作者:刁雯蕙 来源:中国科学报 发布时间:2020/5/23 22:56:41
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中科院深圳先进院举办第十届公众科学日
掀起一场科普“头脑风暴”

 

大脑如何控制本能行为?大脑如何调节喜怒哀乐?如何让人类具有非凡的创造力?脑机接口仅仅是科幻吗?5月23日,中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称中科院深圳先进院)以“脑育未来”为主题举办第十届公众科学日,首次采用线上直播形式,邀请五位脑科学领域科研人员开展脑科学公开课、脑科学趣味实验等科普活动,并以连线方式与深圳中学、红岭实验小学、坪山二外等校中小学生互动,活动共吸引近50万人次收看。

寻找本能情绪的“指挥官”

脑科学被认为是理解自然和人类本身的“终极疆域”,认识大脑要先从它的基本功能开始了解。在脑科学公开课上,中科院深圳先进院脑认知与脑疾病研究所(以下简称脑所)所长、深港脑院院长王立平以《食色性和我们的大脑》为题,重点围绕捕食、防御、睡眠、求偶等大脑控制的本能行为展开,生动形象地解释了情绪脑、理性脑、爬行脑的区别,并介绍了目前科研人员研究本能神经机制的前沿技术,光遗传学等。

“对本能行为的理解,将在很大程度上帮助人们揭开大脑的神秘面纱,让人们了解大脑的‘本底结构’特征,哪些能力能在未来被开发利用,能为真正模拟人脑的类脑智能技术提供一些新的研究线索。”王立平表示。

不止本能行为,人类所有的精神活动,包括喜怒哀乐、梦境与现实、理想与抱负都来自大脑。脑所高级工程师邓春山以《快乐的大脑》为主题,介绍了积极和快乐的情感体验对于身心健康、工作效率、学习表现、人际关系的益处。如何才能保持积极的心态?邓春山提示,保持规律的作息、饮食和运动习惯,少刷手机和电子游戏,多想积极的事情都对调节快乐情绪有帮助。

随着生活节奏加快,压力也成为现代人生活不可忽视的问题。“我们每个人应对压力的能力就像大脑里的压力弹簧一样,有自己独特的弹性。”脑所副研究员刘欣安以《给大脑办张健身卡》为题,诠释了压力的产生、应激症状及压力应对训练。她呼吁大家正视压力、勇敢拥抱压力,并生动地比喻道:“大脑压力弹簧就像肌肉一样,需要经常锻炼才能更强。”

走进脑所实验室

百闻不如一见,参观实验室、体验式科普是中科院深圳先进院公众科学日的另一重头戏。跟随脑所研究员刘畅,直播间的镜头来到了脑功能图谱与行为研究中心,在这里看到了布满果蝇的试管、“摩天轮”仪器和电脑监测设备。据刘畅介绍,她的研究方向是睡眠和学习记忆的神经调控机制,而果蝇是重要的研究对象。

“这是一套睡眠检测系统,在装有果蝇的玻璃小管中,一端是食物,一端封口。把小管装入活动监测仪中,就能通过电脑实时监测果蝇活动状态。”刘畅介绍,连续记录后,对得到的数据进行分析就能了解果蝇的睡眠及活动情况。而“摩天轮”仪器则是一种训练果蝇学习与记忆的装置。

为什么选择小小的果蝇作为研究大脑的对象?刘畅表示,尽管果蝇的大脑只有1立方毫米大小,但实际上果蝇的基因组与人类有85%的相似度,研究成果可以借鉴给高等动物。其次,果蝇生活周期短,可相对缩短研究时间。此外,果蝇脑内只有10万个神经元,且遗传工具丰富,可以较为清晰地理解神经元的工作方式。

随后,在脑认知与类脑智能研究中心,脑所副研究员黄艳介绍了脑电记录仪、近红外成像仪、眼动检测仪等设备。对于热门话题“脑机接口”,黄艳介绍称,目前该技术已有相关研究及应用,例如“意念”控制无人机,实际就用到了“脑电信号”传输。

X-Lab夏令营登陆深圳

在本届公众科学日上,王立平介绍了来自德国哥廷根大学的青少年科技训练项目X-Lab(未来科学家训练营)首次落地中国的情况。据介绍,X-Lab国际科研项目是哥廷根大学为全球优秀高中生提供的实验室科研项目,在诺奖得主厄温·内尔教授的大力支持下,由其夫人爱娃·内尔教授创办。培训课程包括生物学、化学、物理学、神经生理学和解剖学等领域,旨在通过“面对面、手把手”教学与科学实验体验,培养高中生对科学的兴趣与探索精神。

“内尔教授在中科院深圳先进院脑所建立了实验室,在他和爱娃教授的共同推动下,今年起X-Lab将首次在中国落地。今年夏天的X-Lab主要针对高中二、三年级学生设置了科学理论及实验室科研项目,初步了解电生理、基础生物学等学科的前沿知识和基本实验技术;未来还将推动其它专业课程的开展。”王立平介绍称。该科技训练项目颠覆了传统课堂教学模式,学生在实验中学习理论,通过兴趣挖掘创新能力,全面训练科学思维和研究能力。参与X-Lab的学生将被邀请参加第二年的的“科学节科技竞赛”,创新想法将得到多位诺奖得主的指导,并有机会被推荐到国际顶级研究机构学习。

本届公众科学是中科院深圳先进院首次尝试线上直播形式,面向年轻受众,邀请了知名视频主播进行互动,并设置了连线、抽奖等全新环节,取得了较好的传播效果,未来将定期举办系列科普专题活动。

 
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