2020年10月26日下午3点，由中国科学院大学学生会主办的第九十期“院士大讲堂”活动在中国科学院大学雁栖湖校区东区礼堂拉开帷幕。

    中国科学院院士、现任中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）学术主任的蒲慕明老师为我们带来了关于“大脑的可塑性”的讲座。

（蒲慕明院士）

    蒲慕明院士

    蒲慕明，中国科学院院士，中国科学院神经科学研究所创所所长，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任，美国科学院外籍院士；曾获得美国Ameritec 奖、中华人民共和国国际科学技术合作奖、求是杰出科学家奖、中国科学院杰出科技成就集体奖、Gruber神经科学奖。

    蒲慕明院士在大脑神经可塑性的分子和细胞机制研究方面所做出了许多开创性的工作，系统研究了神经元生长以及突触连接强度的基本原理，定义了突触可塑性的时间性参数，揭示了神经元是如何根据其细胞内部信号分子浓度做出生长方向的决策，阐明了神经元可塑性变化的基本逻辑和规则。

    近年来，他大力推动我国非人灵长类研究的发展，建立研究自我意识的猕猴模型；其团队使用体细胞核移植方法成功地克隆了猕猴，打破了灵长类体细胞克隆的技术障碍，且成功构建了生物节律紊乱的体细胞克隆猴模型，在国际生物学界产生巨大的反响，开启了以体细胞克隆猴为疾病模型的新时代。

（讲座现场）

    下午3点，讲座正式开始。蒲慕明院士先是从大脑皮层和神经元的基本结构讲起，由此慢慢切入讲座主题——大脑的可塑性：从突触到认知。

    首先，蒲慕明院士解释了可塑性的概念：可塑性是指神经系统在内在或外在因素影响之下，转变为另一个构造态或功能态。大多数人体组织往往趋于维持稳态，但是在神经系统中，稳态性和可塑性都十分重要，可塑性是大脑认知功能的基础，这也是神经系统的特性。我们正常的学习、记忆和认知等都是大脑可塑性的体现。但是，可塑性有时也会失常，使精神、记忆或认知出现异常。可塑性有利有弊，例如大脑受伤后恢复功能是适应性可塑性，而成瘾是危害性可塑性。

    电活动可以使大脑从一个状态转变为另一个状态，而突触则是神经元之间传递冲动的接触结构。在这一过程中发生了神经元和突触结构和功能的变化。那么，从突触到认知的变化是怎样发生的呢？

    蒲慕明院士从突触可塑性的首次发现讲起，介绍了突触研究领域中的两大标志性研究成果：1941年，冯德培在北京首次发现了突触可塑性，开创了可塑性的领域。之后赫伯提出：同步的电活动可造成突触加强或稳固，不同步电活动可造成突触削弱或消失。

    在这里院士还谈到了短期记忆如何转变为长期记忆，指出了在学习过程中重复的重要性。一次性的大量学习不如多次的少量学习，而最佳重复间隔可以获得最好的学习效果。蒲慕明院士还提到，目前的人工智能并没有记忆消逝或巩固机制，因此研究神经科学对下一代人工智能具有重要意义。

    蒲慕明院士介绍了中国现代脑科学先驱张香桐及其理论：树突棘可以作为调节突触传递效率的结构。而通过恐惧记忆研究长期记忆的实验发现，在人脑发育过程中有突触密度的变化。研究指出，发育期是神经网络的构建期，成年期是神经网络的成熟期，这两个阶段神经网络具有不同的可塑性。发育期有神经网络的大幅度修剪，经验是主导修剪的主要因素。成熟期神经网络只有有限的修剪，并使得已获得的经验保存下来，这也是人体神经网络的巧妙之处。

    除此之外，遗传对突触可塑性也有很大的影响。为了让同学们更好的理解环境与遗传对可塑性的影响，蒲慕明院士用一个注水比喻阐述了两者的关系：遗传是构建神经网络的基本材料，环境在材料之上塑造网络，二者都具有百分之百的重要性。

    在互动环节，蒲慕明院士以画和曲子为基础展开并介绍了赫伯细胞群假说和记忆的时序性。这一环节不仅调动了同学们了积极性，也加深了对讲述内容的理解。现场气氛热烈，同学们多次为蒲院士的精妙讲解鼓掌喝彩。

    值得一提的是，在讲述过程中蒲慕明院士多次提到，我国上一代神经学家在艰难困苦的环境中做出了巨大的建树，当代研究者望尘莫及。他也以此激励当代研究者们努力科研，早日有所贡献。

    讲座结束后，同学们热情提问，蒲慕明院士对每一个问题都耐心地作出了细致的解答。尽管同学们来自不同学科背景，但是都对讲座内容十分感兴趣。有同学问到了大脑记忆的清除作用、还有同学问到了胎教的作用以及如何预防阿尔茨海默症等等问题，蒲院士都亲切地给予了解答。

（蒲院士与同学们亲切交流）

本次院士大讲堂的举办

使得同学们有机会一睹院士风采

在了解前沿知识的同时

更学习前辈身上的科研精神

从院士的身上汲取精神力量

坚定了国科大学子

不忘初心、笃志科研的远大志向

（蒲院士与同学们合影留念）

 中国科学院大学学生会  出品

文字 / 学术实践中心

图片 / 学术实践中心

编辑 / 黄孝舜

责编 / 刘灿威