人类自古就对脑深感好奇。考古学家发现，早在一万年前，古代的巫师就尝试给精神病人做开颅手术，企图释放病人脑中的“邪灵”。有些病人因为感染或出血而死去了，也有些病人存活下来，颅骨上留下了圆形或方形的“脑洞”。两千年前，古希腊医学之父希波克拉底就在讨论脑部疾病的《论神奇的疾病》一文中写道：“人们应该认识到所有的快乐、愉悦、欢笑、运动，还有悲伤、忧愁、沮丧和哀伤都来自大脑，而不是来自其他东西。”

    古人以其智慧对脑做了研究，可是因为它深藏颅内，形状独特——就是白花花的一团组织，很难深入探究。一直到1873年，意大利科学家高尔基发明了硝酸银染色，人们才从显微镜下看见了组成大脑的神经细胞，于是真正能够开展脑科学的观察和实验。1889年，西班牙神经科学家卡哈尔通过对神经细胞的细致观察，提出了神经元学说。该学说认为神经细胞的突起虽然彼此靠近，但并没有胞质相通，每一个神经细胞是一个独立的单元，而高尔基则认为神经细胞的突起彼此相通，构成一张神经网。直到扫描电镜发明之后，人们才确信神经元学说是正确的，这一学说的创立被认为是脑科学的起源。

    高尔基和卡哈尔同获1906年的诺贝尔生理学或医学奖，这是神经科学方向的第一个诺贝尔奖。100多年过去了，神经科学领域的研究获得了20多次诺贝尔生理学或医学奖，有了很多新发现，但是离揭示大脑的奥秘还很遥远。

    脑是神经科学的主要研究对象，神经系统包含了脑、脊髓（合称中枢神经系统）和神经节、神经干、神经丛及神经终末装置（合称外周神经系统）。脑科学之所以复杂难解，首先是因为脑中含有上千亿神经元，构成1015数量级的神经突触，如银河系的繁星一样浩瀚。其次，科学家们只能进行人脑的无创实验或动物实验，而动物的智力与人相去甚远，难以解释人脑的高级机能。第三，其他器官的功能可以视为细胞功能的叠加，而脑并非如此，它实现的是从物质到精神的跨越。

    脑科学经过百年历程、一代又一代科学家的艰难求索，对单个神经元或者神经胶质细胞的结构和功能已经了解得比较清楚，对神经回路水平的信号传递和编码规律大体知悉，对局部神经核团的主要功能也逐渐清晰。但是要说清楚思维活动怎么产生，情感或意识怎么形成，还是十分困难。

    脑科学家们穷其一生探究大脑，到底是为了什么呢？当然，人类的求知欲确实很想知道自己最重要的器官——脑，究竟是怎么工作的。其次，如果理解了脑的工作原理，阿尔茨海默症等神经退行性疾病、精神疾病及心理障碍就可以获得有效的治疗。脑科学还可以用于脑机接口、人工智能、潜能开发等领域，带给人们更多的益处。

    脑科学可以使人变聪明吗？这是很多读者感兴趣的地方，也是许多智力相关的综艺节目热衷呈现之处。我研究和讲授脑科学20年，并不觉得脑科学让我变得聪明，倒是发现自己越来越乐意去使用大脑，发掘自己内在的宝藏。脑科学无法给人聪明的捷径，但是给人信心——两耳之间的三磅宇宙是多么神奇，拥有着这份无价之宝已经是足够幸运。脑科学解释了学习和记忆的基本原理、情绪的产生机制和控制情绪的方法、睡眠与觉醒的规律……这些知识都很实用，也是我非常乐意在专栏中与读者分享的。

    人们能解开大脑的终极奥秘吗？这是所有科学家和哲学家的迷思。“我是谁？我从哪里来？我到哪里去？”所有的答案在我们脑中。脑科学被誉为自然科学的最后一个堡垒，这个堡垒一旦被攻克，人类社会将发生翻天覆地的变化。因此，我也期待与脑科学研究者及广大民众一起，陪伴脑科学沿着正确的轨道前进，带给未来社会希望与光明。

    （作者系华中师范大学生命科学学院副教授，神经生物学博士）