【泉果无限对话】是泉果基金特别推出的内部分享系列,邀请各个领域的领军人物分享洞见,并和大家进行跨界对谈,在轻松的沟通氛围中开启一场丰盛的“思想漫步”。
今天主要内容有:
【1】新科技革命可能实现“生命体与非生命体的统一”
【2】脑机接口已能实现“意念控制”和“智能增强”
【3】催产素、多巴胺、内啡肽是决定影响力的核心激素
【4】实现脑健康的3个最重要的生活方式
以下内容来源于国家科技进步一等奖获得者,侯立军教授近日与泉果基金的线上内部分享。侯立军现任上海长征医院神经外科主任。神经外科医生是唯一可以触摸人类大脑的岗位。侯立军结合最前沿的科技成果,深入浅出地陪伴我们探索人脑的奥秘,帮助终身学习者赋能大脑,做有影响力的神经层面的调控者。
以下为演讲实录:

侯立军
上海长征医院神经外科 主任
中国人民解放军神经外科研究所 所长
2019年荣立个人一等功
曾获“国家科技进步一等奖”
主攻方向: 颅脑创伤和内镜颅底外科
我们已经站在第六次科技革命的岸边。纵观历史,科技革命的周期在不断缩短,而我认为,第六次科技革命的主题将是“新生物科学革命”。
如下图,从16世纪到20世纪的500年间,发生了5次科技革命,其中2次是科学革命,3次是技术革命。第一次科技革命是从16世纪到18世纪,第二次和第三次是在20世纪上半叶到20世纪中叶,最近的2次科技革命发生在100年内,这说明科技革命的周期在不断缩短。

根据推演,第六次科技革命将呼之欲出。它会发生在哪些领域?多数战略科学家预测,它可能以“新生物学革命”为主要特征,在生命科学与其他物质科学的交叉领域出现,主要标志是仿生和再生以及机器人的广泛应用。这轮科技革命将可能实现生命体和非生命体的统一。
事实上现在很多生物体已经和非生物体实现了统一,我的一个朋友是美国最大的康复医院的院长,他就拥有一个机械手,他到国内来讲课的时候,他用他的机械手给大家鲜明地展示了康复医学的价值。
每一轮科技革命都是影响一个国家命运的超级事件。历史上每一轮科技革命中崛起的国家,都是先从掌握科技和生产力开始,然后才是调整生产关系。国家以战略的眼光做出战略的决策,这个战略就是——抢先发展“发展中的技术”。这也是为什么我要把科技革命作为今天开场话题的原因。
接下来,我从脑机接口这个技术入手,给大家分享几个“生命体与非生命体”融合的案例。
#1
脑机接口定义
脑控制技术通过脑机接口,在脑与外部环境之间建立一种新型的信息交流与控制通道,实现脑与外部设备之间的直接交互。
CASE 1
2014年世界杯开幕式,瘫痪的青年利亚诺·平托穿了这样庞大、笨重的外骨骼,通过脑机接口踢出了当年世界杯的第一球。

CASE 2
2013年6月,明尼苏达大学首次实现用意念控制四旋翼飞行器。

CASE 3
2014年5月,慕尼黑工业大学成功展示脑控模拟飞行,精确程度令人惊叹。

我在长沙学习的时候,国防科技大学也通过脑控把汽车从长沙开到了株洲,实现了“感知即决策,决策即打击”的效果。
#2
脑机接口的底层逻辑:
为小白鼠带来“可乐”的快乐
饮料中的甜味能够激活脑部一个特殊的结构——杏仁核,它让人喜悦。在杏仁核里,甜味和苦味是相对比较独立的一个区域。研究人员进行了这样的小鼠实验,用光来刺激杏仁核的不同区域。他们惊奇地发现,当事关甜味的区域被激活时,哪怕是普通的水,都能让小鼠获得快乐。而当苦味的区域被激发时,小鼠喝水都会显出极为厌恶的表情。通过刺激不同的脑区,我们可以让小鼠“吃甜思苦”,也可以让它“吃苦思甜”。
这个实验发表在2018年《自然》杂志上,在全世界引起了轰动,也使脑科学的发展进入了一个快速发展阶段。
#3
脑机接口的几例应用测试
CASE 1
智能增强设备
【经颅磁刺激头盔】
信息化过载是信息化战争面临的一个瓶颈问题。网络中心战的理论原理是“梅特卡夫定律”,它指网络效能与网络节点连接数量的平方成正比。但受到人理解能力的限制,当信息网络节点连接数量超过一个临界值后,指挥协同效能不但不会提高,反而会降低,即“负协同”效应。“经颅磁刺激头盔”可提高人的认知能力,增强人脑信息处理功能。

CASE 2
体能拓展设备
通过人脑与电脑协同指令,使得肌肉与机械运动同步,可携行100公斤重物品,自备能源可持续24小时,行军速度最高达24公里/小时。
那么问题来了,脑机接口到底可以不可以替代学习?回答是否定的,为什么这样说?我们知道脑健康的一个核心的问题,是信息输入和输出,它要平衡,那么我们把信息输进来之后,还要有效地输出出去。
打个比方,现在这个信息时代,我们接受到很多信息不断的刺激,包括良性的和恶性的信息,信息都会进入大脑,但是我们通过运动、语言、写作把它输出出去,这个时候就达到平衡了。你就不会产生一些大脑不能接受的情绪。
试想一下,如果说把整个人类的信息通过芯片的形式输入到大脑,大脑能受得了吗?大脑不可能加工得了这么多信息,它不能有效地输出,就打破了输入与输出的平衡。所以到目前为止,我的观点是,通过给大脑植入芯片来实现学习是不可行的。
第三个话题是,我们如何从脑科学的角度来提升自己的影响力?这可能是大家最感兴趣的话题之一。从脑科学的基础角度来讲,催产素、多巴胺、内啡肽、钙都对影响力都有显著影响。
催产素:信任之源
多巴胺:驱动力之源
内啡肽:格局之源
钙:执行力之源
#1
催产素:信任之源
首先了解一下催产素,很多人会问,催产素不是生小孩用的吗?这是我们对催产素的初步认识,是为了生小孩而产生的一个激素,但是随着人们对催产素的认识的提升,发现它还扮演着很多不同的角色。
催产素是一种由下丘脑合成并由垂体后叶释放的神经肽类激素,在分娩与母婴关系中扮演重要角色。催产素可以增加亲社会行为的发生,使人更加利他、慷慨、有同理心,并且更加愿意去信任他人,改善社交羞涩感和自闭症,催产素可以说是人类社会的“道德分子”。
【影响力的脑科学启发】
当公司成员心情开朗或有强烈归属感时,催产素分泌增加,压力会得到舒缓,信任度大幅升高。因此国内外各大公司均致力于营造耐心、善良、关注、温和的积极情绪氛围。谷歌的研究显示,高绩效的领导者都会“表达对团队成员成功和个人幸福感的关注”。就连亚马逊CEO也表示:“缺乏与员工共情能力是不能被容忍的。”
#2
多巴胺:驱动力之源
2000年阿尔维德·卡尔森(Arvid Carlsson)确定多巴胺为脑内信息传递者的角色,这项发现使他获得了诺贝尔医学奖。
那么多巴胺在我们脑海中传递什么信息呢?答案是:做一件事的渴望,也就是驱动力,让我们保持动机。
比如咖啡为什么能让人精神振奋?因为咖啡中的咖啡因能够提升脑内多巴胺的水平,让人变得振奋,信心十足,注意力与动力均一路飙升,甚至会有“特殊的灵感”。
除了咖啡,巧克力和可乐也有类似功效。茶叶中咖啡因含量较少,但浓茶除外。
多巴胺带来的驱动力有以下三个特点:
【1】边际效用递减原则
它喜欢新鲜刺激的事物,一直做同一件事,多巴胺的分泌会越来越少。
【2】短时反馈机制
它像一个任性的小孩子,需要你给它糖,表扬它,它才愿意分泌,比如你要减肥,坚持了一周后一点没瘦,多巴胺就不愿意分泌了。
【3】 更喜欢即时奖赏
多巴胺目光短浅,更容易被短时高效的奖赏吸引,如短视频,游戏,美食。
【影响力的脑科学启发】
对团队成员的大脑而言:奖赏和正反馈都是多巴胺的驱动源泉,合理利用可起到很好的效果。
但多巴胺的缺陷也会给带来很多问题。比如很多人喜欢打游戏,因为游戏不断地给你奖赏,打一个怪物就得一个宝物,所以容易让打游戏的人上瘾。但在现实生活中,当我们做一件事情,特别是一件艰苦卓绝的事情时,往往会受到挫折,这时多巴胺分泌就少了,没有及时奖励,所以你就容易失望,容易放弃。所以有句话说的好,“善始者实繁、克终者盖寡”,意思是开头做得好的确实很多,但能够坚持到底的却不多。
#3
内啡肽:格局之源
但为什么有人能做到延迟满足呢?能延迟满足的人往往有格局,他能够自我控制。从脑科学角度来讲,成功克服了多巴胺的不足,拥抱了另外一种激素:内啡肽。
内啡肽被称为“格局之源”,有止痛效果,会带来愉悦感,也称“快乐荷尔蒙”或者“年轻荷尔蒙”,会参与性格、情绪和行为相关的脑功能。像茶里的茶氨酸,就能够透过血脑屏障,诱导内啡肽的分泌,让精神变得平静舒缓,赶走烦躁情绪。
内啡肽的作用机制是补偿,它不需要我们有很强的动机,但是它会补偿我们专注当下所付出的努力,付出的努力越多,内啡肽分泌得越多,我们越能感觉到充实和幸福。
比如很多长跑者都表示:在跑步中,当你不再关心距离,而专注于自己的脚步与呼吸时,会感到充实与幸福;寒窗数年的学子专注于解答自己眼前的每一道题,当他考上理想的大学,内啡肽的分泌一定爆表。春耕夏种的农民,当迎来秋收,内心也一定无比充实欣慰。
【影响力的脑科学启发】
内啡肽是帮助养成习惯的一种最重要的脑内激素,因为你养成习惯后,你就不用再不断启动了,这个时候你会变得很轻松。所以我们经常有人讲职业习惯的养成很重要。内啡肽可以让人获得延迟满足的快乐,拥有专注沉浸地追求长远目标的能力。
#4
钙:执行力之源
细胞内钙是所有细胞活动的启动因子;阳光可以补钙,运动可以调节和调动身体内的钙库(特别是肌钙库和骨钙库)。
我们如何来提升影响力?换句话说,如何来实现脑健康的?如何能把我们的工作效率提升?
规律作息:太阳是生命的根本能量
健康饮食:食物是生命的直接能量
适度锻炼:运动是能量内化的催化剂
#1
脑脊液需要在睡眠时清除大脑毒素
人在睡眠的时候会在不断地“洗脑”,入睡以后大脑的神经元安静下来,一部分血液慢慢从脑中流出,脑脊液就发挥了作用。当你休息的时候,脑脊液就会冲洗大脑,清除毒素。我们要把脑脊液充当环卫工的作用,通过适当的休息,让更多的环卫工人进入大脑,清扫脑内垃圾,维护大脑健康。所以我强烈呼吁,不再熬夜,预防变笨。
#2
饮食通过菌群影响大脑健康
我们都知道肠道益生菌群跟大脑的关系,目前已成为脑科学和现代科学的焦点话题。
有益肠道细菌能产生如下物质:
【1】脑源性神经营养因子:
保护神经元、促进神经元间突触连接。
【2】氨基丁酸:
让神经活动恢复平静,提高抗压能力。
【3】谷氨酸:
参与认知、学习、记忆等大脑功能。
【4】调控体内血清素的80%~90%:
比大脑产生的血清素多得多,而血清素主导快乐,让人“感觉良好”。因此抑郁症治疗中,改变饮食结构比抗抑郁药物疗效更好。
推荐大家一本书叫《菌群大脑》,有人说你吃美味佳肴时,你不是自己在吃,是你肠道的菌群在吃。所以说吃出脑健康,我们要选择富含益生菌的食物、低碳食物、优质蛋白、高纤维、和不含麸质的食物。《谷物大脑》这本书有机会也可以看看。
养好肠道微生物
通过肠道促进脑健康
【1】选择富含益生菌的食物如酸奶、泡菜、啤酒、葡萄酒、茶、豆豉、发酵调味品(芥末、辣椒酱、沙拉酱、果酱等)。
【2】选择低碳水化合物(包括低糖水果)、优质脂肪(橄榄油、鱼油、亚麻仁等)、优质蛋白、高纤维、不含麸质食物。
【3】享受红酒、茶叶、咖啡和巧克力。
【4】饮用过滤水,减少化学物质接触。
【5】每季度禁食一次增加胰岛素敏感度。
#3
适度运动,动出脑健康
对于脑健康而言,运动的方式尤为重要。科学家们比较了三种不同类型的运动(跑步、对抗性力量训练和高强度间歇训练)对小鼠大脑的影响。研究发现跑步,即规律性长时间的有氧运动最有益于大脑的健康。
适合中年人的脑健康运动
慢跑,游泳,爬山
适合老年人的脑健康运动
太极拳,快走,广场舞
接下来进入问答环节。
【以下为Q&A】
Q1:智能增强技术是否有副作用?
A1:这是很有价值的话题。技术从研发到运用阶段需要经过几步的检验。第一看它的效率,即它是否有用;第二要看它的安全系数。只有通过效率和安全的检测后,才会运用到临床。我们医学上任何一个设备,研发时首先要从伦理的角度来考虑,医生首先要建立哲学理念:第一要讲科学,第二要讲技术,第三要讲艺术,第四要讲人道主义。任何一个发明创造,要符合社会伦理,对人类发展有推进作用,不能反人类。
Q2:如果脑机接口植入芯片不能替代学习,脑机接口是否可以通过提升大脑的输入水平来提升学习效率,达到事半功倍的效果?
A2:在理论上是可以的,比如通过一些加速学习的方法来实现。但是还是要循序渐进,达到一个脑内信息输入和输出的平衡,你学习之后要能吸收接受。
比如你的记忆库类似一台电脑,它有4个G的内存,脑机接口植入的信息相当于1个G的外接硬盘,硬盘可以作为内存使用,但要达到一种很smooth(平滑)的效果,是需要很长期的训练的。
我的观点还是倾向于你通过苦读、通过改善学习方式来提高学习效率,通过内部改善催产素、多巴胺、内啡肽三素来实现。
激素和维生素的主要区别是什么?维生素可以外源性提供,你可以去吃维生素片,但是激素只有通过内源性的激发才能产生作用。所以我们一定要把外因转换成内因去发挥作用,这才是核心,否则这些作用就会流于表面,甚至带来伤害。
Q3:有句话叫“一孕傻三年”,是否有科学依据?
A3:“一孕傻三年”是我们大家可能在民间说的比较多的一个话题,实际上我觉得可以这样理解。首先,当你催产素分泌比较多时,你的注意力会集中在养育上,你会对孩子好,对家庭好,更加利他主义,这种母爱是永远改变不了的,这个时候,你对周围的事物关注力就少了。其次,我们的大脑也是平衡的,当催产素增多时,其他激素会减少,这只是调节问题。
我觉得“一孕傻三年”是没有什么根据的,你只是把注意力集中在母爱上了,这是我的理解。
Q4:脑出血越来越年轻化,如何康复?有没有什么预防建议?
A4:脑出血也是我最关注的疾病之一。因为脑出血的发病率高,致死率高,致残率高。一个值得注意的现象是我们的二战三巨头:斯大林,丘吉尔还有罗斯福都是死于脑出血,这个疾病对人类的危害是不言而喻的。
脑出血康复的一个最大的问题可能就是功能锻炼,比如说不能行走,就用一些支持工具来辅助。像可以用机器人,它可以辅助下地行走,增强信心,增加人体三素。目前我们已经实现了让坐在轮椅上的人站起来,这是我们这个学科最大的攻关点。
此外,现在手术要微创得多,而且不影响重要功能区去取血块。预防方面第一要预防高血压,血压一定要降下来,第二就是预防脑出血,一旦出血要去正规医院治疗。
Q5:“脑脑交互”在将来是否可行,比如在人脑之间进行无损的信息交换?
A5:这是非常有意思的话题。原来打电话需要通过电话线传输信息,现在通过手机传输,那么当然以后总归有一天,脑脑之间也有一些信息传导。
即使是现在我们之间也有无形的信息传递。譬如说我们的眼睛看到的只是可见光,而对非可见光的部分,它传递什么信息我们并不知道,所以说我们人与之间有“场”。实际上大家在交流过程中,一个眼神,一个表情,一个行为动作,都在无形中传递信息,只不过我们可能还没认识到。
当然随着科技的发展,我们会主动地将一些信息通过无线的方式传导,我觉得会有这么一天。但是要实现这个传导的一个基础是,我不让它传导时它就不能传导。如果脑子里所有的东西别人都能看到,那也是非常糟糕的一件事情。所以,这种科技发展受制于你的保护能力的进步,这个就是伦理。
Q6:大脑内处理不同信息的空间,代表的能力可能是互斥的。比如埃隆·马斯克公开说自己有阿斯伯格综合症,他其实对信息的处理确实跟绝大多数人不一样,这是不是对他构筑商业帝国有帮助?
A6:你说的这个现象肯定是存在的。因为我们说物质决定意识,意识是人脑的机能。比如空间和语言能力的互斥,那么物理学家的语言能力可能相对会差一些,这些都是很正常的。人的发展是不平衡的。比如埃隆·马斯克在商业方面有很高很高的潜能,那可能在其他方面就会弱一些。
当然也有的人方方面面都强。那么怎么实现的?脑容量。他脑容积比别人大,另外单位大脑的工作效率高,这个也是可以实现的。就像企业一样,达到足够规模,就可以很全面。但是在此之前,你可能会关注重点目标,来重点实现。而且脑子有个特殊的功能,你哪里用得多,哪里就会发达。
总之,所有的奖赏都是大脑的奖赏。要想影响他人,首先必须完善自己,从本质上讲,就是要维护好自己的大脑。特别是在后疫情时代,希望大家都能规律作息、健康饮食、适度锻炼,拥有高效健康的头脑。