是宏觀的系統和心理認知這個水平。可以說，這兩個水平的研究都取得了比較大的進展，尤其是微觀水平，我們現在對在微觀上神經元怎么處理信號，怎么發放信號等已經研究得非常清楚。在系統和認知功能上，我們也研究出一些規律。但是，我們仍然無法還原這些功能是如何從分子細胞水平來完成或實現的。

最主要的原因是缺乏一個中間的環節，我們叫神經環路，人工智能領域稱之為神經網絡。這個網絡水平的活動才是大腦工作機理的關鍵，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，神經環路太復雜了。我們人的大腦有上千億個神經元，每個神經元又和成千上萬的其他神經元發生聯系。所以過去科學家曾經認為這是不可能了解清楚的，基本上持放棄的態度。要么就去研究非常微觀的東西，要么就研究宏觀的腦功能，把腦作為一個黑匣子來處理。

然而，最近十幾年腦科學飛速發展，交叉學科的合作讓很多關鍵的技術得到突破，這使得科學家改變了看法，認為我們現在有可能對神經環路進行比較好的解析，并在這個基礎上進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場（浙大城市學院供圖）

《瞭望東方周刊》：這些關鍵的技術主要指什么？

段樹民：簡單來說，影響最大的就是光遺傳的操控。科學家在植物上發現一種離子通道，它是對光敏感的，這樣就可以用轉基因的辦法，把光敏感的通道轉基因到特定神經環路里的特定神經細胞上，然后就能對這個環路進行解析，甚至對它的行為學進行解析。

和它相對應的，還有其他一系列技術，包括形態學上的顯微成像技術的發展，神經元聯系的可視化追蹤等等手段，這些使得科學家可以從功能上和形態上對神經環路進行精細的解析。技術的不斷進步，同樣使得科學家有信心對動物復雜的腦功能機制進行詳細的環路解析。

這就可以回到我們幸福腦的概念，既然我們能夠對腦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，這就有了很大的意義。

幸福腦可通過神經調控實現

《瞭望東方周刊》：目前這樣的研究是否應用于實際治療中，從而造福人類了？

段樹民：我們現在已經可以在動物實驗里面對各種行為進行精細的解析和調控。對于一些嚴重的腦疾病，臨床上也已經開始進行腦部刺激療法。比如帕金森病患者，對于那些對藥物不敏感的嚴重病人，可以在人腦內埋入電極，通過電流刺激緩解癥狀。

但是，因為這樣的方式還不能做到精準打擊和無創治療，所以它的應用范圍還不太廣泛。將來如果能和光遺傳學技術結合在一起，我們就有可能更精準并且無創地去控制神經環路，不但是帕金森病，其他一些嚴重腦疾病，如癲癇、成癮以及有嚴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，他們往往會擔心長期服用安眠藥會對腦部產生不良影響，而我們如果將來能做到精準的靶點刺激，在一個很小的腦區，控制幾十個神經元的活動，就可以讓患者輕松處于一種睡眠的狀態，而不用擔心藥物的副作用了。

現在很多人認為神經調控處于一種崛起的風口浪尖，因為大腦不僅通過我們的感覺系統感受全身的信號，也通過我們交感、副交感植物神經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，都可以通過調控神經達到一定的作用。從這個意義上來看，幸福腦是有辦法實現的。腦內有一些物質，我們叫獎賞物質，它們是在受到各種刺激后由大腦分泌，比如多巴胺等。這些物質作用在大腦上，我們就會感到幸福和快樂。而這些物質的釋放未來就可能用神經調控的辦法來控制。

《瞭望東方周刊》：這樣的神經調控技術目前還不成熟？

段樹民：目前用于動物的神經調控技術雖然很精準，但都是有創的，不宜用于人類。科學家正在努力開發一些無創精準技術手段，如穿戴式設備，希望不久的將來能夠實現。另外，這個調控還需要是閉環式的，就是要根據腦的狀態需求進行調控，不然有可能會產生反作用。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賞系統而產生快感，如果不能很好控制的話，他就會反復追求，最后造成成癮，這就違背了調控的初衷。

我們希望，將來能夠發展出一種調控的手段，由醫生設定好參數，跟蹤觀測人的大腦的幸福感是在一種什么狀態，如果覺得狀態不對了，如可能會焦慮了，就進行一定的刺激，讓大腦分泌一定的愉快物質。當然也要有度的權衡，不能過度地追求愉快物質，不能分泌太多，也不能反復刺激。

過去我們講幸福腦往往是通過心理干預，開導病人有良好的心態，健康的生活方式。未來，我們希望能從心理手段過渡到神經調控的手段，如此實現更有效的控制。