整個腦髓重量約為1300克，包含1000億個細胞�！斑@個數目和銀河系一樣龐大”。大腦可能是人身上最神奇的“構件”了，它掌管著所有的感覺和動作，哪怕你只是想抬一下你的一個手指，那么簡單而短暫的一個動作，都是由大腦通過神經一步一步地傳達過來的。人的大腦，每天可記錄信息8600萬條，其信息量相當于世界藏書量最大的圖書館——美國國會圖書館藏書量的50倍。美國國會圖書館藏有1000萬冊書，那么也就是說，人的大腦可以貯存50億本書的信息。大腦神經功能細胞之間每秒鐘可以完成信息傳遞和交換高達1000億次，為了盡快地回收、篩選、儲存和傳輸信息，大腦的神經細胞回路，比全世界的電話網絡還要復雜1400倍。處于激活狀態下的大腦，每天可以完整地記住4本書的全部內容。
腦的重量和智力有很大的關系。從進化的角度來看，動物發展得越高級，其腦重量與體重之比就越大：鯨的腦重是體重的一萬分之一；獅子的腦重是體重的五百五十分之一；大象的腦重是體重的四百四十分之一；猴子的腦重是體重的九十分之一；而萬物之靈棗人的腦重是體重的四十分之一。然而可惜的是，到目前為止，并沒有任何人可以從這樣一個有無限潛能的組織中得到那么大的饋贈。人類對大腦的利用率只有5％，最杰出的科學家也只有10％而已。
科學事實表明，大腦比傳統的看法更加主動和積極的參與了我們眼中世界的形成。例如，對語言的研究使人們不得不認為人類大腦中存在一種被稱之為“通用語法”的生物學程序。因為兒童對句法的掌握不是通過明顯的“嘗試——錯誤”的漸進方式，而似乎是一蹴而就的。同樣，一名演講者在做手勢時，手在聽眾視網膜上所成的像隨距離而變，但聽眾總能判斷出它的真實大小。這就是說，我們對外部世界認知并不只是分析視網膜的映像，腦必須主動建立一個視覺世界。對人的精神世界進行探索并揭開它的秘密是一個艱苦而漫長，甚至是最終并不會有結果的過程。就目前而言，人們仍無合適的技術手段來把握人的主觀世界，這就為從科學的角度對其深入研究造成了困難，同時，我們要想更好的揭示大腦的奧秘，還需要研究方法和思路上的更新�！吧窠浕顒涌勺罱K歸結為在細胞和分子水平上所發生的事件”是近數十年來腦科學的主導思想，由此所積累的大量知識是我們全面、深入認識腦功能的基石。但是，這并不充分，對大腦的研究，還需要一種多層次，多角度的綜合性思維。
關于腦科學
腦科學，或稱神經科學，是用多學科的手段綜合研究腦的正常功能和腦疾病機制的一門新的學科，主要研究知腦、保腦和創腦腦科學。即當前世界范圍的腦科學研究主要致力的三個方面：認識腦、保護腦和開發腦。
“知腦”的研究任務是，解析腦的功能和它處理信息的獨特機制，例如識別、學習、智能、語言感情、思考、記憶、意識等機理，最后目標是搞清楚自我意識和社會意識以及語言和思考、知識的關系，并且把這些成果應用在教育、社會心理、產業心理和災害心理等方面，為完成另外兩個課題——“保腦”和“創腦”創造前提條件。
“保腦”的主要目標是解析腦細胞的功能和它傳輸信息的生化學機制，把握腦的老化、阿爾茨海默氏癥、帕金森氏癥、精神分裂癥等多種神經和精神疾病、智力發育障礙、新陳代謝異常、遺傳性疾病以及外傷、中毒和感染病癥等的發病原因，并根據新的原理開發根本性的預防的治療方法，保護腦不受傷害，最終實現控制人腦老化、開發人工神經、預防精神障礙等理想目標。
“創腦”的任務更為艱巨。它要在解析腦所具有的極其精密的神經網絡和神經系統的結構和功能的基礎上，開發與當今計算機不同的處理信息、具有高檔次的精神功能的計算機系統，如神經芯片、神經網絡式計算機等。
腦科學涉及到生命科學的各個方面，包括心理學等，是一門典型的邊緣科學，所以研究的難度令人卻步，但目前在世界各國科學家的共同努力下，腦科學研究已經取得突破性進展。腦科學的發展世紀展望在腦科學中可能不會出現象達爾文的發現或DNA雙螺旋結構的發現所產生的改變生命科學全貌的情況，但是，在腦的高級功能的研究中，我們也許能期待新的發現和理論出現，導致對腦的認識的革命性變化。
近期腦科學發展
科學技術的發展使人的思維和意識——這個一度只有哲學家才會涉足的領地成為最前沿和最具挑戰性的問題。1989年，美國國會通過了“命名自1990年1月1日起的今后10年為‘腦的十年’”的提案。這一提案旨在敦促和呼吁美國公眾及相關的組織與政府一道，關心和促進神經科學的研究。這是美國國會第一次對一個具體的領域作出有效期為10年的決議。同樣引人注目的是，7年之后的1996年，日本繼1986年制定并實施將腦研究放在重要位置的《人類前沿科學計劃》之后又推出了一個稱之為“腦科學時代”的龐大計劃，擬在20年內，每年投入1000億日元，使日本的腦科學研究達到甚至領先于世界先進水平。在我國，腦功能研究列入了重大基礎科學研究計劃——“攀登計劃” 。歐共體在1991年成立了“歐洲腦的十年”委員會。這些舉措充分反映出腦科學近年來蓬勃發展的勢頭，也預示著關于腦的研究是未來國際科技競爭的重要方面。
人們最早開始采取實證的方法觀察和研究大腦及其產物，是在19世紀末期。然而，直到上個世紀60年代，對腦的研究才真正進入飛速發展的黃金時期。
首先，由于生理學、分子生物學、解剖學、遺傳學、醫學、物理學、計算機科學等學科的發展，為腦科學的發展提供了理論指導和技術手段。特別是核磁共振成像技術等無損傷腦探測技術的出現，更是大大方便了人們對活體大腦的研究。其次，來自實際的需求也拉動了腦科學的發展。一方面，神經性和精神性疾病一直是影響人類社會最嚴重的疾患之一。據估計，美國受神經系統疾病侵襲的人數高達5000萬，用于這些疾患的治療、康復及相關的費用，每年均超過3000億美元。
因此，闡明腦的工作原理，弄清楚各種神經疾患的發病緣由，將為設計出更加高效而副作用小的藥物提供可能。另一方面，對大腦和神經網絡機制的了解，是開發新一代仿腦計算機不可或缺的。信息的傳遞、處理和存儲是未來國際競爭中的一個關鍵因素，誰擁有功能強大的計算機，誰就將掌握競爭的主導。在日本人雄心勃勃的“腦科學時代”計劃里，一個重要的組成部分就是所謂的“創造腦”。其實質性內容就是開發仿腦型器件和結構，設計仿腦的信息產生和處理系統。到今天，對神經系統的基本組件、大腦的構成和功能劃分的認識，人們已經有了大致的輪廓，并以從分子的水平對腦的運行作出闡釋。對一些低層次的應激性神經活動，人們已經形成了比較一致的看法；對運動的控制、視覺聽覺的形成、語言的發生等高級功能，也有了一些很好的理論假設。用“碩果累累”來形容近年來腦科學發展的研究成果，應該是恰當的。
世界腦科學發展
隨著理論的完善和新實驗工具的涌現，大腦最深層的一些奧秘開始浮出水面。科學家們在今年美國科學促進協會波士頓年會上說，在新理論、新技術和新模型的基礎上，研究人類認知過程與大腦的關系首次成為可能，科學家已開始逐漸理解大腦的數百萬個神經元，如何通過相互作用控制著人類認知行為的產生，并幫助人類根據環境而制定下一步的行動目標。
A．區域轉換能力
近日，德國海德堡馬克斯－普朗克學會醫學研究所所長貝爾特·扎克曼教授宣布，人類大腦皮層中的分工很細，包括主管視覺、聽覺、味覺和嗅覺等諸多區域。一旦某個區域受到損害，人們的各種感覺就要受影響。但研究發現，人類大腦具有神奇般的能力，它能夠將一個區域的感覺能力轉移到大腦皮層的另一區域以彌補損失。扎克曼最新的研究成果證明，只要通過反復練習與使用，新的區域能夠勝任原來區域的職能。扎克曼還要編制一套幫助患者康復的練習方法，最終目的是要讓中風者能很快恢復語言能力，癲癇病患者能夠很好地辨別方向。
B．記憶是如何形成的
這是一個長久困擾科學界的謎。由麻省理工學院瓦格勒教授領導的一個小組率先借助先進的腦成像技術，“拍攝”下了在記憶形成、存儲和刪除過程中大腦相關部位的活動方式。美國霍華德·休斯醫學研究所科學家在波士頓年會上公布的最新成果則更進一步，他們利用腦成像技術不僅發現了造成老年人記憶困難的認知機制，還通過研究首次揭示了老年人大腦的左前皮層中存在大量未充分開發的認知資源，這些資源不僅沒有因為衰老而受損，而且還有可能用來部分恢復因年老而造成的記憶障礙。其他科學家則在從神經生理學、細胞學和分子學等角度研究睡眠和記憶的關系。初步研究結果表明，睡眠可能對長期記憶的形成起到一定作用。
C．神經細胞變化
最近幾年來人們最有趣的發現是：神經細胞在不斷變化，它們在不斷地同“鄰居”建立新的聯系，同時取消舊的聯系。這種現象很可能是人學習過程的神經基礎之一。如果一些神經細胞習慣于一起活動，那么，它們的聯系就會得到加強，一個神經細胞活動就會帶動另一個神經細胞活動。
科研人員的另一個重大發現是：人雖然老了，但神經細胞不會死亡，或者說很少死亡，甚至在人的整個一生中都會有一些新的神經細胞產生。有一種很錯誤的看法是：人到了一定年齡，即長到25歲左右時，每天都會失去大量的神經細胞。一些科研人員散布這種看法依據的是60年代初到80年代的研究結果。但在那個時期，人們是很難計算神經細胞數量的�，F在，計算過程已計算機化。新的計算表明，人在正常老年時期不會失去神經細胞(或者失去得很少)。但是，一些疾病，如阿爾茨海默氏癥和帕金森氏癥，則能夠使人失去一些神經細胞。
既然無病的老年人不會失去神經細胞，那么，應當怎樣解釋老年人認識能力的下降呢?實際上，這是由于老年人的一些神經細胞僵化了，失去了演變的能力，可塑性減弱了。老年人神經細胞的數量并沒有減少，但神經細胞的個體能力減弱了。
將近一個世紀以來人們一再重復的另一個錯誤觀點是：我們每個人在出生時就儲備有一定量的神經細胞，這些神經細胞不會再生。這種觀點是神經生物學的教條之一。這是錯誤的。腦神經細胞產生于人的成年時期。在記憶機制中起主要作用、被稱為海馬的小部分皮質的情況證明了這一點。這種再生是不可忽視的。
由神經細胞的再生現象我們可以想到，治療大腦疾病的前景是很廣闊的。人們已經在動物身上進行了很有希望的試驗，但現在還不能把有關的技術應用于人類，大腦和身體其它部分是一個整體，大腦有病會引起其它的身心疾病，反之，身體其它部分也會通過激素影響到大腦。
大腦有1000億個神經細胞，每個神經細胞又同其它的神經細胞建立有1000種聯系。這樣算起來，數字將是極大的。大腦在形成的過程中產生的神經細胞數量會超過需要的數量。每個神經細胞都有自己的位置并同其它神經細胞建立聯系。這種復雜的機制是每個人的單一性和不可“復制”性的保證
D．大腦隨人一起長
人們一般都認為，人的智力與生俱有，即所謂“天資”。然而，最近在《自然》雜志上，美國一研究小組發表了他們多年的研究結果顯示，人腦直到青春期還在發展，“年輕人的行為決定了他們的智力情況”。美國加利福尼亞的洛杉磯大學和加拿大的科學家，使用了磁共振掃描儀，對3歲到15歲的試驗者進行了三維攝影，觀察他們腦部的變化和發展。這是世界上第一次如此詳細地研究人腦的發展變化和照片拍攝。試驗者的年齡在3到15之間，觀測的時間從兩周到四年。他們主要觀察連接人腦兩半球的中間部分的形狀和大小的改變，因為這個部分是人腦的其他區域活動的指示器�？茖W家觀察到，在人腦的某些部分，灰腦質的體積在一年內增大一倍，然后它們互相結為網絡，與此同時，那些沒有被使用過的灰腦質細胞就死亡或消退。正如一位參與研究的科學家說：“令人驚奇的是，在人們本來認為人腦已經發展成熟的階段，人腦還會做局部的結構改變�！笨茖W家發現，在3歲到6歲時，灰腦質主要在前腦部增多，這個區域與人的行為組織和計劃能力以及精力的集中能力有關，而在6歲到12歲，則主要在后腦部增多，這個區域與人的感情和語言能力以及空間的判斷力有關，這就是人過了12歲后學習語言感到困難的原因。過去，科學家認為，人過了6歲就停止了大腦的發展。美國科學家現在的新發現告訴人們一直到青春期人腦都在發展，而且確實是服從“用進廢退”的原則，望子成龍的家庭和教育工作者，對此應該給予足夠的注意。
E．大腦細胞可再生
美國普林斯頓大學的一個研究小組說，他們證明了在成年猴子的大腦皮層中生出了新的神經細胞。大腦皮層就是大腦中產生最高級的功能的部位。他們說，這一研究結果對于治療和預防大腦疾病以及中風或由頭部受傷引起的腦損傷具有巨大的潛力。伊利諾伊大學神經學計劃主任威廉·格里諾在一則聲明中說：“這是一個全新的結果。這些數據迫切要求我們對人腦的發育重新進行分析……如果我們所揭示的情況同樣適合于包括人類在內的所有靈長類動物，那么就意味著我們真的需要改寫有關大腦發育以及經驗對大腦的影響方式的書籍。長期以來，醫生們所受到的教育一直認為，一旦大腦發育成熟，就不會再產生新的腦細胞。如果神經細胞死了，就永遠不會有替代它的細胞。最近的研究表明，這種說法未必屬實�？茖W家甚至已經發現和培育了干細胞——即能夠生成任何種類的腦細胞的萬能細胞。他們把這些干細胞植入動物體內，發現它們能夠生長并發揮作用。但此前在大腦皮層即大腦最復雜的區域內，還未曾發現過成長中的新細胞。大腦皮層所執行的功能包括決策、識別和學習等。普林斯頓大學的伊麗莎白·古爾德和查爾斯·格羅斯利用獨特的化學示蹤裝置，發現了猴子的大腦皮層中有生長中的新細胞。他們在《科學》雜志上撰文說，他們的研究結果將大大改變有關大腦的研究。格羅斯在一則聲明中說：“人們曾經這樣想過，‘如果說大腦皮層對于記憶十分重要的話，那么它會是如何變化的呢?’事實上，相反的看法也完全能說得通——如果說記憶是通過經驗形成的，那么這些經驗必須在大腦中產生變化�！惫艩柕抡f，有朝一日，這一信息可以用來幫助尋找治療阿爾茨海默氏癥或帕金森氏癥的方法。這兩種疾病都與大腦細胞的減少有關。
F．意識的產生
人之所以成為人，一個重要的特征是有意識。但意識一直被認為不可研究。在本次年會“意識生物學”專題研討會上，科學家們說他們現在不僅可利用科學方法來研究意識，而且還在探討意識形成的生物學基礎。一項重要發現表明，人的行為很多時候是在無意識的情況下產生的。這一發現同時引發了一系列有關意識的新問題，如在意識和無意識的產生過程中大腦的活動是否會有所不同等，這有待進一步研究才能回答。
G．語言和思維
在大腦如何控制人通過視覺識別物體、以及大腦與語言和思維之間的關系上，科學家們也有重要發現。美國麻省理工學院神經學家希勒宣布，他和同事經過研究發現，在大腦中存在著兩套信號處理系統，它們之間的相互作用，控制了眼睛能做連貫的掃視運動。近來的一些其他新成果對語言的產生、語言的理解能力和大腦特定區域之間的關系作了修正。例如，大腦成像分析顯示，以前一些據認為與語言功能無關的大腦結構，可能在人的語言能力中起到作用。
但語言對人類的思維、行為方式會產生多大影響？在人類多樣化的語言表達方式中是否存在相同的大腦活動？為回答這些問題，科學家正在利用大腦成像等技術進行實驗，并試圖將實驗結果與語言學成果相結合，以盡量減少無根據的假設。他們在會上指出，這種系統研究方法將幫助人們在未來更好地理解大腦與語言、思維之間的復雜關系。
中國近年腦科學大事
2001年10月，繼加入人類基因組計劃之后，我國科學家又加入了一項國際性科研計劃——人類腦計劃，成為這一計劃的第20個成員國。4日至5日，我國科學家唐一源博士等人赴瑞典參加了人類腦科學計劃的第四次工作會議。
2001年10月18日，北京大學腦科學與認知科學中心成立。成立儀式之后，中心舉行了首次學術報告會。北大腦科學與認知科學中心的核心學術隊伍來自北大心理學系、生命科學學院、信息科學中心、神經科學研究所、精神衛生研究所和大學附屬醫院的部分科學家。該中心將承擔國家基礎科學研究的任務，從分子與細胞、系統、認知、行為等方面對人腦的結構和功能展開多層次、跨學科的綜合研究，探索大腦信息加工的認知和神經機制，建立可以實施的計算模型。
2001年，第一軍醫大學神經科學研究所舒斯云教授發現人腦新大陸——“邊緣區”，被國際權威專家稱為“舒氏區”，“邊緣區”理論也被權威學者列入專著，并被國際神經科學界廣為引用。“這是一個從未見過，也從未見人報道過的‘新大陸’。而細胞形狀不同，功能肯定也不同�！笔嫠乖瞥藙僮窊暨M一步發現，不僅老鼠，而且在貓、猴子和人的大腦中都存在這一區域�！靶麓箨憽闭锰幱谌四X各區域之間的“樞紐”位置，與它們有著密切的功能聯系
由香港大學語言神經科學與人類認知實驗室譚力海博士主持的研究小組，應用功能磁共振成像技術，發現中國人大腦語言區與英美等國人大腦語言區在空間位置上有明顯不同。這為腦損傷病人術前語言活動區臨床診斷提供依據。其觀點為：中英文屬于兩種截然不同的文字體系。中文作為表意文字，它的方塊字形具有較強表意功能。中文字發音采用單音節方式，字形與字音聯系發生在音節水平；而英文單詞每個字母均可發音，整個單詞讀音由字母語音組合而成。其研究成果為：采用單詞產生、同義判斷、同音判斷、韻律判斷、漢字命名等認知加工的方法，發現在默讀與加工中文時，左半球額中回第9區和第46區活動最強。而西方學者發現，以英語和其它拼音文字為母語的人的大腦語言區位置是在左半球額下回前側（第45、47區，主管語義分析）和后側（第44區，主管語音分析），以及左半球額上回后側（第22、42區，主管字母－聲音轉換）和額枕葉聯合區（第37區，主管形音）的聯合。
中國首家人腦庫在安徽合肥建成。目前腦庫已經收集腦標本40個，并已建立了標準腦庫操作室，可以為全國乃至全世界的醫學家提供腦組織用于治療疑難病癥或做科學研究。腦庫的建立標志著人類對腦科學的探索、對人腦生理和病理的研究進入了嶄新的階段，給目前用一般方法無法治愈的腦病患者，如老年癡呆癥、帕金森氏癥、癲癇以及部分精神疾病患者帶來了重獲健康的曙光。
腦的功能定位
腦分為不同區域，如感覺區、語言區、識字區和運動區等，不同區域執行不同功能，有的管視覺，有的管語言，有的管思考。對大腦各區域所司職能的了解，最初是通過對某些特殊病例的研究而獲得的。從控制語言中樞的布羅卡區和韋尼克區，到與記憶有關的“海馬區”，都是如此。
19世紀初，德國科學家弗倫茨一約瑟夫·加爾肯定地說，顱相能反映大腦功能情況。他認為，位于頸上部、顱骨下部的小隆凸主管性欲，上面幾厘米處的隆凸主管爭斗，另一個隆凸主管快樂……加爾創立的顱相學風行一時，但由于缺乏科學依據，被人們放棄了。但人們并沒有放棄他提出的大腦功能定位理論。1861年，法國科學家保羅·白洛嘉向同行們介紹了一個病例：病人大腦內有一個雞蛋大的部位發生病變，病人無法講話，但似乎仍能理解別人對他說的話。白洛嘉得出結論說，這名患者的大腦病變部位正是大腦中的清晰語言區。這個區域后來被人們命名為“白洛嘉腦回”。后來不久，人們又發現了大腦中的理解功能區。這個區域如果受到損傷，人的理解力就會受到損害，但表達能力卻不會受到損害。腦神經學醫生研究了許多大腦受損傷的病例：一名以色列士兵頭部被彈片擊中，結果該士兵睡覺不能做夢了；一個美國礦工被一根金屬棒擊中頭部，結果該工人的情緒再也激動不起來了……醫生們從這些病例中弄清楚了大腦相關部位的功能。
但是，大腦功能定位問題并沒有真正得到解決。只要仔細分析一下患者的癥狀，往往會發現各種并發癥。實際上，并不存在單純的病證。大腦的每個部分并不是孤立的，某一個區域可能具有專門的功能，但它也需要其它區域的協助才能運轉。另外，由于技術原因，現在顯示的圖像實際上只能表示大腦的某些區域比另一些區域更活躍。顯然，還有一些區域需要我們去探索。
如果說我們還不能給大腦的一種功能定位的話，這一功能很可能就是指記憶功能。據一些科研人員說，我們的大腦并不像計算機那樣有單獨的存儲器。經驗是深化于大腦中各個部分的�；貞浘褪恰爸匦驴紤]我們周圍的世界�！彼�，我們總是“經常在重新發現我們的過去”。
腦科學與教育
A．第一個腦科學新概念是大腦神經突觸生長呈倒U狀的模型假說。大腦的秘密主要在于神經細胞，而腦科學研究發現，早期大腦神經突觸聯系形成最為迅速。有這樣一個腦科學事實，人在出生20年里神經突觸密度的變化呈倒U型，即剛出生時低，童年期達到高峰，而成年后則又降低下來。這表明神經突觸密度與智力水平是直接關聯的。從出生到10歲，隨著突觸聯系和密度迅速增加，與此相關的技能和能力也隨之迅速發展，一直持續到成年后才逐漸衰退。假定這個倒U狀模型是存在的話，似乎可以得出這樣一個結論，突觸生長高峰期的童年是學習收獲最多和智力發展最充分的時期。這項研究發現對開展早期教育提供了科學依據，盡管還沒有完全證實，但值得進一步探討。
B．第二個腦科學新概念是大腦發育的關鍵期假說。大腦發展的關鍵期概念是英國學者戴維.休伯爾等人在60年代提出來的。他們的研究發現，將出生后的小貓或小猴子用外科手術縫上眼皮，數月后打開，這些動物就無法獲得視覺信息，盡管它們的眼生理機制是正常的。而且這些早期剝奪了視覺經驗的動物在視皮層上的結構也有異于正常的動物。休伯爾等人由此提出了一個視覺機能發展的關鍵期概念。其科學結論簡要說來就是，腦的不同功能的發展有不同的關鍵期，某些能力在大腦發展的某一敏感時期最容易獲得，如人的視覺功能發展的關鍵期大約在幼年期；對語言學習來說，音韻學習的關鍵期在幼年，而語法學習的關鍵期則大約在16歲以前。此時相應的神經系統可塑性大，發展速度特別快，過了這段關鍵期，則可塑性與發展速度都要受到很大的影響。此外，對不同的人來說，腦的不同功能發展的關鍵期也并不完全一致。所以在教育中要抓住關鍵期，使腦的不同功能得到及時的發展。這對于在兒童的教育中如何發展腦的最大潛能而不導致認知障礙有著重要意義。
C．第三個腦科學新概念是大腦的變化、學習和記憶及腦內神經元的聯結程度決定于環境對大腦的刺激。腦科學研究發現，多姿多彩的環境刺激對早期大腦發展具有顯著的影響�？茖W材料證實，大腦的生理變化是經驗的結果，而大腦功能的水平在很大程度上取決于其工作時所處的環境狀態，服從“用進廢退”的規則，不能缺乏足夠的刺激。環境影響基因的變化，基因決定環境的作用，這是腦科學研究得出的一個新的見解，而這里的關鍵因素是對腦的刺激。人們在研究中已經認識到，引起腦內巨大變化的主要是有學習和記憶參與的活動而不只是體力活動，像課外愉快的交談，有意義的交往，填字游戲和勤奮的閱讀，都可以不拘一格地使人腦得到刺激。這些涉及到教育管理學、學校衛生學、教育心理學、教育社會學、教學論和教材教法研究等諸多領域的理論和實踐，富有啟迪。
D．第四個腦科學新概念是腦高級功能的生理基礎主要是后天形成并終生可變，不存在先天預成的智力，也不存在單一性的智力，心智的結構是多元的。腦科學研究的這一項發現與上述發現有著密切的聯系，即智商不是生來固定不變的。智商測試或許是一個有用的工具，但智力實際上是多元或者說多重的。因為每個大腦表現出來的個體特征不盡相同，在情感、行為和認知能力上存在著差別。在這方面美國哈佛大學心理學教授加德納曾花數年時間分析了大腦和大腦對教育的影響，他的結論是簡單但極其重要的。在加德納看來，傳統上大多數所謂智商測試都集中在語言智力和邏輯數理智力上，全世界很多學校教育也片面集中在這兩種能力上，致使我們對大腦學習潛力產生了一種不正常的、有局限的看法。而他所提出的這一“多元智力理論”，拓寬了人們對智力的認識，既向傳統的智商測試提出了挑戰，又為教學策略的研究提供了腦科學依據�！ �
E．第五個腦科學新概念突出了杏仁核在情緒反應乃至大腦整體結構中的關鍵作用，并強調大腦神經系統和行為系統的整合機能，進而提出“情感智力”和“情商”（EQ）概念，向那種狹隘的經典智力和智商（IQ）概念提出了挑戰。腦科學研究越來越多的證據表明：情感在人類學習中起著不可低估的作用，情感與認知并不是對立的兩個過程，而應當理解為兩個并行的過程，它們以特殊的方式聯系在一起，對有機體有不同的意義或價值，都是腦神經整體功能的體現，反映出神經活動的效率。
腦科學研究已被證實是當前教育發展的重要方面，許多學者都預言其將會得到更加長足的進展，為在腦科學與教育科學之間建立新的研究領域和學科門類提供方法和理論的資源。
腦科學與人類進步
21世紀即將作為“腦的世紀”而掀開新的一頁。腦是21世紀仍處于相對未開發的為數很少的幾個重大前沿之一。在21世紀，人類認識自身和腦的歷史進程必將是由兩個車輪推向前進的：“基因組”和腦科學�；蚪M作為生命的藍圖，是分子總設計師。但是，在腦內有序生成的過程中，對遺傳的信息的需求是很小的�；蚪M后時代的腦科學必定是以基因—腦—行為的結合為其特征的。
在揭示腦的高級功能的整體性的道路上，揭示“意識”的腦機制，乃是腦科學的戰略目標。日本的《腦科學時代》計劃中，其20年后的戰略目標是闡明自我意識和社會意識的腦機制。這標志著意識已經從泛泛的議論成為嚴肅的研究課題了。近來的文獻中，將意識歸納為： (1)一種整合的協同的可控的行為；(2)對新事物的檢測和適應；(3)目標導向行為，具有完成給定任務的靈活性和制定因條件而異的計劃；(4)使用語言；(5)使用一定的明顯記憶；(6)采用交替認知。
腦和神經系統的疾病是困擾和危及人類的主要疾病。其中，腦老化、神經系統退行性疾病、藥物成癮和神經系統的損傷所造成的影響更為嚴重。所以，研究腦科學對整個人類的健康就更具有重大意義。
人類認識自然，認識生命，和認識腦是相互促進的。只有更好地認識自然，才可能更好地認識自身；在理解腦和生命的基礎上，也才會更好地認識自然。古往今來，腦一直是哲人學者們持續爭論的領域：從古老的靈魂與肉體的爭論到當代腦—思維—計算的關系的科學探索，都折射出了人類關于腦的思考。俗話說：“一方水土養一方人”。腦科學必將最終清除那些超自然觀念的塵埃，在“腦神經的人間”找回自我的內心世界。
腦科學發展趣事記
2001年1月
加拿大科學家發現了人解讀聲音的大腦部位。一見鐘情已令人費解，但醫學界發現，即使只聞其聲而不見其人，也足以令人“一聽傾情”。加拿大蒙特利爾神經病學院一項研究發現，人腦某一個特定部分，負責辨認人的聲音，而這種辨認能力可以將人聲所含的復雜情感解碼，而這可能正是人們對歌星等的聲音“一聽傾情”的關鍵。
2001年3月
研究發現數學天才用腦部位與常人不同。法國和比利時的科學家聯合進行一項研究，試圖找出數學天才和一般常人的大腦是否有差別。他們在發表的報告中說，研究發現能夠快速心算復雜數學問題的人，可能是因為他們能夠使用其他人無法使用的大腦部位。
2001年4月
科學家發現，從事腦力活動的人不易患老年癡呆癥。 研究發現注射葡萄糖及吸氧能顯著提高大腦功能。英國一所大學的人類感知神經學中心主任安德魯·斯奇雷博士指出，通過給人體直接注射葡萄糖制劑或是讓人體吸入純凈的氧氣，將可以提高人腦的功能。
2001年5月
科學家首次發現70歲人大腦仍會長出新的神經元（腦細胞）。他們在患者的一個小小區域———海馬狀突起處發現了新生的神經元、能夠使大腦恢復部分功能。這里處于大腦深層，對人的學習和記憶能力非常重要。這一發現否定了此前科學家關于成人腦細胞損傷后就不能再生的定論。 科學家發現控制“自我”的人腦區域。美國加利福尼亞舊金山大學神經學家布魯斯·米勒說，他們在治療患有一種罕見的腦葉萎縮癥的病人時，發現了控制人的“自我”意識的腦部區域。這個位于人類大腦右額葉前部的某個區域，看來“儲蓄”著人的自我意識。通俗點說，人的個性特質、信仰、喜好與厭憎之意，都是從那里產生的。
2001年6月
美國科學家進行的一項實驗表明，進入人類視野的東西并不一定全都會被看到，大腦對于人看到的事物應該是什么樣子，可能有一種先入為主的“成見”，即它只讓我們看到部分事物�？茖W家把這一效果稱為“運動致盲”。他們認為，大腦是從零散雜亂的視覺輸入信號中選擇信息來組織成圖像的，在這個過程中大腦有時候會剔除某些信息。
世界上第一例成人神經干細胞自體移植手術在復旦大學附屬華山醫院完成。這標志著在國際生物高科技革命的競爭中，我國的神經干細胞基礎研究和應用已經跨入了腦修復再生醫學的新門檻。
腦科學前景展望
1．神經活動的基本過程
在神經系統的活動中存在著一些有普遍意義的基本過程，包括神經信號的發生、轉導、傳導、突觸傳遞等。在離子通道方面，將來會發現更多的新通道或通道的亞型，確定更多通道的氨基酸順序以及內含子-外顯子的界線，從而推出通道類型間的自然進化關系，形成通道的分類模式，并揭示通道類型的家族關系。對于神經經遞質存貯、保持、釋放、調節過程目前已經有了一幅概圖，其中的一些精細過程將得以清楚地闡明。由于在腦中所有的信息處理均涉及突觸、神經遞質受體的分子特性、遞質和受體的相互作用無疑將繼續在腦科學中占有關鍵的地位，對由G-蛋白偶合的第二信使級聯反應所介導的信號轉導方式及其在腦功能中的作用的研究，會有重要的拓展。人們將不斷揭示新的神經調制方式，對神經系統的控制其自身特性方式的多樣性形成更完整的認識。神經系統的發育的關鍵問題之一，是細胞運動和誘導信號的相互作用。應用低等動物簡單神經系統對這種相互作用的細致分析，以及作為其基礎的細胞間信號傳導、轉錄調節、基因表達的研究將繼續成為研究的重點。對在發育過程中神經元整合各種分子信號形成突觸和組成神經回路的研究將取得重大進展；將有更多的神經營養因子被鑒定，相應的受體被發現，它們在發育中和成年腦中的作用將逐漸被闡明。這些研究的進展將使人們更清楚地認識到，在發育過程中遺傳突變的表達如何引起神經系統的缺損。
神經系統疾患在應用分子遺傳學的方法對遺傳性神經系統疾患的研究方面，已經有了良好的開端，若干影響腦正常發育或產生進行性腦變性的缺損基因已經被定位或鑒定。迄今為止，所考察過的基因還不過是組成人類基因組中的百分之幾，隨著基因組研究的進展，這方面進展的步伐將會大大加快。同時，運用基因定位技術，有可能追蹤DMA的某種標志，以確定是否存在某種特定的基因，并利用這種標志在癥狀出現之前就發現遺傳性疾病。一個合理的估計是，在未來幾十年內，人們將能預測大部分的遺傳疾病的未來表達或確定缺損基因的定位；產前診斷和遺傳篩選程序將大降低某些疾病的發病率。鑒定缺損基因之后，將對這些基因如何引起病癥的機制進行探索。只有當對致病機制有深入了解之后，才可能有針對性地發展某種藥物或治療方法，防止或阻遏病理性變化�？梢灶A期，這將是未來研究的一個熱點，并將取得迅速的發展。
2．腦的高級功能
對于腦的高級功能，諸如感知、運動控制、學習記憶、情緒、語言、意識等的認識，可能會取得突破性的進展，幾十年來，對于以細胞、分子事件為基礎的局部神經網絡如何組裝起來構成龐大的復雜的腦來實現高級功能，既缺少有成效的研究手段，在理論上也只有很模糊的想法。感覺信息如何整合起來用以認知外部世界?意識如何被控制?意識的整體性怎樣被保持?突觸可塑性與學習和記憶形成、記憶檢索是怎樣的關系?語言的中樞表象是什么?對于這些問題，我們的了解還剛剛開始。人們將創立一系列新方法，包括若干原理上全新的方法，把離子通道、突觸、神經元的興奮和抑制等概念與腦的高級功能溝通起來。現有的腦成像技術的時間、空間分辨能力將大幅度提高，新的元創傷檢測腦活動的技術將進一步發展起來。在清醒動物上，多電極同時記錄不同腦區神經元群體的活動和高級功能研究結合起來。計算神經科學的發展將進一步揭示腦執行各種高級功能的算法。基于神經生物學的實驗資料及基于數學和物理上的分析的腦高級功能的模型，有可能在腦科學中產生重大突破。腦科學的進展，既取決于科學家的睿智、努力以及所得到的支持，也會受限于在推進過程中所遭遇的困難。特別需要指出的是，在探索的進程中突然出現的新發現，會大大改變其進程本身。
3．電腦接通人腦
西方的一些科學家們正在探索腦科學發展史上的一項創舉：把電腦與人腦接通。具體一點說，就是把芯片直接融入人腦�？茖W家預計：大約在20至30年時間內，這一愿望將可能實現�！ ∵@一科學創舉已經開始：法國新設計的“奔馳”、“寶馬”等豪華轎車已經在各關鍵部位安裝上計算機芯片，完全由電腦控制，稱之為“智能車”。記載個人一切信息的智能卡已進入日本的一些家庭，由電腦擔任“管家”，遵照主人的吩咐，干好一切家務勞動。 在美國已經實驗成功了“電腦傳感器”。只要把這種“電腦傳感器”戴在人的頭上，就可以憑人的意念指揮電腦替代工作，如核算賬目、續寫文章、翻譯等。然而，這僅僅是人腦與電腦接通的初步。在德國，七百多名聾啞人的頭顱里被裝上人工耳蝸和語言處理機，因此而恢復了聽覺和語言功能。法國科學家們正在加緊研制“人工視網膜”的微電腦，并準備移植到盲人的眼睛里，并與人的大腦神經接通。如果這項試驗取得成功，那么世界上幾千萬盲人將會恢復視覺，重見光明。
七．小結
科學的發展如此日新月異，讓人覺得不可思議。據統計，近三十年來所創造的知識相當于過去幾千年的總和。也就是說，如果我們不抓緊時間補充學習，很快就會被時代拋在后面。二十一世紀是生物學的時代，讓我們為無限光明的科研前景祝福吧！
附：腦科學主要名詞解釋
突觸：人腦1千億個活動神經細胞中的每一個，都將信息存儲在像樹枝一樣的樹突上，然后，它沿著叫做軸突的主通道通過電脈沖將信息傳輸到其他細胞和身體的其他部位，當信息到達另一腦細胞的突觸(連接點)時，會引發化學反應，從而完成人腦的“通訊功能”。
慢突觸傳遞：突觸傳遞信息的功能有快有慢，快突觸傳遞以毫秒為單位計算，主要控制一些即時的反應；慢突觸傳遞可長達以秒為單位來進行，甚至以小時、日為單位計算，它主要和人的學習、記憶以及精神病的產生有關系。
多巴胺：多巴胺是人腦中100多種“神經遞質”中的一種，所謂“神經遞質”，是負責在神經細胞之間傳遞信息的化學物質。三位獲獎者的研究證明，如果多巴胺異常，有可能會導致精神病。
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