开讲啦!郭爱克院士解读人类大脑工作方式

  • 文:张玲 张竟引 图:杨扬 (生命科学学院)
  • 创建于 2018-09-11
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  9月10日,正值教师节之际,神经生物科学系列前沿讲座在中国科学院大学雁栖湖校区教二火爆开讲。神经科学和生物物理学家郭爱克院士作了题为“人类大脑在整体上是怎样工作的”科学前沿讲座。现场气氛热烈,座无虚席,不乏有搬着“小板凳”来听讲的学生们,近900名同学旁听了本次课程(含同步视频室)。

郭爱克院士做神经科学讲座

生命学院党委书记、副院长丁文军教授介绍主讲人

  讲座开始之前,生命学院郎明林副教授先为同学们作了前沿讲座的课程简介,让第一次参加这类讲座的同学们加深了对科学讲座的认识。随后,生命学院党委书记、副院长丁文军教授隆重介绍了今天的主讲人郭爱克教授并送上了同学们带来的表达教师节谢意的鲜花,讲座就正式开始了。讲座伊始,郭院士便谈到了脑科学研究的重要性:“人类大脑是地球上已知的最为复杂的智能系统,它是大自然留给我们的最后的绝密文件,探索脑工作原理是对人类自身最大的挑战,脑科学研究成果将逐渐促进人类疾病以及人工智能的发展。近几年,美国,欧州,日本相继设立了国家级脑计划,我们国家也已经启动了相应的脑计划,这预示着脑科学已经成为未来新科技革命的制高点。”

现场气氛热烈

  紧接着,郭院士以人类探索脑与思维关系为主线,围绕科学史上若干重大的里程碑事件,近年来感知、学习、记忆、抉择和认知领域的一些新进展以及脑科学和类脑智能的前沿方向三个方面展开。详细阐述了《演化+选择》创造了生命世界的多样性;科学史上探索脑智的若干里程碑;大数据时代的脑科学;大脑的可塑性和自组织也是达尔文式的演化和进程的选择;脑科学和类脑智能等内容。

  期间,郭院士结合自身的实践经验和研究成果,讲述了自己做的果蝇“两难抉择”实验的经历。果蝇的大脑约有10万个神经元,可以分辨蓝光,绿光,也可以分辨形状,利用颜色和形状这两个视觉线索,设计一个让果蝇面临两难困境的抉择实验,首先让果蝇学会喜欢正T的绿色图形,代表安全;认识到倒T的蓝色图形代表危险。也就是通过训练让果蝇了解,在这两个视觉线索中,一个与惩罚相联系,而另一个是安全的。在需要果蝇做抉择时,转换了惩罚与视觉线索的搭配,把绿色改设为倒T形,蓝色则作为正T形,这样的新图形就含有两个冲突的线索。果蝇即被要求在这样的两难条件下进行抉择。通过结合红外光的热惩罚,以及图形颜色强度的递减,追踪它飞行的轨迹和方向,统计果蝇在飞行过程中停靠在哪个颜色图形位置的时间分布,来了解果蝇连续的抉择行为。一个小故事,让同学们更加直观地感受到了脑科学的研究方式。

  讲座在轻松愉快的气氛中进行,教室不时响起阵阵掌声,郭院士的新颖话题引起了同学们的共鸣,面对同学们提出的各种问题,例如:人与其他动物生活在相同的环境中,为什么人类大脑的进化更快?人类用自己的大脑去研究脑科学属不属于自相矛盾呢?郭老师也是认真聆听,给出了自己的答案。他这样说道:“人类的相互影响等其他因素共同决定着人类的进化,所以即使生活在相同的环境中,也会出现进化速度不同的现象;如今我们用人类共同的智慧去研究脑科学,而不仅仅是独自地去研究脑科学,现在脑科学方面的研究已经取得了巨大的进展,这就证明人类用自己的大脑去研究脑科学并不是矛盾的。”讲座最后,郭先生以“集智慧之大成,集大成之智慧”为结束语勉励会场的同学们继续探索科学的未知领域。

课后同学提问

  《神经生物科学系列前沿讲座》是由国内外神经科学界知名院士/教授讲授神经科学研究领域的重点和热点问题,旨在将神经系统的认知、疾病基础与临床研究的进展相结合,对相关研究领域的研究生选题和开展科研提供有益的启示。郭爱克院士多年从事视觉信息加工、学习记忆认知和计算神经科学研究,近年来,郭爱克院士在“基因-脑-行为-认知”相结合的框架下,从演化的角度,对果蝇的学习记忆与抉择等高级认知的神经环路机制开展了系列研究。多篇论文发表在《Science》、《PNAS》、《The Journal of Neuroscience>》、《e-Life》等国际顶尖学术期刊。

责任编辑:黄巧