两个长程环路及其支配的VMS微环路对重复刻板行为的双重门控

研究人员进一步发现这两条长程投射所支配的VMS微环路也是有差异的。SNc-VMS通过支配VMS内PV-SOM-MSN微环路发挥调控作用，而SNc-lOFC-VMS通过支配VMS内PV-MSN微环路发挥调控作用。参与这两条微环路的PV神经元的活动变化是有差异的，提示不同的PV神经元群体（PVI和PVII）分别参与了不同的长程投射调控。研究者还证实了这两条不同微环路活动变化与重复行为调控间的因果关系。

需要强调的是，研究人员进一步发现SNc-VMS与SNc-lOFC-VMS分别通过VMS内PVI神经元上的D1R（突触后）与lOFC内SNc多巴胺神经元投射末梢上的D2R（突触前）调控重复行为。上述研究结果在Sapap3基因敲除小鼠这一强迫症经典模型上进一步得到验证。

总之，本研究利用强迫症动物模型，揭示了多巴胺神经元通过来自纹状体和皮质的双重门控机制控制重复刻板行为，同时也为重复刻板行为的诊治提供了新的可能靶点。

不同亚组中痴呆的发病风险

由于握力与步行速度是经济且易获得的指标，这项研究可能对公共卫生和临床有深远的意义。值得注意的是，在广泛应用握力和步行速度来评估痴呆风险前，应进行严格的验证和测试。未来研究应考虑这两个因素与痴呆相关的生物标志物（如Aβ40和Aβ42）及影像学结果之间的联系。后续研究还应纳入从认知正常到临床前和轻度认知障碍的全阶段，以验证每个阶段的敏感性和特异性。此外，步行速度的量化也应实现标准化，这对临床转化至关重要。

总之，这项研究基于多中心、大样本以及长期随访的前瞻性设计，更清晰地描述了握力、步行速度和痴呆之间的纵向关系。研究结果表明，由客观的握力测量和自我报告的步行速度所反映的肌肉健康状况，对于估计痴呆的发生风险可能是必不可少的。

将AAV-ChR2注射到GAD2-Cre小鼠的dDpMe中，在SLD或LH中记录到相关反应

临床上，以下丘脑食欲肽神经元变性为特征的发作性睡病患者，在清醒状态下常发生猝倒，并伴随脑电信号θ波升高、肌张力消失等REM样睡眠表型。猝倒的发生机制和干预策略有待阐明。为了确定dDpMe GABA能神经元在猝倒中的作用，研究人员通过特异性损毁小鼠下丘脑食欲肽神经元，成功构建了小鼠猝倒模型，进行了相关探究。

巧克力通常被用作触发猝倒的刺激物，研究人员给实验小鼠喂食巧克力时，小鼠在清醒期发生了突发性肌无力和类似REM的睡眠，表现出猝倒现象。接着，研究人员运用光遗传技术特异性激活dDpMe GABA能神经元，发现可有效阻止猝倒发作，小鼠保持正常肌张力。这一发现对诠释猝倒的病理生理学机制有着重要意义。

本研究不仅发现了终止REM睡眠的新核团，同时阐明了REM睡眠调控的神经环路新机制。研究还进一步提出，选择性调控dDpMe GABA能神经元活性对临床干预猝倒具有潜在价值。

人脑初级视皮层中时间信息预测相关活动

为了进一步解决介导这种时间预测行为的细胞和环路机制，团队应用光遗传和在体膜片钳记录等多项实验技术对小鼠进行了研究。结合行为学实验，团队发现小鼠的时间预测行为与人类相似，也与初级视皮层的脑电能量高度相关。此外，研究还发现部分视皮层神经元存在与时间信息预测相关的兴奋性增强，且兴奋性增强的视皮层神经元存在顺序放电的显著特征。

在这些生物学实验的基础上，团队提出了基于双层吸引子和时间细胞（time cell）的皮层计算模型，该计算模型揭示了视皮层神经网络在处理秒级时间信息时存在自我修正的可塑性规律。通过这种可塑性变化规律，视皮层能对视觉的时间预测信息进行编码，从而显著推进了对大脑时间预测机制的认识。

人和小鼠时间预测行为、脑电信号及时间细胞可塑性示意图

此次研究不仅证明了以秒为尺度的时间信息主要通过局部振荡在视皮层中表征来指导行为，还开辟了通过人类SEEG记录与小鼠环路水平研究相结合的方式，来解剖大脑网络的可能性。

主持人毛颖教授

在神经调节技术方面，UCSF致力于开发先进的神经刺激设备，以更好地了解导致脑部疾病的神经回路。比如深部大脑刺激（deep brain stimulation，DBS）领域，UCSF正在向精准调节的目标迈进。不久前，团队给一位罹患难治性抑郁症患者的脑部植入改良的DBS设备，通过绘制患者的抑郁脑回路，取得了很好的治疗效果，开创了里程碑式的个性化治疗精神障碍方式。

解码大脑的语言信号并合成语音，由此帮助失语患者实现意念说话是脑机接口技术的一项核心功能。Edward Chang教授团队将电极植入失语患者的大脑，让患者“说”一些常见词，定制神经网络模型可以辨别大脑活动的精细波形，从而检测他的语言意图。据悉，这个系统可以每分钟15个单词的速度解码大脑活动所产生的单词，准确率高达74%。

UCSF还在多个交叉领域取得成果。Weill神经科学研究所的Stephen Hauser团队与制药公司合作研发的治疗复发和原发性多发性硬化症的药物OCREVUS™（ocrelizumab）通过了美国FDA的批准。Stephan Sanders团队发现自闭症障碍的发生与钠离子通道受体SCN2A基因的突变相关。

Hawgood校长表示，这些突破性的研究离不开跨学科的合作。UCSF会持续与不同国家和不同机构保持深入合作。他认为，合作包括多个层面，打破大学内部各学科的壁垒，促进跨学科团队融合；推动大学之间的合作，如UCSF和美国四所顶尖大学合作创立神经研究枢纽实验室，和美国国家级实验室合作引入人工智能和算法；推动国际间的合作。

在特色追问环节，上百位科学家、学生通过天桥脑科学研究院旗下苏格拉底社区提问，社区追问观察员挑选出有代表性的高质量问题，由毛颖教授与两位校长进行交流。

一批目前正在海外进修、有意回国发展的青年学者，非常关心复旦引进海外人才的政策，以及“非升即走”的考核制度。

金力说，复旦将在青年人才学术事业起步阶段提供全方位支持帮助；打造青年人才成长的最佳“沃土”；提供宽松的学术环境；积极帮助青年科技人才解决后顾之忧。

他透露，复旦将推出“非升即走”的替代计划，不升也能留，只要青年科学家可以在行业内做得足够好，就可以留下来，化解“五唯”压力。他强调，文章并非科研的全部，青年科学家重要的是有自己的代表性成果，包括科研成果、教育成果以及重要应用的成果。学校也正在努力构建更完备的科技成果转化体系，其中最大的短板是缺少优秀人才，特别期待有志于成果转化的科学家加入复旦。

金力提出，未来复旦大学将多点发力，大力引进基础学科顶级人才；多方协同，创新“卡脖子”关键核心人才引进机制；多线并进，搭建世界级科研平台，加强与世界顶尖大学的科研合作，加强国际协同创新及成果全球传播推广。他也对海外青年学者回国参与祖国建设、助力复旦发展表示欢迎。

追问引领，走进大脑的神秘世界

这一展厅位于5楼，以追问为红线，带领和引导读者走进大脑的神秘世界，探索这一人类最大的未解之谜。

展厅门前，开门见山地提出三大问题：为何只有人类发展出了如此高的智能？我们离掌握人脑的工作原理还有多远？我们如何逼近人类大脑与人工智能的极限？

为此，在离开展厅之前，不少读者通过现场设置的平板电脑，留下了自己的问题。“如果记忆能下载，是不是就能实现意识永生”，“我们能不能把大脑的意识上传到云端，每个人拥有一个虚拟数字大脑？”,“脑机接口技术何时能应用到大众打造最强大脑，让科幻场景变成现实”等。天桥脑科学院研究院旗下科普媒体“追问”团队将收集有代表性的高质量问题，通过各种形式邀请科学家回答和探讨。

了解脑科学前世今生，体验互动新成果

早在两千多年前，苏格拉底、柏拉图就开始探讨心理过程的本质，希波克拉底提出大脑是思维的器官。但之后的许多个世纪里，人们对大脑的认知一直停留在感性层面，直到16世纪首次从科学角度对大脑结构进行描述，脑科学发展进入新的时代。

展览以时间轴的方式，展示了16世纪以来脑科学领域的开拓性成就，着重呈现了近一个半世纪的脑科学极简史，从神经元学说的创立、神经信号传递机制的研究，到细胞内离子通道的发现、脑功能的定位，再到各类神经技术的涌现，从微观的分子、细胞水平，到宏观的脑区。

在现场，读者可以了解到全球最大私人脑科学研究机构之一的天桥脑科学研究院（TCCI）国际国内的最新研究成果，如超声波脑机接口、绘制小鼠大脑，解读水母心思，还可以参加互动体验。戴上VR头盔进入超市购物、餐厅点餐等沉浸式生活场景，体验由TCCI与华山医院合作研发的老年认知障碍早期筛查VR游戏；试玩TCCI与腾讯游戏合作开发的认知提升游戏，训练专注度、记忆力、反应速度、空间推理等；观摩TCCI与中科院微系统所、脑虎科技合作研发的新一代脑机接口电极如何植入猴子大脑解码神经元活动；观看TCCI投资出品的科普纪录片。

研究任重道远，科普正当其时

天桥脑科学研究院创始人陈天桥说，脑科学研究任重道远，而科普正当其时。很高兴和上海图书馆东馆合作开出这个展厅。上海图书馆的核心受众是一大批受过良好教育、热爱科学的非脑科学专业人士，正是普及脑科学的主力对象。推出这一“追问大脑”展厅，就是希望鼓励“打破砂锅问到底”的追问精神，让公众共同关注和支持脑科学。

陈天桥介绍，支持科普同样是TCCI的重要使命，研究院先后投巨资出品了获得多项国际大奖的科普纪录片《打开思想的大门》和动画片《什么是人类认知》，推出了脑科学科普自媒体“追问”，举办、资助了大量线上线下科普讲座，今后还会持续投入。

上海图书馆负责人透露，会与TCCI继续开展各种内容合作，大力普及包括脑科学在内的前沿科学知识，为读者提供更好的体验服务。

“我们希望借由这次画展的举办，让更多的人关注这一罕见病患者群体，也希望让医院成为一个窗口，通过艺术的方式，向社会传递健康知识和人文理念。”开幕式上，华山医院罕见病中心执行主任，虹桥院区副院长赵重波教授说。

年轻小伙“说睡就睡”，辗转求医十年终确诊

10年前，20岁出头的拉萨小伙小刘本该是精力旺盛的年纪，却经常感到疲惫不堪，领导开会他睡觉、同事聊天他睡觉，随时随地袭来的困意完全不受他控制。相对的，小刘夜间睡眠质量也不好，常常被噩梦惊醒。这种说睡就睡的“尴尬”严重影响到小刘的工作和生活。十年来，他辗转求医数十次，始终未见好转。直到去年年底，小刘在电视上看到于欢副教授的科普，觉得和自己的症状很像，就开始关注、预约于欢医生的门诊。

今年3月，小刘从拉萨来到上海，在于欢医生的门诊，他详细描述了自己的症状，初步诊断为“发作性睡病”可能，今年8月，经过进一步的整夜多导睡眠监测、多次睡眠潜伏期测试等系列检查，小刘确诊“发作性睡病”。“终于找到了！”小刘如释重负，“我已经被它折磨了十年，跑了七八个城市，做过许许多多检查，有被诊断过神经衰弱、焦虑症等，也因此吃过各种各样的药，经常是没有效果，反而越来越严重。”

于欢介绍，发作性睡病是一种神经系统疾病，是全球公认的罕见病。“这个病常发生在青少年和年轻人群中，造成学习困难、工作能力下降等，甚至影响个人前途。但是，因为缺乏足够了解，患者很容易被误解，周围人常常也没能给予足够的关注，包括一些医生也缺乏了解，因此像小刘这样辗转数年，甚至十数年才最终确诊的患者并不在少数。”据介绍，目前在全国各大睡眠中心登记的发作性睡病病例不足6000人，但实际患病人数可能成百上千倍大于这个数。

“好在这个疾病已经有治疗的方案，患者只要定期接受治疗就可以控制病情。通过这个画展，我们也希望让更多人认识这个疾病，少一点误解和责备，多一点关怀与理解，让发作性睡病患者得到及时的、良好的治疗。”于欢说。

睡眠疾病诊疗任重道远，医患社会共同携手

我国流行病学调查显示，普通人群中睡眠障碍的患病率高达35%，但对这些广义上称作“睡眠障碍”疾病的正确识别、正确诊断和系统规范治疗的总体水平较低，真正得到规范、有效治疗的患者比例严重不足。

作为国内成立最早、影响力最大的睡眠障碍研究中心之一，复旦大学睡眠障碍研究中心、华山医院睡眠医学中心依托国内顶尖的神经科，长期致力于睡眠障碍的研究和诊疗，每年接诊5,000人次以上各类睡眠疑难杂症，为患者提供多导睡眠监测及疾病诊断、多学科一站式综合诊疗。

以发作性睡病为例，患者主要症状包括日间困倦、猝倒、入睡/醒转期幻觉和包括睡瘫在内的各类睡眠症状，表现出类似“梦游”或者“梦动症”的症状，睡眠片段化等,其中梦靥、睡瘫和幻觉常常伴随发生。与普通人做梦不同，发作性睡病患者能够清晰地记忆、描述自己的梦境。上海市慈善基金会蓝鲸罕见病专项基金主任戴瑛介绍，许多人看了画展后说他们是“天生艺术家”，其实发作性睡病患者的梦境多是恐怖的，虽然这些作品看起来色彩绚烂，但是仔细看就会发现，每个人的梦境中都暗藏着危机，像小刘的梦境《山水》，刚开始会看到泳者畅游在山水间，旁边还有美丽的大鱼儿陪伴，似乎很惬意的样子。然而仔细端详画作就会发现，大鱼的脊背上有锋利的尖角、鱼儿折断了腹鳍流淌着眼泪，山的背面还有火焰，这些都是存在于患者潜意识中的危险。

除了中枢起源的发作性睡病，成人急慢性失眠症、睡眠呼吸障碍、梦动症、梦游症为代表的异态睡眠、不宁腿综合征等睡眠相关运动障碍都属于睡眠障碍。“但更值得关注的是，睡眠障碍有时还只是一种上游疾病，很多病的前期表现都隐藏在睡眠里，比如睡眠呼吸暂停，如果不经过治疗的话，过几年就可能会发生心脏病、糖尿病、高血压。又比如梦动症如果不正规治疗，时间长了可能发展为帕金森病、认知障碍。早筛查、及时发现、及时治疗睡眠障碍能够延缓后续的病程。随着医、患社会共同携手，相信这条路会越走越顺。”

图注：“面向大众的神经技术”专题论坛

对此，天桥脑科学研究院（TCCI）创始人陈天桥指出，多年前，阿凡达、骇客帝国、盗梦空间、三体等经典科幻作品，对面向大众的神经技术做出了精彩而大胆的描述，比如大脑复活、记忆下载和传输、梦境解码和控制。但是今天，这些技术却仍然停留在科幻作品中。通过办这个会议，以及今后的追问和探讨，不是期待马上就能得到完美的解决方案，而是期待持续引起科学家的重视和公众的关注。

会议主持人、华山医院院长、TCCI转化中心主任毛颖教授从一位神经外科医生的角度认为，许多提升正常人群健康的技术，都是先从医疗落地转化的。今天，创新神经技术比如脑机接口、深部脑刺激、手术机器人已经在神经外科临床中应用，给医生带来便利，给患者带来福音，而发展趋势是从表象到机理、从有创到无创、从单一学科到多学科融合，为未来造福正常人群打下了很好的基础。

清华大学生物医学工程系洪波教授说，他的团队用3个颅内电极就实现了微创植入脑机接口打字，每个电极的等效信息传输率达到20比特/分钟，期待未来能够以尽可能小的代价帮助残疾人恢复与外界沟通的能力。

乌得勒支大学医学中心Nick Ramsey教授分享，一个58岁晚期肌萎缩侧索硬化症（ALS）患者接受了大脑植入，通过解码软件算法和患者反复练习，每分钟能够输入相当于两个字母，准确率接近90%。电极植入7个月后，她可以在家实现连续32天的拼写练习。

南洋理工大学计算机科学与工程学院关存太教授指出，基于深度学习等算法的新型非侵入脑机接口技术，可以使得卒中患者的理解准确率，从传统脑机接口技术的70%上升到90%。

除了介绍现有最新成果，专家们对未来这些技术在更大人群的应用做出了展望。

柏林大学医学中心的Surjo Soekadar教授认为，目前的脑机接口，主要是通过对大脑运动意识的解码和感官的反馈，实现对大脑结构和功能的重建。下一代的脑机接口技术，将能做到解码工作记忆、情感和运动集成，并通过自适应的调节和感官反馈，实现对大脑功能的稳定提升。

Gerwin认为，神经技术在健康人群中最先落地的，将有可能是睡眠调控以及缓解抑郁焦虑场景。他举例说，通过神经技术产生能够引起大脑积极反应的音乐，让大脑和音乐韵律达成一致的节奏，起到帮助正常人个性化提升睡眠质量的作用。

“如果人脑在记忆、计算等功能上通过神经技术全面得到增强，会不会意味着人类大脑的整体退化？”

Ramsey教授认为，人类的情绪、动机、奖赏加工、与躯体相关的认知功能是没有办法被取代的，所以即使未来神经技术可以大大增强大脑，也不会导致人类大脑的退化。

“用人脑研究人脑，是不是会有不可逾越的主观性障碍？能否通过机器AI研究解决这一问题？“

关存太教授指出，现在用人脑来研究人脑，其实不是研究人脑的运作机制，而是研究大脑出现障碍或疾病时的修复，或者说是在研究人脑的障碍区域。在目前的技术水平层面，我们无法观测整个大脑的运行规律，所以应该也没有主观性障碍。

“如果神经技术可以解码意识以及双向调节，是不是未来可能干预和改变人的自由意志，这种伦理风险如何考虑？“

洪波教授认为，以目前的研究水平，不用过于担心伦理风险，远远没有达到这一步，现在最需要的是继续探索。许多年以后，我们真的有能力达到了这种先进的技术程度时，就需要非常关注伦理问题。

会前和会中，许多观众向讲者踊跃提出了２００多个问题。现场，天桥脑科学研究院苏格拉底实验室社区追问观察员耿海洋博士，及时汇总有代表性、高质量的问题，代表观众与专家进行互动。耿海洋归纳说，大家最关心的主要包括，科幻小说关于最强大脑的描述哪些最有科学依据，最有希望落地；伦理风险；侵入和非侵入的解决之道。

图注：在会议追问环节中，耿海洋博士代表观众向讲者提问

除了分享和回答问题，每位讲者也留下了自己感兴趣的问题，希望和大家一起进一步探讨和解决。

“我们未来能不能把每个人大脑数字版上传到元宇宙？我们未来能不能模拟制作出患病的大脑？”（洪波）

“开发面向大众的神经技术以提升精神健康，最大的挑战是什么？”（Surjo Soekadar）

对此，耿海洋介绍说，追问观察员的职责，就是收集归纳高质量、有代表性的科学问题，在会上问，更要在会后持续追问，根据问题持续组织会议，发挥打破沙锅问到底的科学精神，探索科学边界。

图注：会中，Nick Ramsey 教授分享脑机接口技术面向大众的需求思考

美国科学院院士Richard Andersen，是为数不多对这一应用进行过展望的科学家。他在接受采访时指出，我们现在关注的是用脑机接口修复脑，今后会关注增强脑。他预测，能不能做到未来把手机芯片植入大脑，实现人脑和电脑的合二为一，只要动动脑子，就可以收发邮件，上网搜索。中科院上海微系统所陶虎教授也认为，以脑机接口为代表的神经技术，现在是让病人成为正常人，未来是让正常人成为超人。

Richard Andersen现任职务是加州理工学院TCCI脑机接口中心主任。６年前，他把电极植入瘫痪病人大脑运动皮层，实现了让病人仅仅用意念就可以精确遥控机械臂完成开啤酒瓶、弹钢琴、玩游戏等复杂动作。正是这个划时代的成果，把前中国首富陈天桥吸引到了大洋彼岸，并最终和加州理工合作成立了天桥脑科学研究院的第一个国际科研机构。陶虎的另外两个身份，是天桥脑科学研究院（中国）研究员，以及脑机接口初创企业脑虎科技创始人，而脑虎科技的唯一天使轮投资者、最大的投资者也正是陈天桥。

作为前互联网大佬，陈天桥对面向大众的创新神经技术，一直兴趣浓厚。他和陶虎说，我可以用二三十年甚至更长时间支持你研发。Richard Andersen的最新研究，是通过超声波，一种无创但相对精确的方式进行脑机接口调控，也得到了陈天桥的支持。他还投资了一家叫Sychron的公司，研发了通过血管介入的脑机接口设备，今年获得FDA批准开始人体临床试验。陈天桥对此思路非常赞赏，认为这是未来让正常人群使用的很好解决方案。

据说，世界首富马斯克正在谋求投资Sychron。这是另一位非常看好面向大众的神经技术的产业大佬。他自己创办了脑机接口设备企业Neuralink，从一开始就以正常人群为目标，包括设计了缝纫机式的微创植入。此外，马斯克透露，还在探索把自己的大脑上传云端，实现与虚拟自己的对话。

脑科学和智能科技发展融合

杨广中教授率先分享了手术机器人和脑机接口的应用与进展。过去10年间，手术机器人的尤其是神经介入机器人得到了飞速发展。植入式机器人的出现让微型芯片植入大脑，进行脑机接口成为可能。目前医疗机器人仍旧面临着微型化、精准性能、狭小空间灵巧结构设计、良好生物相容性材料发掘、多模态智能感知和“人－机协同”智能系统开发等多方面的挑战。

脑虎科技发布阶段性技术成果

陶虎教授表示，脑机接口不仅是重大前沿脑科学研究的关键工具，也是重大脑疾病诊治中具有颠覆性及无限想象空间的手段，他特别指出，与传统领域不同，现阶段国内外在脑机接口领域的技术发展差距实际上并不明显，不论是电极、芯片、植入、算法还是封装集成等领域，国内技术发展处于国际先进水平，目前最需要的是系统优化。

中国原创脑机接口设备研发企业脑虎科技创始人、CEO彭雷表示，产品主要面向的两个市场，一个是以“脑计划”为依托的科研市场，助力“脑计划”的基础研究工具平台；另一个是明确医学价值的医疗市场，针对明确的适应症如渐冻症，高位截瘫、失明等，脑虎会按照医疗产品的流程稳妥推进临床试验，“高通量、低创伤、长期在体”是三大亮点。