大家好，我是罗敏敏，今天给大家分享的主题是《脑：文明的科学基础》，将会介绍脑科学的研究现状以及未来的发展方向。
我们的人脑不仅计算得快，还有一个非常重要的特点，就是它的能耗很低。我们人一天大概要用2-3度电，而人脑的功耗就只相当于一个冰箱的灯泡，大约15瓦。
那么，既然大脑消耗的能量这么低，计算能力又这么强大，它是怎么做到的呢？事实上，主要的科学期刊包括Science和Nature，选出的最重要的未解之谜和最重要的一些问题都是有关脑科学的。比如人的意识是怎么回事？睡眠是怎么回事？学习和记忆是怎么回事？
人脑就像心脏、皮肤和肌肉一样，主要是由细胞组成的。人脑由860亿个神经细胞构成，每个细胞有三部分——胞体、轴突和树突。树突主要接受信息，胞体整合信息，轴突则是把信息传出去。
现代脑科学研究实际上是由一位科学家Ramon y Cajal（拉蒙-卡哈尔）启动的，他也被认为是现代神经生物学之父。Ramon y Cajal是一个天才，他有惊人的观察能力。他利用100多年前一种叫Golgi staining（高尔基染色）的办法，将神经细胞稀疏地染成非常黑的颜色。
现在比较热门的一个概念是脑机接口，即用不同的记录办法，如通过脑电、皮层电等进入人脑的多个电极来记录各种神经细胞的电活动，并整合起来进行解码。如果我记录了1000个神经细胞，通过解码显示出其中一些神经细胞发放的信号的内容是我要动手，那么这个信号就可以用来控制一个机械臂。
现代脑科学里另外一个大家比较感兴趣的领域是类脑计算。人脑神经细胞的活动频率大概就100个赫兹，而一个简单的手机芯片往往是几个Giga赫兹，但是为什么人脑可以做得比电脑更好，而且能耗更低？主要有以下几点原因：第一点就是大规模的并行计算。我们拥有860亿个神经细胞，至少可分为几百个脑区同时进行计算，通过模拟信号和数字信号动作电位的全或无来实现。
虽然我们研究了100多年，其实还有很多事情不太理解。但脑科学在过去几十年也有一些非常重大的进步，主要体现在技术上。比如成像的技术、光遗传学的技术、化学遗传学的技术以及其他不同领域的技术进步，如分子遗传学、蛋白组学、代谢组学、计算科学、光学、电子、化学等等。
另外一个有非常重大进步的脑科学领域，就是光遗传学。有些离子通道可以被光激活、打开，使离子进入或者流出细胞。所以我们可以通过光的手段来调控神经细胞的电活性。事实上，光遗传学允许我们通过遗传学的手段快速准确地控制某种特异的细胞的激活或者抑制。
那么，在未来脑科学还需要哪些技术的突破？第一点是全脑大规模的精细的记录。第二点是全脑神经环路的准确的重构。第三点是如何在多个脑区激活控制神经网络。
脑是文明的科学基础。我们很多人可能都没有察觉自己在做的很多事情跟大脑有关，但是我去博物馆的时候，让我非常震惊的是我们几千年前制作的最早的一批青铜器就是酒器。现在酒每年的销售额约合一万亿美元，它对人基本没什么好处，但是对我们的文明有很大的影响，比如诗仙李白等人都有对酒的歌颂。