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从简单地剪切致病基因，到开发出不再传播疾病的工程动物，基因编辑技术已经释放出巨大的潜力。随着研究的深入，科学界还发现，除了编辑具有遗传讯息的DNA片段，编辑RNA可以在不改变基因组的情况下，帮助调整基因表达方式，此外，RNA的寿命是相对短暂的，这也意味着它的变化是可以逆转的，从而避免基因工程中的巨大风险。
2017年10月，来自Broad研究所的张锋研究团队在《自然》期刊上发表了题为“RNA targeting with CRISPR-Cas13”的文章，首次将CRISPR-Cas13系统公之于众，证实了CRISPR-Cas13可以靶向哺乳动物细胞中的RNA。仅仅时隔三周，又一篇名为“RNA editing with CRISPR-Cas13”的力作发表于《科学》期刊。在该研究中，张锋研究团队再次展示了这一RNA编辑系统，能有效地对RNA中的腺嘌呤进行编辑。
在CRISPR出现之前，RNAi是调节基因表达的理想方法。但是Cas13a酶一大优势在于更强的特异性，而且这种本身来自细菌的系统对哺乳动物细胞来说，并不是内源性的，因此不太可能干扰细胞中天然的转录。相反，RNAi利用内源性机制进行基因敲除，对本身的影响较大。但CRISPR-Cas13系统还有一个重要的问题，Cas13a酶本质上是一种相对较大的蛋白质，因此很难被包装到靶组织中，这也可能成为RNA编辑技术临床应用的一大障碍。
2018年3月16日，一项发表在《细胞》期刊的重磅成果为RNA编辑技术带来一大步飞跃，来自美国Salk研究所的科学家利用全新的CRISPR家族酶扩展了RNA编辑能力，并将这个新系统命名为“CasRx”。
CasRx（品红色）在人类细胞核中靶向RNA（灰色），Salk研究所
“生物工程师就像自然界的侦探一样，在DNA模式中寻找线索来帮助解决遗传疾病。CRISPR彻底改变了基因工程，我们希望将编辑工具从DNA扩展到RNA。”研究领导者Patrick Hsu博士表示，“RNA信息是许多生物过程的关键介质。在许多疾病中，这些RNA信息失去了平衡，因此直接靶向RNA的技术将成为DNA编辑的重要补充。”
除了高效性且无明显脱靶效应，新系统的一个关键特征是其依赖于一种比以前研究中物理尺寸更小的酶。 这对RNA编辑技术至关重要，这使得该编辑工具能够更容易被包装到病毒载体，并进入细胞进行RNA编辑。来自东京大学的科学家Hiroshi Nishimasu并未参与这项研究，他表示：“在这项研究中，研究人员发现了一种较Cas13d更加‘紧凑’的酶CasRx。从基础研究到治疗应用，我认为CasRx将成为非常有用的工具。”
此外，在这项研究中，研究人员还展示了利用这种新型RNA编辑系统来纠正RNA过程的能力。他们将CasRx包装到病毒载体中，并将其递送到利用额颞叶痴呆（FTD）患者干细胞中培养的神经细胞，最终使tau蛋白水平恢复到健康水平上，有效率达到80%。
Patrick Hsu博士最后说道：“基因编辑技术通过对DNA的切割带来基因序列的改变。在经过基因编辑的细胞中，其效果是永久的。虽然基因编辑技术能够很好地将基因完全关闭，但对调节基因的表达上并不那么优秀。展望未来，这一最新工具将在RNA生物学研究中发挥重要作用，并有望在未来凭借该技术对RNA相关疾病进行治疗。”
该研究探索了Cas13d家族蛋白CasRx敲低目的基因的最佳sgRNA组合，通过尾静脉注射质粒的方式，将CasRx系统和靶向Pten基因的sgRNA导入到小鼠肝脏细胞中，成功在小鼠肝脏中实现了Pten的高效沉默。
3月18日，《蛋白质与细胞》期刊在线发表了《Cas13d介导的肝脏基因表达下调对代谢功能的调控》的研究论文，该研究由中科院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室杨辉研究组和上海科技大学生命科学与技术学院黄鹏羽研究组合作完成。该研究探索了Cas13d家族蛋白CasRx敲低目的基因的最佳sgRNA组合，通过尾静脉注射质粒的方式，将CasRx系统和靶向Pten基因的sgRNA导入到小鼠肝脏细胞中，成功在小鼠肝脏中实现了Pten的高效沉默，证实了CasRx系统在成体动物体内也具有靶向沉默RNA的活性，通过增强下游蛋白AKT的磷酸化，影响了糖脂代谢相关基因的表达。同时，利用AAV递送CasRx和靶向Pscsk9的sgRNA到小鼠肝脏，有效降低了肝脏中PCSK9的蛋白表达，以及小鼠血液中的胆固醇水平。这为治疗后天性的代谢疾病提供了新方案。
同时，杨辉研究组与上海交通大学医学院附属上海第一人民医院孙晓东研究组合作，也探究了CasRx预防严重的眼部疾病——年龄相关性黄斑变性（AMD）的可能性，研究人员发现在体内使用CasRx敲低Vegfa的mRNA可以显著减少AMD小鼠模型中脉络膜新血管形成（CNV）的面积，验证了将RNA靶向的CRISPR系统用于治疗应用的潜力。相关研究论文《CasRx介导的RNA靶向策略可防止年龄相关的黄斑变性的小鼠模型中的脉络膜新生血管形成》3月3日在《国家科学评论》在线发表。
近年来，CRISPR/Cas9技术因其强大且便捷的DNA编辑能力而受到广泛关注。2016年，张锋实验室发现了一种新的Cas蛋白Cas13a，可以靶向RNA进行切割。之后人们又陆续发现了靶向RNA的Cas13b, Cas13c。由于Cas13家族蛋白靶向RNA的特点，理论上在一些特定疾病的检测和治疗上具有独特优势，因而成为近年来的研究热点。2018年，加州大学伯克利分校Patrick Hsu实验室发现了Cas13d家族。他们发现与RNA干扰技术相比，Cas13d介导的基因沉默具有更高的特异性（与数百个shRNA脱靶相比，Cas13d没有脱靶）和敲除效率（Cas13d达到96％，shRNA达到65％）。而与Cas9介导的基因敲除技术相比，Cas13d介导的基因沉默不会改变基因组DNA，因此这种基因沉默是可逆的，从而对一些后天性疾病（如因不良生活习惯导致的高血脂等后天代谢性疾病）的治疗更有优势。其中Cas13d家族的CasRx蛋白由于体积小，效率高，被认为是在未来应用中最具有优势的Cas13蛋白。
此前的工作都在细胞水平证明了CasRx的高效性和特异性，杨辉研究组的这两篇文章则更进一步在动物体内证明了CasRx的活性，为临床提供了可能性。为证明CasRx在动物体内的活性，研究人员分别针对目的基因进行了sgRNA的体外筛选，然后采用尾静脉注射敲低Pten的质粒、尾静脉注射敲低Pcsk9的AAV8病毒、眼部注射敲低Vegfa的AAV病毒。对注射后的小鼠进行相应分析，分别得到Pten基因下调及其下游蛋白AKT的磷酸化上调，Pcsk9下调造成血清胆固醇下调；Vegfa下调显著减少AMD小鼠模型中脉络膜新血管形成（CNV）的面积。
2020年3月18日，《蛋白质与细胞》期刊在线发表了《Cas13d介导的肝脏基因表达下调对代谢功能的调控》的研究论文，该研究由中科院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室杨辉研究组和上海科技大学生命科学与技术学院黄鹏羽研究组合作完成。该研究探索了Cas13d家族蛋白CasRx敲低目的基因的最佳sgRNA组合，通过尾静脉注射质粒的方式，将CasRx系统和靶向 Pten 基因的sgRNA导入到小鼠肝脏细胞中，成功在小鼠肝脏中实现了 Pten 的高效沉默， 证实了CasRx系统在成体动物体内也具有靶向沉默RNA的活性， 通过增强下游蛋白AKT的磷酸化，影响了糖脂代谢相关基因的表达。同时，利用AAV递送CasRx和靶向 Pscsk9 的sgRNA到小鼠肝脏， 有效降低了肝脏中PCSK9的蛋白表达，以及小鼠血液中的胆固醇水平 。这为治疗后天性的代谢疾病提供了新方案。
同时，杨辉研究组与上海交通大学医学院附属上海第一人民医院孙晓东研究组合作，也 探究了CasRx预防严重的眼部疾病——年龄相关性黄斑变性（AMD）的可能性，研究人员发现在体内使用CasRx敲低 Vegfa的mRNA可以显著减少AMD小鼠模型中脉络膜新血管形成（CNV）的面积**，验证了将RNA靶向的CRISPR系统用于治疗应用的潜力。相关研究论文《CasRx介导的RNA靶向策略可防止年龄相关的黄斑变性的小鼠模型中的脉络膜新生血管形成》3月3日在《国家科学评论》在线发表。
近年来，CRISPR/Cas9技术因其强大且便捷的DNA编辑能力而受到广泛关注。2016年，张锋实验室发现了一种新的Cas蛋白Cas13a，可以靶向RNA进行切割。之后人们又陆续发现了靶向RNA的Cas13b, Cas13c。由于Cas13家族蛋白靶向RNA的特点，理论上在一些特定疾病的检测和治疗上具有独特优势，因而成为近年来的研究热点。2018年，加州大学伯克利分校Patrick Hsu实验室发现了Cas13d家族。他们发现与RNA干扰技术相比，Cas13d介导的基因沉默具有更高的特异性（与数百个shRNA脱靶相比， Cas13d没有脱靶）和敲除效率（Cas13d达到96％ ，shRNA达到65％）。而与Cas9介导的基因敲除技术相比， Cas13d介导的基因沉默不会改变基因组DNA，因此这种基因沉默是可逆的 ，从而对一些后天性疾病（如因不良生活习惯导致的高血脂等后天代谢性疾病）的治疗更有优势。其中Cas13d家族的CasRx蛋白由于体积小，效率高，被认为是在未来应用中最具有优势的Cas13蛋白。
此前的工作都在细胞水平证明了CasRx的高效性和特异性，杨辉研究组的这两篇文章则更进一步在动物体内证明了CasRx的活性，为临床提供了可能性 。为证明CasRx在动物体内的活性，研究人员分别针对目的基因进行了sgRNA的体外筛选，然后采用尾静脉注射敲低 Pten 的质粒、尾静脉注射敲低 Pcsk9 的AAV8病毒、眼部注射敲低 Vegfa 的AAV病毒。对注射后的小鼠进行相应分析，分别得到 Pten 基因下调及其下游蛋白AKT的磷酸化上调， Pcsk9 下调造成血清胆固醇下调； Vegfa 下调显著减少AMD小鼠模型中脉络膜新血管形成（CNV）的面积。
图1 CasRx介导的 Pten 体内体外的下调（ Protein & Cell ）
A.质粒示意图；细胞中 Pten 的下调；检测PTEN及AKT的表达； 与shRNA脱靶比较；E.尾静脉注射质粒示意图；.免疫荧光，qPCR，western分别检测 Pten 及p-AKT的表达
图2 血清胆固醇的调节以及 Pcsk9 的可逆调控（ Protein & Cell ）
A.针对 Pcsk9 的AAV8病毒注射示意图；B.肝组织中 Pcsk9 的表达量；C.血清 PCSK9 的表达量；D.血清胆固醇水平；.血清ALT和AST的测定；G.可逆调节注射示意图； H. Pcsk9 的动态调控。
图3 AAV介导CasRx减少了AMD小鼠模型中CNV的面积（National Science Review）
A.小鼠和人序列比较以及sgRNA示意图；.在293T和N2a细胞中敲低 Vegfa ；蛋白的表达；病毒质粒示意图；F.实验流程图；的mRNA表达水平；.激光烧伤之前或之后7天的 Vegfa mRNA水平；诱导3天后的VEGFA蛋白水平；K.激光烧伤7天后，用PBS或AAV-CasRx- Vegfa 注射的代表性CNV图像；面积统计。
2020 年 4 月 8 日， Cell 期刊在线发表了题为 《Glia-to-Neuron Conversion by CRISPR-CasRx Alleviates Symptoms of Neurological Disease in Mice》 的研究论文，该研究由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）、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室 杨辉 研究组完成。
该项研究通过运用最新开发的 RNA 靶向 CRISPR 系统 CasRx 特异性地在视网膜穆勒胶质细胞中敲低 Ptbp1 基因的表达，首次在成体中实现了视神经节细胞的再生，并且恢复了永久性视力损伤模型小鼠的视力。同时，该研究还证明了这项技术可以非常高效且特异地将纹状体内的星形胶质细胞转分化成多巴胺神经元，并且基本消除了帕金森疾病的症状。该研究将为未来众多神经退行性疾病的治疗提供一个新的途径。
人类的神经系统包含成百上千种不同类型的神经元细胞。在成熟的神经系统中，神经元一般不会再生，一旦死亡，就是永久性的。神经元的死亡会导致不同的神经退行性疾病，常见的有阿尔兹海默症和帕金森症。此类疾病的病因尚不明确且没有根治的方法，因此对人类的健康造成巨大威胁。据统计，目前全球大约有 1 亿多的人患有神经退行性疾病，而且随着老龄化的加剧，神经退行性疾病患者数量也将逐渐增多。
在常见的神经性疾病中，视神经节细胞死亡导致的永久性失明和多巴胺神经元死亡导致的帕金森疾病是尤为特殊的两类，它们都是由于特殊类型的神经元死亡导致。我们之所以能看到外界绚烂多彩的世界，是因为我们的眼睛和大脑中存在一套完整的视觉通路，而连接眼睛和大脑的神经元就是视神经节细胞。
作为眼睛和大脑的唯一一座桥梁，视神经节细胞对外界的不良刺激非常敏感。研究发现很多眼疾都可以导致视神经节细胞的死亡，急性的如缺血性视网膜病，慢性的如青光眼。视神经节细胞一旦死亡就会导致永久性失明。据统计，仅青光眼致盲的人数在全球就超过一千万人。
帕金森疾病是一种常见的老年神经退行性疾病。它的发生是由于脑内黑质区域中一种叫做多巴胺神经元的死亡，从而导致黑质多巴胺神经元不能通过黑质-纹状体通路将多巴胺运输到大脑的另一个区域纹状体。目前，全球有将近一千万人患有此病，我国尤为严重，占了大约一半的病人。 如何在成体中再生出以上两种特异类型的神经元，一直是全世界众多科学家努力的方向。
该研究中，研究人员首先在体外细胞系中筛选了高效抑制 Ptbp1 表达的 gRNA，设计了特异性标记穆勒胶质细胞和在穆勒胶质细胞中表达 CasRx 的系统。所有元件以双质粒系统的形式被包装在 AAV 中并且通过视网膜下注射，特异性地在成年小鼠的穆勒胶质细胞中下调 Ptbp1 基因的表达。
大约一个月后，研究人员在视网膜视神经节细胞层发现了由穆勒胶质细胞转分化而来的视神经节细胞，并且转分化而来的视神经节细胞可以像正常的细胞那样对光刺激产生相应的电信号。
研究人员进一步发现，转分化而来的视神经节细胞可以通过视神经和大脑中正确的脑区建立功能性的联系，并且将视觉信号传输到大脑。在视神经节细胞损伤的小鼠模型中，研究人员发现转分化的视神经细胞可以让永久性视力损伤的小鼠重新建立对光的敏感性。
为进一步发掘 Ptbp1 介导的胶质细胞向神经元转分化的治疗潜能，研究人员证明了该策略还能特异性地将纹状体中的星形胶质细胞非常高效的转分化为多巴胺神经元，并且证明了转分化而来的多巴胺神经元能够展现出和黑质中多巴胺神经元相似的特性。
在行为学测试中，研究人员发现这些转分化而来的多巴胺神经元可以弥补黑质中缺失的多巴胺神经元的功能，从而将帕金森模型小鼠的运动障碍逆转到接近正常小鼠的水平。
需要指出的是，虽然科学家们在实验室里取得了重要进展，但是要将研究成果真正应用于人类疾病的治疗，还有很多工作要做：人类的视神经节细胞能否再生？帕金森患者是否能通过该方法被治愈？这些问题有待全世界的科研工作者共同努力去寻找答案。
（上）CasRx 通过靶向的降解 Ptbp1 mRNA 从而实现 Ptbp1 基因表达的下调。
（中）视网膜下注射 AAV-GFAP-CasRx-Ptbp1 可以特异性的将视网膜穆勒胶质细胞转分化为视神经节细胞，转分化而来视神经节细胞可以和正确的脑区建立功能性的联系，并且提高永久性视力损伤模型小鼠的视力。
（下）在纹状体中注射 AAV-GFAP-CasRx-Ptbp1 可以特异性的将星形胶质细胞转分化为多巴胺神经元，从而基本消除了帕金森疾病模型小鼠的运动症状。
RNA-editing Cas13 enzymes have taken the CRISPR world by storm. Like RNA interference, these enzymes can knock down RNA without altering the genome , but Cas13s have higher on-target specificity. New work from Konermann et al. and Yan et al. describes new Cas13d enzymes that average only kb in size and are easy to package in low-capacity vectors! These small, but mighty type VI-D enzymes are the latest tools in the transcriptome engineering toolbox.
Microbial CRISPR diversity is impressive, and researchers are just beginning to tap the wealth of CRISPR possibilities. To identify Cas13d, both groups used very general bioinformatic screens that looked for a CRISPR repeat array near a putative effector nuclease. The Cas13d proteins they identified have little sequence similarity to previously identified Cas13a-c orthologs, but they do include HEPN nuclease domains characteristic of the Cas13 superfamily. Yan et al. proceeded to study orthologs from Eubacterium siraeum (EsCas13d) and Ruminococcus sp. (RspCas13d), while Konermann et al. characterized orthologs from “Anaerobic digester metagenome” (AdmCas13d) and Ruminococcus flavefaciens (nicknamed CasRx), as well as EsCas13d.
Like other Cas13 enzymes, the Cas13d orthologs described in these papers can independently process their own CRISPR arrays into guide RNAs. crRNA cleavage is retained in dCas13d and is thus HEPN-independent. These enzymes also do not require a protospacer flanking sequence, so you can target virtually any RNA sequence ! In bacteria, Cas13d-mediated cleavage promotes collateral cleavage of other RNAs. As with other Cas13s, this collateral cleavage does not occur when Cas13d is expressed in a mammalian system.
Since Cas13d is functionally similar to previously discovered Cas13 enzymes - what makes these orthologs so special? The first property is size - Cas13d enzymes have a median length of ~930aa - making them 17-26% smaller than other Cas13s and a whopping 33% smaller than Cas9! Their small size makes then easy to package in low-capacity vectors like AAV, a popular vector due to its low immunogenicity. But these studies also identified other advantages, including Cas13d-specific regulatory proteins and high targeting efficiency, both of which are described below.
The majority of Type VI-D loci contain accessory proteins with WYL domains (named for the three conserved amino acids in the domain). Yan et al. from Arbor Biotechnologies found that RspCas13d accessory protein RspWYL1 increases both targeted and collateral RNA degradation by RspCas13d. RspWYL1 also increased EsCas13d activity, indicating that WYL domain-containing proteins may be broader regulators of Cas13d activity. This property makes WYL proteins an intriguing counterpart to anti-CRISPR proteins that negatively modulate the activity of Cas enzymes, some of which are also functional in multiple species (read Arbor Biotechnologies' press release about their Cas13d deposit here ).
Not all Cas13d proteins are functional in mammalian cells, but Konermann et al. saw great results with CasRx and AdmCas13d fused to a nuclear localization signal (NLS). In a HEK293 mCherry reporter assay, CasRx and AdmCas13d produced 92% and 87% mCherry protein knockdown measured by flow cytometry, respectively. Cas13d CRISPR array processing is robust, with CasRx and either an unprocessed or processed gRNA array (22 nt spacer with 30 nt direct repeat) mediating potent knockdown. Multiplexing from the CRISPR array yielded >90% knockdown by CasRx for each of four targets, including two mRNAs and two nuclear long non-coding RNAs.
One interesting twist to Cas13d enzymes is their cleavage pattern: EsCas13d produced very similar cleavage products even when guides were tiled across a target RNA, indicating that this enzyme does not cleave at a predictable distance from the targeted region. Konermann et al. show that EsCas13d favors cleavage at uracils, but a more detailed exploration of this cleavage pattern is necessary.
Konermann et al. compared CasRx to multiple RNA regulating methods: small hairpin RNA interference, dCas9-mediated transcriptional inhibition (CRISPRi), and Cas13a/Cas13b RNA knockdown. CasRx was the clear winner with median knockdown of 96% compared to 65% for shRNA, 53% for CRISPRi, and 66-80% for other Cas13a and Cas13b effectors. Like previously characterized Cas13 enzymes, CasRx also displays very high on-target efficiency; where shRNA treatment produced 500-900 significant off-targets, CasRx displayed zero. Unlike Cas9, for which efficiency varies widely across guide RNAs, each guide tested with CasRx yielded >80% knockdown. It seems that CasRx may make it possible to target essentially any RNA in a cell.
Since catalytically dead dCasRx maintains its RNA-binding properties, Konermann et al. tested its ability to manipulate RNA species through exon skipping. Previous CRISPR exon-skipping approaches used two guide RNAs to remove a given exon from the genome, and showed success in models of muscular dystrophy . In this case, Konermann et al. targeted MAPT , the gene encoding dementia-associated tau, delivering dCasRx and a 3-spacer array targeting the MAPT exon 10 splice acceptor and two putative splice enhancers. After AAV-mediated delivery to iPS-derived cortical neurons, dCasRx-mediated exon skipping improved the ratio of pathogenic to non-pathogenic tau by nearly 50%, showing proof-of-concept for pre-clinical and clinical applications of dCasRx.
The identification of Type VI Cas13d enzymes is another win for bioinformatic data mining. As we continue to harness the natural diversity of CRISPR systems, only time will tell how large the genome and transcriptome engineering toolbox will be. It is, however, certain that the impact of CRISPR scientific sharing will continue to grow, and we at Addgene appreciate our depositors for making their tools available to the broader community.
References
Konermann, Silvana, et al. “Transcriptome Engineering with RNA-Targeting Type VI-D CRISPR Effectors.” Cell (2018) pii: S0092-8674(18)30207-1. PubMed PMID: 29551272
Yan, Winston X., et al. “Cas13d Is a Compact RNA-Targeting Type VI CRISPR Effector Positively Modulated by a WYL-Domain-Containing Accessory Protein.” Mol Cell. (2018) pii: S1097-2765(18)30173-4. PubMed PMID: 29551514
\1. Transcriptome Engineering with RNA-Targeting Type VI-D CRISPR Effectors
\2. CRISPR genetic editing takes another big step forward, targeting RNA
\3. How Editing RNA—Not DNA—Could Cure Disease in the Future
[ ](
via 果壳网葡萄酒酿造是一项复杂的工艺，葡萄的品种、产地的“风土”以及酿酒过程当中的每一个环节都会对酒的风味产生影响，葡萄酒鉴赏也因此成为了一门玄妙的学问。不过，一篇于3月18日发表在PLOS ONE上的论文发现，我们的大脑可能对酒精含量较低的葡萄酒“情有独钟”。果壳科学人对文章的第一作者、来自以色列希伯来大学的莱姆•弗罗斯特（Ram Frost）教授进行了专访。弗罗斯特教授告诉果壳网，自己对葡萄酒的热爱由来已久。经过多年的钻研，他积累了大量关于葡萄酒酿造与品评的知识，而此次研究的主题也与这项兴趣密切相关。 弗罗斯特教授等人注意到，在过去的二三十年间，市场中贩卖的葡萄酒酒精含量越来越高。30年前，酒精含量为12%或的葡萄酒最为常见，而在今日，多数葡萄酒的酒精含量达到了14%或以上。出现这一趋势的部分原因在于葡萄酒制造商对大众口味的推断，毕竟有许多人相信高度酒浓烈醇厚；不过，一些品酒专家对此提出了异议，他们认为酒精含量太高会掩盖酒本身微妙的味道与气韵。 如果你是一名葡萄酒制造商，此刻该听从自己的直觉还是专家的建议？到底什么样的酒更容易吸引消费者买单？论文指出，与品酒密切相关的嗅觉与味觉活动，均为难以量化的化学感觉通道，而且易受其他因素的影响，因此，要想获得一个关于口味偏好的可靠结果并不简单。于是，研究者们决定利用功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）的技术，在被试不进行主观判断的情况下，记录不同酒精含量的葡萄酒引发的大脑活动。 研究者们通过问卷筛查，选择性地招募了一批志愿者。这些志愿者平日有喝葡萄酒的习惯，但购买次数不超过每周一次。在实验中，研究者让被试一边接受fMRI，一边按照随机顺序喝下三种液体：（1）低酒精含量葡萄酒，（2）高酒精含量葡萄酒，以及（3）由 mM 氯化钾与 mM碳酸氢钠配置成的无味溶液。 为了最大限度地排除酒精含量以外的变量产生的干扰，研究者对实验使用的葡萄酒样品进行了严格的控制。首先，每一对高/低酒精含量葡萄酒的产地、葡萄品种、年份与市场价格一致；其次，经过测定，两种葡萄酒的残糖含量与pH值也非常接近；其三，研究者共准备了4组高/低酒精含量葡萄酒，并对每位被试进行随机提供其中一组；最后，志愿者们在fMRI扫描结束后对自己喝到的葡萄酒进行了评分，结果表明，他们对两种葡萄酒的主观偏好度几乎一致。 分析fMRI数据发现，与无味液体相比，葡萄酒显著激活了诸多参与味觉加工的脑区，其中包括扣带回（cingular cortex）、中央后回（post-central gyrus）、罗兰迪克脑盖（rolandic operculum）、腹后内侧丘脑（ventral posterior medial thalamus）和小脑（cerebellum）等。 当对两种酒精含量的葡萄酒引起的神经活动进行比较时，研究者发现了一个出人意料的结果。与人们对高度酒“味道浓郁”的印象相反，酒精含量较低的葡萄酒在右侧脑岛（insula）和小脑引起了更强的活动，而这两个脑区均与味觉强度的加工有关（如图）。 被试对两种葡萄酒的主观评定几乎一致，客观的大脑活动信号却出现了差异，为何会产生这种现象？弗罗斯特教授告诉果壳网，酒精含量较低时，大脑或能更深入地探索葡萄酒的芳香与口味，从而导致了更活跃的神经反应，这一过程并不受主观意识的控制，可能也与人们对酒精度高低的偏好无关。有趣的是，尽管参与实验的志愿者都是普通消费者，他们的大脑却与一些品酒专家不谋而合。 尽管这一结果并不能直接反映人们对酒精含量的实际喜好，葡萄酒制造业依旧能从中获得一些启示。弗罗斯特教授指出，本项研究的一大意义即在于提出了一种测量方法，即便是像葡萄酒这样复杂的化学感觉刺激，也可用fMRI技术来考察大脑对它们的反应，而“葡萄酒的其他一些特征，如酸度、丹宁含量都可以用同样的方法进行研究。”在下一步的实验当中，研究者们还将对葡萄酒鉴赏专家们进行fMRI扫描，看看他们的大脑又会有怎样的反应。 （编辑：游识猷） 参考资料 Frost R, Quiñones I, Veldhuizen M, et al. What Can the Brain Teach Us about Winemaking? An fMRI Study of Alcohol Level Preferences[J]. PloS one, 2014, 10(3): e0119220-e0119220.
说起爱因斯坦，大家对他的评价都是天才、优秀科学家。然而正是因为异于常人的表现，让这位天才，在死后还不能安息，被人以科学的名义“窃取”大脑，拿来做研究。1955年4月18号，爱因斯坦死于大动脉爆裂，负责尸检的是一位病理学家Harvey哈维，在没有经过家属同意的情况下，他把爱因斯坦的大脑和眼球偷偷取出来了，理由是像爱因斯坦这样聪明的人不拿来做研究的话，就太可惜了。
这一消息很快被纽约时报报道，爱因斯坦的家人和粉丝知道后非常生气。引起了众怒的哈维不仅丢了工作，还跟妻子离了婚。最后，他带着大脑独自离去，离去前信誓旦旦的表示会公布研究结果。结果，40多年过去了，杳无音讯。
后来被记者找到时发现，他生活窘迫，对大脑的研究也一直没有进展。而爱因斯坦的大脑被切成了240小片，被包埋在火棉胶里，又浸泡在福尔马林中保存起来。截至到今天，关于爱因斯坦大脑研究的论文报道都是寥寥无几，有发现说，虽然爱因斯坦的大脑IQ高于常人，但他大脑的尺寸比其他成年男性的大脑的要小一点。
另一项发现是，他的大脑上负责数学和空间推理的顶叶比常人要大15%。但这些发现都不能解释，爱因斯坦为何是一位天才。随着时间的流逝，哈维取脑事件渐渐淡出了人们的视线。哈维也将剩余的大脑切片捐给了普林斯顿医院。至于爱因斯坦的眼球，曾经有传言说一位明星愿意出5百万美元（约合人民币3200万元）收购，哈维却否认有这件事。 事实的真相到底是怎样的，估计只有当事人知道了。
爱因斯坦大脑出身是便是畸形的，导致管理数学与空间的一块比普通人大
总的来说就是爱因斯坦的智商比较高，脑回路的阻碍比较少而已
作为20世纪最为聪明的人，也作为20世纪最伟大的科学家之一。爱因斯坦的大脑吸引了无数科学家，他能够成为最伟大的物理学家，是不是和他那非凡的大脑有关系呢？还是说，他正是因为学习物理，让他的大脑发生过变化呢？
1955年4月18日，在美国普林斯顿大学的医学院之中，76岁的爱因斯坦在晨光之中过世。而普林斯顿大学顶尖的首席病理学家托马斯·哈维医生得到了授权，为这位最聪明的人进行尸检。在尸体上，哈维找到了那个有一个橄榄球那么大的肿瘤。
大主动脉瘤破裂——这就是爱因斯坦的死因。哈维并不为其感到惊讶，因为早在爱因斯坦临终之前，他们就确诊了病情。他甚至还记得，自己在为那位最聪明的人阐述病情时，那位先生云淡风轻的样子 ：“那就让他破了吧!”
而这时候，哈维也学着当初爱因斯坦的样子，云淡风轻的掏出了一团棉花，塞进了爱因斯坦空空如也的颅腔之中。也就是在这一天——1955年的4月20日，著名的病理学家哈维，和爱因斯坦的大脑开始了长达几十年的纠缠。
这无疑是一次偷窃，还是一次性质十分恶劣的偷窃。而对一个将前半生都扑在学习和医学上人来说，他这手段拙劣的偷窃自然是隐瞒不了多久。于是医院、家属、媒体等等乃至整个世界都向哈维投来了愤怒乃至鄙夷的眼神。
只因那位20世纪最聪明的人曾经明确留下过自己的遗愿，那就是要求火化。并且他本人乃至他的家属，也都没有签署过任何有关于器官捐献方面的协议。哈维这样的做法，毫无疑问是不符合人道主义的。当然，对此院方有着不同的看法，他们对哈维说：
十分明显，院方也忍不住对爱因斯坦的大脑垂涎欲滴。但哈维怎么可能愿意交出自己好不容易取得的大脑？于是，他用被普林斯顿大学开除的代价，带走了爱因斯坦的大脑。而与此同时，他一生的职业生涯也就此断送了。因为任何医学相关的机构，都不会聘用这位“偷脑者”。
可哈维也毫不在意，找不到工作就找不到吧。他转而将自己的所有经历都投入到了对爱因斯坦大脑的研究当中去。他将爱因斯坦的大脑切片成了240片，同时给每一片都注上了部位的描述以及详尽的编号，将其分别装进了充满了福尔马林的罐子里去。然后隐姓埋名的，开启了自己的研究。
美国加州大学伯克利分校的顶级神经专家玛丽安·戴蒙德是哈维的第一个求助者，这位女士有幸得到了哈维分给他的四块仅有方糖大小的脑组织。也许当初普林斯顿院方说的是对的，神经学家才是研究爱因斯坦大脑的主力。
1985年，玛丽安·戴蒙德便将自己的研究成果集合成了一部论文—— 《一个科学家的大脑：艾伯特·爱因斯坦》 。在论文中她比较了爱因斯坦的大脑以及其他11位普通男性大脑的相同区域。
结果发现在所有人左脑的39区回角处，爱因斯坦大脑的“神经胶质细胞”之中的“神经元之比”平均比其他四位男性要高出73%。这也许和爱因斯坦这么聪明有关系，也许无关，但这也算是一个重大突破了。、
自这之后的十多年内，哈维便开始陆陆续续地“出借”爱因斯坦的大脑给世界上的其他科学家。只不过，他的出借换取的“租金”不是金钱，而是那些个论文的署名权。而自此之后，关于爱因斯坦大脑标本的研究，开始如井喷式发展。
而这些研究显示，爱因斯坦的大脑总质量仅有1230克，这是低于常人大脑质量平均水平的。但其涉及“数字与空间处理”的下侧顶叶，则要比平均水平大上15%左右。其大脑的神经元也堆积得较为密集，部分区域的神经胶质细胞也像是高于平均水平。
但是其涉及“语言表达”部分的顶叶布若卡氏区、以及其顶叶岛盖和相邻的外侧沟像是比常人平均水平要小，甚至是缺损的样子。并且他大脑中的海马体也并不对称，很明显左侧要比右侧要大的样子。
当然，只看各项生理指标的话，即使是有异常，也无法能够明显地看出这个大脑有超长的智慧。只不过是因为这是爱因斯坦的大脑，因此所有的异常，也都可以解释为他超常智慧的原因之一。
甚至还有一些学者疯狂地认为，没有顶叶岛盖的话，也许可以改善这个区域神经元的通信，从而使人更加的聪明。但是也并没有一个学者真的去切除这块区域，以证明自己猜测是正确的。那么如果大家有机会的话？会不会想要切掉那块碍事的顶叶岛盖呢？
1861年Broca医生在对运动性失语症病人尸检中，发现脑左半球下额回受损，后来左半球这一区就称为语言运动区。然而关于大脑两半球功能一侧化的理论问题，却是100年后由美国的Sperry,Gazzaniga等学者所提出。1961年，年轻的脑外科医生Gazzaniga在Sperry领导下，对Bogen医生手术的裂脑病人进行神经心理检査，病人对右侧视野的刺激物能正确说出名称，而对左侧视野刺激物只能作出反应，却说不出名称。这使他们得到两半球认知对象不同的观点，并于1962年发表左右脑分工之说的论文。这篇论文的观点在当时引起了极大轰动，脑“左、右”半球分工不同的理论十分盛行。然而他们通过大量病例研究发现，脑两半球认知分工现象因人而异。所以Gazzaniga1995年回顾说：“每一半球具有不同认知对象，这种观点在脑科学界没有流行很久，但却长久地流传在大众之中。”科学家们在过去三十多年的研究中，尝试过许多对大脑认知功能的归纳途径，如语言半球与非语言半球，抽象思维与形象思维，细节加工与全息加工等。然而，这些研究结果都会在几年以后出现反例的报告结果。90年代以来，利用多种脑成像技术研究表明，大量脑功能系统不是唯一按左右分工原则分配，更多是皮层与皮层下、额叶与枕叶等多种形式分配。同样，日本的脑科学研究者在研究额叶前区中也证实左右脑的功能并不是完全独立的。 从大脑组织图片中我们可以看到，人的额叶前区覆盖了人的左右脑额叶的一部分，那么，额叶前区覆盖下的右脑在人脑活动中起什么样的作用呢？最新的研究结果证明：它与非语言性的交流有关。这里所说的非语言性并不包括图像。而是语言的音调抑扬顿挫、表情、手势等。表情、手势是视觉性的东西，而音调的抑扬顿挫不是视觉性的。在处理图像信息时，大脑是同步使用右脑和左脑的，左右脑的分工并不严格。在自然状态下，我们都在使用两侧的大脑。大脑不是以左右为单位来活动的。 经常可以在社会中听到一个说法：有人主张通过锻炼人们的左手功能而锻炼“右脑”，达到提高人们抽象思维及创造能力的目的。但要是说“锻炼右脑”，而不提要锻炼右脑的哪一部分，就会让真正了解脑科学知识的人感到莫名其妙。希望大家能够走出左右脑认识的误区，“锻炼右脑”这种说法自身就毫无意义。那些提倡锻炼右脑的人，应该指出如何锻炼、锻炼右脑的哪一部分。构成大脑组织的额叶、顶叶、颉叶、枕叶等在大脑中所属的区域不同，它们的作用也不一样。一个人如果想锻炼脑的顶叶功能，那可以给他一个空间性的想象；如果想锻炼脑颞叶或枕叶功能，那么就可以听大量的有声的语言资料，让脑的颞叶和枕叶进行听觉信息处理。研究者已经证实了额叶前区的重要功能，所以认为通过锻炼额叶的额叶前区部位，可以达到灵活大脑的目的。 所以，只有了解了大脑的工作原理，才能确定科学的健脑方法，从现代脑科学的知识来看，如果有人主张想要使大脑更好地发挥作用，要“锻炼大脑”，但却不具体地提及锻炼大脑的哪一个部分的话，那这种说法就没有可信度。 过去，一些心理学家根据血型把人分为“A型人、“B型人”、“O型人”，又根据日本人和德国人中A型血者较多，结合日本及德国民族性格，把整个日本和德国称为“A型血民族”，但随着科学的进步，这种说法被归入到不科学的认识之列；现代脑科学已经证明人的左右脑分工并不完全独立，因而左脑、右脑这种分法在国际上是不通用的。所以，“左脑人”、“右脑人”之分，在现代脑科学看来，没有任何意义。
大脑两半球功能上的不对称，或者说脑的不同功能向一侧半球集中是人脑结构和认知的主要特征，生理学上称之为大脑半球一侧优势，或简称大脑优势。在98%以上的成年右利手者中，左半球专管对语言的处理和语法表达，如词语、句法、命名、阅读、写作、学习记忆等。而空间技巧与右半球相关，如对三维形状的感知、空间定位、自身打扮能力、音乐欣赏及歌唱等。右半球还可理解一些口语及印刷的词。可以认为左半球是科学性的，而右半球是艺术性的。大脑半球一侧优势在成人有，儿童有，婴儿也有，甚至某些动物也有。 1863年，法国外科医生皮埃尔·布罗卡(PierreBroca)指出两个大脑半球的功能有差别，左额叶可能是控制言语的皮层区。而除了左半球言语功能占优势外，人们认为两个半球在感觉和运动功能方面全是对等的。左半球接受身体右半侧的感觉传入，并支配右半侧肌肉运动；右半球接受身体左半侧的感觉传入，并支配左半侧肌肉运动。20世纪50年代，美国加利福尼亚州技术研究院教授斯佩里真正确立了左右脑分工的观念，他与学生尝试把猫，猴子左右脑连接的神经线全部切断后，这些动物仍然生活得正常，并且可以训练两个脑半球以相反的方式去完成同一项任务。研究结果显示，左脑同样具有右脑的功能，右脑也同样具有左脑的功能，只是分工和侧重点不同。 对大脑优势的临床研究，最先始于对裂脑人的实验观察。自然脑损伤可造成裂脑，在脑损伤病人身上观察到，左侧脑损伤导致右侧脑功能丧失，主要是语言功能的丧失，但不影响右侧脑功能；同样，右侧脑损伤导致左侧脑功能丧失，患者可表现穿衣失用症，因分不清左右侧而穿倒衣服，不能绘制图表，视觉认识出现障碍，说明左右大脑半球是独立活动的或功能分离的。裂脑人的主要来源是癫痫病人，为防止发病时左右两半球间的传播发作，减弱癫痫发病强度，常采取切断病人胼胝体的方法，术后病人便成为裂脑人。将图片在裂脑人的左半视野闪过，病人不能说出图片上物体的名称，因为视觉形象投射到了右半球而右半球是不具有说话功能的，但病人可用一些非言语形式表明他们已感知到了物体，比如用手收集和图片上一样的物体。说明病人的右侧视觉是良好的，更重要的是说明了语言中枢位于左半球。而在正常人，由于胼胝体的作用，使两侧半球功能得以联系，因此不论物体出现在哪侧视野，都可用词语说出物体的名称。以正常人为实验对象，则主要通过对那些与左右侧大脑认知神经生理学相关的正常行为进行研究来阐明大脑优势的存在，如侧面呈现刺激物的感知实验，实验结果提示，当脑的一侧对某一认知活动参与越多时，其注意力偏向对侧感受野的活动就越大，从而引起感觉不对称的增加。最近还采用在特殊感知活动期间进行观察的脑成象技术，如脑局部血流图和正电子发射断层扫描术等。这些技术可以指示认知期间神经活动增强的部位，但神经活动增强标志着什么至今仍不清楚。研究正常个体，对象易得，个体间的差异如性别、年龄、认知水平、家族史、手偏利等的研究可行，左右大脑差异定量打分使研究半球不对称的程度成为可能。 结构上来说，人脑右半球略重于左半球，但左半球灰质多于右半球；左右颞叶有明显不对称性；颞叶的不对称性和丘脑的左右不对称性相关；各种神经递质的分布，左右半球也是不平衡的。从功能上来说，在正常情况下，大脑两半球是协同活动的，进入大脑任何一侧的信息会迅速通过胼胝体传达到另一侧，做出统一的反应。割裂脑研究表明大脑两半球可能具有不同的功能。语言功能主要定位在左半球，负责语言、阅读、书写、数学运算、和逻辑推理等。而知觉物体的空间关系、情绪、欣赏音乐和艺术则定位于右半球。大脑的功能存在单侧优势，但不是绝对分离的。近年来许多研究发现，右半球在语言理解中同样也起重要作用。在加工复杂程度不同的句子时，右半球上与左半球经典语言区对应的部分也得到激活，只是激活的强度低于左半球。本段总结自《普通心理学》(修订版) 彭聃龄 2001 脑功能不对称的理论：大脑一侧优势与遗传有一定关系，但主要是在后天生活实践中逐步形成的。在2～3岁时，左右侧脑损伤的结果相差不多，因为那时尚未建立一侧优势；10～12岁时，如左半球损伤，可在右侧半球建立语言中枢；在成年人，左侧语言优势已建立，左半球的损伤导致不可补偿的语言障碍。另外，早期脑损伤的功能恢复比晚期脑损伤的功能恢复快，因为在生命早期神经系统的可塑性大，那时大脑半球还未特化或特化不明显。从解剖学图形上看，大脑两半球并不是镜映的，这是功能不对称的基础。在第一颞回上的表面后部即颞面有着最可靠的形态学不对称，而这儿正是语言综合必需的核心部位。左颞面较大，超过右颞面约40%。其他不对称的部位如左侧大脑外侧裂较长，仰角水平低，后额顶区较大，枕叶后端较宽等。左右半球功能不对称的本质是什么呢？一开始人们用言语-非言语或言语-视觉来区别左右半球的功能分离。这种分类不能解释一些较新的资料，如在某些具有空间特征的刺激中，对英文手写体的识别与右半球的功能相关，而对印刷体和东方国家的表意文字的识别则与左半球相关。再如，感觉那些具有序列和时间顺序的非言语刺激更依赖于左半球而不是右半球，而对某些听刺激如音乐旋律的感觉更多地依赖于右半球。因此，两半球不对称的本质差异更准确地被描述为分解-合成或时间-图形的功能分离。即左半球对不同条目根据时间顺序安排的分解刺激加工的信息是特化的，如语言、语法技巧；右半球则对合成刺激加工的信息是特化的，并继续形成统一的图象，如对旋律、三维物体的感知。当然，左右半球的功能不对称存在个体差异，比如在缺乏音乐素养的个体中，旋律感觉往往取决于右半球的作用，但在音乐家中则包括左半球的作用，反映出音乐家能较大地利用大脑的分析过程。 两半球间的差异是绝对的或是相对的？即不清楚每个半球是否具有另一半球所特化的加工信息的能力。虽然两半球都有处理语言刺激的能力，但并不意味着处理方式完全相同。左半球可能以分析模式进行加工，右半球则以整体模式进行加工。我们只能辩证地认为两半球间的差异是相对的而不是绝对的，但缺乏充分的实验证据。另外，我们也不清楚大脑功能不对称究竟在神经系统的什么水平存在。动物脑是否具有功能不对称性？按传统概念，语言被认为是大脑功能不对称的基础，动物没有明显的语言，因此没有脑功能不对称。但近年研究表明，动物大脑存在功能不对称，灵长类的左右半球间存在解剖学和功能上的不对称。如黑猩猩的左侧外侧裂比右侧裂要长，但二者差异比人类的要小。在发声动物金丝雀中，左半球损伤对鸣叫的影响比右半球损伤大得多。除灵长类及鸟类外，其它动物如猫、兔、大鼠、小鼠都有脑功能不对称效应。在猴及鼠还存在爪偏利，与人类手偏利的不同在于其右利及左利的个体数量基本相等，而在人类，右利手者明显居多。这些观察对以语言为大脑功能不对称基础的传统理论提出了挑战。可见，对脑功能不对称的神经生物学基础的阐明还仅仅是个开始。
脑科学的研究表明：人的大脑在结构上分为左右两半球，它是结构复杂、功能极其完备的物质。大脑左、右两半球的功能是不对称的，对人体运动和感觉的管理是交叉的。即左半球管理右侧半身的运动和感觉，右半球管理左侧半身的运动和感觉。而且大脑左半球的功能侧重于抽象思维，如语言、逻辑、数学、分析、判断等，它是以线性方式处理输入信息的；脑的右半球侧重于形象思维，如空间关系、艺术等，它是以视觉空间、非线性方式处理输入信息的。也就是说：左半球为逻辑半球，右半球为情感半球。
大脑左右两半球之所以能密切地协同活动，是因为两半球之间有许多神经纤维相联合，其中最主要的联系桥梁是胼胝体。胼胝体是由两亿条神经纤维组成的。大脑皮层的每一部位都有神经纤维进入胼胝体，以每秒40亿个神经冲动的速度在左、右两半球之间传递信息，起着联结左、右脑的联络网作用。这就使得左右两半球总是息息相通高度统一协调。它们互为补充，既各司其职，又密切配合，相辅相成，构成了一个统一的控制系统。
大脑的每一半球都具有自己独立的意识思想链和自己的记忆，它们基本上是以不同方式进行思维的。
左脑运用语言的逻辑性思维，掌握着分析性思考，顺序性（时间性）强，属于线性思维，它的记忆是以语言方式储存的，即通过读、写、算为基础的方式来摄取记忆。而右脑则用表象进行思维，它是形象描绘的感性思维，是直观判断统摄全面的思考，属于面型思维。它不是靠语言记忆，而是以情景、片断方式储存，它的记忆是无逻辑性的。
荣获1981年诺贝尔生理学、医学奖的美国神经生理学者斯佩里，通过大量的科学试验表明：大脑的左半球和右半球具有不同的功能，同时通过实验也证明：胼胝体“缺失”会阻碍大脑右半球中专门化的非语言和空间定位的正常能力，同时，左半球的言语和意志活动能力也会受到极大的影响。斯佩里认为大脑左、右两半球是处于“共生”的整体之中的。在正常状态下，它们结合得如同一个单位并进行工作的，而不是一个开动着，另一个闲置着。人的创造力是大脑左、右两半球协调活动的整合功能的结果。
脑科学的研究还表明：大脑在完成一个特定任务时，只有一个半球产生优势兴奋中心，如果右脑受到抑制，右脑半球功能将会减退，因此将会阻碍人潜在创造性功能的发挥。这个研究成果为我们教育儿童提供了脑科学的依据。
从大脑左右两半球的功能来看，对儿童不能过早地教授知识技能。因为如果仅仅教授知识、技能，而缺乏形象生动的情感教育，就会影响儿童大脑右半球的激活和兴奋，那么其右脑半球必然会受压抑，甚至损伤儿童创造才能的发挥。从心理学的角度来说，所谓儿童的早期教育，主要是提供良好的有益的刺激，促进儿童智力的发展。所谓良好的有益的刺激，可以采取做游戏，观察自然和社会环境，唱歌、跳舞和做手工等等形式，不一定仅仅是读、写、算等文化课程的学习。
我国思维科学的开拓者钱学森先生认为，人类思维可以分为三种：抽象（逻辑）思维、形象直感思维和灵 感（顿悟）思维。并建议把形象思维作为思维科学研究的突破口。什么是形象思维呢？所谓形象思维就是运用 头脑中积累起来的表象进行的思维。表象是我们以前知觉过的，而在头脑中再现的那些对象现象的映象。形象 思维具有间接性和概括性的特点。形象思维同抽象思维一样，是认识的高级形式——理性认识。 为什么要培养学生的形象思维能力呢？按照现代科学研究的最新成果，人的大脑左右两半球各有不同功能 ，左半球是语言中枢，主管语言和抽象思维，右半球主管音乐，绘画等形象思维材料的综合活动。两者相互配 合，相辅相成，相互促进，才能使个体得到和谐发展。 从儿童思维特点来看：小学生的思维是从具体形象思维为主要形式逐步向抽象逻辑思维过渡，但这时的逻 辑思维是初步的，且在很大程度上仍具有具体形象性。因此，培养学生的形象思维能力，既是儿童本身的需要 ，又是他们学习抽象数学知识的需要。 那么在小学数学教学中，如何培养学生的形象思维能力呢？ 一、充分感知，丰富表象，为培养形象思维积累材料 儿童能够敏锐感知鲜明的、富有色彩、色调和声音的形象，善于用形象色彩和声音触发思维。表象是形象 思维的细胞，形象思维要依靠表象来进行思维，要发展学生的形象思维，必须打好基础，丰富表象材料的积累 。 1.动手操作，丰富表象 动手操作，使学生各种感官都参与到学习中来，从多方面，多角度观察事物。例如：教学余数概念，先让 学生动手分小棒：（1）9根小棒每2根为一份，可以分几份，还剩几根？（2）13根小棒，平均分给5 个人，每 个同学可以分几根，还剩几根？操作完毕，引导学生用语言表达操作过程，说说是怎样分小棒的，从而形成表 象，然后再让学生闭上眼睛，想想下面题目应该怎样分？①有7块饼干，每人分3块，可以分给几个人，还剩几 块？②有12支铅笔，平均分给5个人，每人可以分几支，还剩几支等。这样让学生在操作中思维，在思维中操作 ，理解了被除数是总数，除数和商分别是要分的份数和每份数，余数是不够一份而多出的数，余数要比除数小 的道理。在头脑中形成了正确清晰的表象，正确的思维才有牢固的基础。 2.直观演示，丰富表象 小学生无意注意占重要地位，任何新鲜事物的出现都会引发学生积极参与学习过程的兴趣。在教学过程中 ，用图片、教具或电教手段组织教学，把抽象知识形象化，让学生充分感知所学材料，有了定量的感性材料， 才能在脑中留下鲜明的映象。 例如：教学“长方体认识”，教师可以先出示学生日常生活中熟悉的长方体实物，如：火柴盒、粉笔盒、 砖头等，这些物体都是长方体。然后让学生自己列举长方体实物（书柜、木箱、厚书、铅笔盒……），通过感 知实物，学生对什么样的物体是长方体获得了初步的感性认识。在此基础上，教师再引导学生边观察模型，边 看书本，从不同的位置和方向认识长方体的六个面及相对的面的面积相等，十二条棱及互相平行的棱长相等的 特点；通过观察长方体的一个顶点和相交于这个顶点的三条棱长，认识长方体的长、宽、高；通过模型的平放 、侧放、直立三种形态，来说明长、宽、高相对说来是固定不变的，把知识讲“活”，这样学生在动口、动脑 的学习过程中建立了清晰深刻的表象，为思维的理性化提供了条件。 电教手段引入课堂，可变静为动，化近为远，并以它丰富多彩、灵活多样的教学形式，为学生提供反映思 维过程的演示，能充分调动学生的心理因素，取得较好的效果。例如：在教“求另一个加数的减法应用题”时 ，通过幻灯片的演示，使学生形象地理解总数与部分的关系，即总数－部分＝另一部分。 教学中，要利用各种教学手段，让学生充分感知，在脑中建立清晰的数学表象，为提高学生的数学想象力 积累素材。 二、引导想象，发展形象思维 现代认知心理学认为，表象不但可以储存，而且可以对储存的表象痕迹（信息）进行加工改组，形成新的 表象，即想象表象，它也是进行形象思维的重要方式。所以，教师要善于创设课堂教学中的问题情景，如图示 情景、语言情景，激发学生参与探索的欲望，充分发挥学生丰富的想象力。 如：教完梯形知识后，可引导学生想象：“当梯形的一个底逐渐缩短，直到为0，梯形会变成什么形？当梯 形短底延长， 直到与另一底边相等时，它又变成什么形？”借助表象，能有机地把看上去似乎无联系的三角形 、平行四边形、梯形结合起来。还可以根据梯形面积公式记忆三角形和平行四边形的面积公式： 1 S[,梯形]＝—（a＋b）h 2 1 当a＝0时，变成三角形，面积公式为：S＝——ah 2 当a＝b时，变成平行四边形，面积公式为：S＝ah 三、数形结合，培养形象思维能力 数学是研究现实世界中数量关系和空间形式的学科，从总的来说，数学是数与形结合的学科。不同类型的 数学图形，提供了大脑形象思维的表象材料，调动了右脑思维的积极性和主动性，提高了形象思维能力，促进 了个体左右脑的协调发展，使人变得更聪明。 例如：课本中配合应用题的具体情节而设计的插图，开阔了学生形象思维的天地，增强了刻苦学习的意志 。又如课本中出示的例题和复习题，表示数量关系时，运用了绚丽色彩和各种小动物、植物、大河、山川，现 代的飞机、汽车、轮船、卫星、建筑，古代的文物、书籍、大脑后难以形成清晰的表象。如果采用数形结合的方法画出线段图，便可帮助学生建立正确的表象，使隐蔽 复杂的数量关系变得明朗。例如：“小亮的储蓄箱中有18元，小华储蓄的钱是小亮的5／6，小新储蓄的是小华 的2／3，小新储蓄了多少元？”这题学生往往难以确立单位“1”的量。教学时， 可引导学生画出如下线段图 来分析数量关系： 根据线段图，同学可以很快列出算式：18×5／6×2／3－10（元） 所以说线段图具有半抽象半具体的特点，它既能舍弃应用题的具体情节，又能形象地揭示条件与条件、条 件与问题之间的关系，把数转化为形，明确显示出已知与未知的内在联系，激活学生的解题思路。这里线段图 的运用、数与形的结合，较好地激发了学生的再造性想象，不仅发展了学生的形象思维，而且实现了形象思维 与抽象思维的互补。
前言：我想很多人在看前面的4篇文章的时候，已经被我搞晕了。那么多人名，那么多发现，都记糊涂了，而且题文不符，一点也不有趣。嗯，我同意，我道歉，我改正…… 在本章开始之前，我先想带大家回顾一下我之前的四篇文章里出现的人物们。 我们一直都说，心理学是一门科学也是一门哲学。所以心理学的发展一定是建立在哲学与科学两种基础之上的。但回顾一下我们过去的四篇文章，你会发现科学的部分写的非常少。在古希腊还有希波拉底和阿尔克麦翁撑着，然后就沉默了2000多年，到了18世纪，霍布斯才提出了关于“原子的”思想运动的假设，而这一假设，则是建立在天文学和物理学研究基础上的。到了笛卡尔关于松果体和脑脊液的假说也是建立在解剖学基础上的。 而现代心理学之所以被称作“现代”，也就是它使用了“科学的”研究方法来研究心理活动。因此，在心理学“现代化”的过程当中，科学的发展是起到了很大的推动作用的。以前谈哲学多些，也是因为科学，特别是与心理学相关的生物学的发展是比较有限的，所以没有特别多要谈的。进入19世纪以后，神经科学、脑科学、感觉生理学、心理物理学和进化论等学科的出现与发展，推动了心理学的现代化进程。所以心理学史的第四部分就来谈谈这些科学。 从阿尔克迈翁时代，我们就已经知道了，心理活动发生在脑部，那我们今天就先来谈谈脑科学的进展。 说到脑科学，我们不得不从一个伪科学开始谈起——颅相学。 魏延反骨的故事我们都听过了，我记得我小时候家里有本《麻衣看相书》（别问我为什么会有，也别问我为什么要看），也有关于头型的描述。可见所谓颅相学，在中国早在公元二、三世纪就有了，当然现在还是有很多人相信这个。但在欧洲，这个学说是在19世纪才出现的。 颅相学始于弗兰茨.高尔（1758-1828），他是一名德国的内科医生，以精湛的解剖技术和奢靡的生活方式著称。在他小时候，他就注意到，拥有良好记忆力的人，通常有一双大而突出的眼睛（我个人猜测这是是戴眼镜的人的通病，而为什么会戴眼镜，肯定是爱学习，看书多啊，那拥有良好记忆也就不足为奇。眼镜是17世纪之后就慢慢普及了的，如果你想知道的话），所以后来他就开始思考，人的其他特性是不是也会跟头部的特征有关呢？作为一个解剖学家，他充满热情的，系统的开始了这一领域的研究，弃婴堂、精神病院、监狱和停尸房都是他常去的地方。以至于当时去世的人都要在遗嘱里写上一条，特别要求“保护他们的头颅不受高尔博士的研究”。 不断测量之后，高尔形成了一套自己关于颅相学的假说，他将人的27种特性与27个头部位置联系起来，认为如果该特质发育的好，该部分就应该略微凸起，如果发育的不好，该部分就会微微凹陷。 高尔的《人的构造》被他的合作者施普兹海姆广泛宣传，在高尔1828年死后（顺便说一下，高尔认为，头盖骨厚的人，因为脑容量小，所以比较愚笨，嗯。他自己的头盖骨差不多有常人的两倍厚。）施普兹海姆与他的新搭档库姆继续推广，在施普兹海姆去世之后，库姆还坚持不懈的在欧洲和美国建立了45个颅相学的研究协会。据说当时《人的构造》一书成了家庭必备书，售出10万多本。 在当时的美国，颅相学也被福勒兄弟和他们的姐夫威尔斯推向了一个新高度。他们打着“认识自己”的旗号，出版了一本名为《颅相学自我指导》的畅销书。一些美国企业将颅相学检查作为一个雇用条件；竞选公职的政治家要经过颅相学的分析；打算结婚的年轻人去咨询颅相学家，应该跟谁结婚及婚后会遇到什么情况。等等等等。 在19世纪的文学作品中，正面人物通常拥有巨大的头颅，高额头和分的很开的眼睛，而坏人则有尖尖的脑袋，突出的眉毛和小眼睛。在《蓝宝石案》中，福尔摩斯也曾通过一个大号的帽子推论出它的主人有极高的智商。 既然颅相学曾这么受欢迎，那为什么后来还是失去了人们青睐呢？归根到底，颅相学不过是一种经验的组合，根本无法验证也无法证伪。当人们把注意力从验证颅相学的正确性，转移到验证颅相学的矛盾之处的时候，自然就会发现该学说的不合理之处。 最终，法国外科医生 马里-让.弗卢龙 （1794-1867）这个19世纪最重要的脑机能研究者，在1843年发表了《评颅相学》一书，终结了颅相学的狂热。在该书中，弗卢龙通过许多对动物脑的精确实验，发现了许多脑功能区，且与颅相学说有很大差异。 弗卢龙通过对动物脑精确的手术，证明了大脑各个部分的主要功能。 1）大脑的两个半球（四对脑叶）支配所有的自发动作。切除了脑叶的动物，只会表现出反射动作，而失去主动行为。你不将食物放进嘴里就不会主动寻找食物，你不将鸟儿抛向空中，他就不会主动飞翔。基于这些实验，弗卢龙认为脑叶是知觉、记忆、意志力等高级心理活动的基础。 2）小脑的切除带来的是运动神经的损伤，鸟儿飞行能力下降，小狗无法协调四肢行走。 3）脑叶与小脑切除后，动物仍能存活，但延髓——生命中枢——受到破坏时，动物将立刻死亡。因此，延髓是控制呼吸、心脏等自主活动的核心区域。 虽然发现了不同脑区的功能，弗卢龙也强调，脑是一个相互连接的完整器官，不同脑区需要共同作用才能运转。弗卢龙还发现，如果脑受损的区域不大，受到的影响也会较小，而且有时候，还会逐渐恢复一些已经丧失的功能，这可能是脑的某些区域接管了受损区域的功能。这与人类中风患者遇到的情况类似。中风可能导致某些功能的丧失，但随着时间的推移，许多患者会在一定程度上恢复部分功能。 但动物脑的实验结果可以直接运用在人身上吗？一些特殊意外事件肯定了这个答案，比如菲尼亚斯. 盖奇额叶受伤的故事等（顺便插播一句，我在写完心理学史之后，第二个系列准备写有趣的心理学实验，其中会涵盖这个故事，不过估计还要等很久，有兴趣的朋友自己去百度吧）。 1861年，同样也是一位法国外科医生和神经学家皮埃尔-保罗.布洛卡通过对失语病人的解剖发现，人的语言中枢位于左额叶，而且布洛卡认为语言是人类的最高成就，那么左半脑应该是比右半脑更加发达，也就是优势半脑。左右半脑分工不同的观点，至今还在被沿用。应该说，对脑功能的研究，在19世纪取得了巨大的进步。 同样在19世纪还发明了一种脑研究的方法——脑的直接刺激。最精准有效的方法是电刺激。通过电刺激获得最显著成果的两个人是古斯塔夫.费里奇（1839-1927）和爱德华.希齐格（1838-1907）。费里奇是一个富裕的人，他主要是对这项研究提供经济上的支持。希齐格是一名解剖学家，战时曾担任过军医。两人合作了许多实验，成功定位了5种不同的肌肉群的脑区，并在1870年共同发表了一篇《关于脑的电刺激》的论文。 其他各国实验室也很快复制了这个实验（这是科学的一个重要因素，可验证，所以你知道之前有学者因无法重复自己的实验结果，而被迫撤销论文的原因了吧）。其中英国学者戴维.费里尔（1843-1928）运用刺激法和切除法做了一系列经典实验，成功定位了十五种运动技能（详见《脑的机能》一书）。并由于他定位的精准性，他直接将猴脑的定位图直接转换到人脑中，成功的定位了一次脑瘤切除手术。 后来，费里尔还发现，身体的不同部分在脑中的运动反射区，与这部分的功能有关，而不是与面积有关。举例来说，人手虽然面积并不大，但在脑中反射区却非常大，详见下图。（前方高能，小心！） 关于感觉机能，费里尔发现把视觉定位与枕叶皮层，把听觉定位与颞叶，躯体感觉定位于后中枢神经区域。 虽然19世纪，关于脑的研究取得了很大的成绩。但同时也引发了一些问题。尤其是对于人脑的实验，引起了关于伦理道德方面的强烈的社会议论。这迫使外科医生们无法再通过人体实验获得更准确的实验结果。 这里插一句我对这个问题的一些引申的思考。其实我觉得仔细想想这事还挺有意思的。因为其实所谓科学精神倡导的是一种“唯事实论”。但由于人有“自我”意识的存在，所以会认为“我”与“其他人”不同，“人类”与“动物”不同，“生物”与“非生物”不同，而实际上，这种不同是意识层面，而非事实层面的。所以我觉得，科学对于人类来说，可能快要走到头了，因为人类不可能放下“我”的意识存在。 好啦，关于十九世纪脑的研究，我就先先说到这，下周会跟大家分享在十九世纪神经学、感觉生理学、心理物理学和进化论方面的进展。（我不确定一章能写完，这一部分可能会有上中下，捂脸捂脸）
虽然标题有些夸张，但到了将近21世纪的第二个十年末，你的心理学知识还只是停留在弗洛伊德、容格，或是马斯洛、费斯汀格等人的阶段，那么你真的是落伍了。落伍了将近半个世纪。 前面两周所推荐影响心理学40项研究 中， 其中的四项 也都是在20世纪50-60年代之间所做的实验，在社会心理学领域的四大实验中，阿希的从众研究、米尔格拉姆的服从实验、津巴多的斯坦福监狱实验（这个稍微晚点，是1972年），还有约翰·达利和比勃·拉特内的“旁观者效应”。 美国实用主义创始者、实验心理学的开创者威廉·詹姆斯在他那本知名的《心理学原理》一书的序言中就说过，大脑是控制所有心理活动的器官。1000多页的整本书，只是这句话的注脚而已。 如果说20世纪60-80年代所提出来的心理学理论或是80年代左右的认知理论，由于在1990年还没有发明功能性核磁共振成像（fMRI）、正电子发射断层扫描（PET）等技术而无法进行，之后的心理学或是其他社会学科（甚至连研究道德伦理的学者，都把人推进fMRI仪器里，扫描伦理困境时的脑活动了），还在偷懒或是圈地盘，不给予脑科学或认知神经学充分的重视的话，那就只能说是固步自封或是耍流氓了。 21世纪被定义为大脑的世纪，美国、欧洲、日本，还有中国等国家都制定了大脑研究计划，动辄投入资金就是数十亿美元。对于普通人来说，了解你的大脑如何思考与产生情绪，才是真正地了解自己。 本周介绍四本值得阅读的大脑研究书籍，从大脑里情绪的风格，到大脑的认知模式与模块化，最后是大脑如何进化而来。通过这几本书你大致可以了解大脑研究的最新进展情况。 戴维森以研究高僧和禅修者的大脑而知名， 之前我也介绍过 。通过冥想和内观，的确可以有效的改变你的脑神经回路。 读了戴维森这本兼具个人研究经历和理论的这本书后，真的收益颇丰。 之前阅读《安慰剂效应》的时候，还对情绪治疗将信将疑，不能确定是否可靠。但戴维森对于禅修的高僧，对于普通人进行冥想训练后，大脑所产生的变化，得出了确凿的神经学证据。 在讲到自己研究情绪的经历时，戴维森说到，当时哈佛大学还是行为主义心理学的阵营，斯金纳还尚健在，整个心理学领域里，研究情绪简直就是异端。但凭着自己对于情绪问题的好奇，戴维森在自己所开创的情绪神经科学（affective neuroscience）领域里，屡创新观点。 本书介绍了六种情绪风格，所谓情绪风格是指“人们对生活经验作出反应的某种持续不变的方式。情绪风格由特定的大脑回路控制，可以用客观的实验室方法来进行度量。情绪风格会影响特定的情绪状态、情绪特制和心境出现的可能性。”（引自《大脑的情绪生活·序》） 戴维森的情绪风格划分，不同于将大脑划分为左脑和右脑或是上脑和下脑（见下文），从而区分每个人的认知模式，他所认为的情绪风格划分更多是基于一种连续性的系统。 将自然界分类，将人分为男女，都非常有效地认识世界。然而万物都并非是这种离散分类方法，而是一种平滑的连续区间。男人和女人只是区间中的两个极端，中间还有很多过渡类型。 比如下文中介绍的《上脑和下脑》一书中，关于认知模式的四种划分，都是一种离散的分类方法，而忽略了很多其他中间过渡形态。这是戴维森所尽力避免的，他的六种情绪风格划分，个人只是在每个方面都处于一个连续区间的一个点，有好有坏。 比方说，在社交直觉纬度上处于极端的人，就不能通过别人的表情理解别人的情绪，出现社交障碍，但在中间区间里，很多人拥有或高或低的社交直觉，也就是说有的人善于观察别人，有的人只是比那些人稍微欠缺一些。 书中提供了试题，可供个人进行自测（最好征询身边亲密人的意见）。最关键的是，你所处于六种情绪风格中的某一个点，并不代表你终身如此。通过训练，我们都可以从0-10的范围内可控地调整。当然，戴维森并不是说，一定需要调整，只有当你对你目前的情绪风格感到不满意，需要进行一些调整的时候。 戴维森研究的基础在于大脑神经的可塑性，这是20世纪后半叶最重要的发现，从19世纪的颅相学到20世纪大脑功能定位的研究，多数人以为成人以后大脑就不再变化。但20世纪60年代以来的大脑研究，一次次地证实了大脑神经是可塑的（另一本《重塑大脑、重塑人生》可以当作是神经可塑性的入门读物）。 上周说到了加扎尼加的“裂脑”研究 历程，斯佩里和加扎尼加的研究让我们认识到了左右脑具有不同功能。 然而，当普及到大众文化之后，这就变成了一种神经迷思（neuromyth）：有人是左脑型人才，有人是右脑型，以营利性为目的的企业就开始开发如何提高右脑思维模式。 在《上脑与下脑》 一书中，斯蒂芬·科斯林和韦恩·米勒就对此进行了批判： 《上脑和下脑》一书，对这个左右脑分离思考的理论进行了反思，并提出了一种替代理论，那就是上脑和下脑的划分。然后根据上下脑各个区域不同的功能，依据每个人运用上脑和下脑的不同方式，两位作者由此提出了四种认知模式： 四种认知模式具体划分的细节不讲，讲出来也没什么意义。比如根据测试结果，我既觉得自己是感知者模式的，又与适应者模式的特征非常匹配。 这两位作者试图颠覆左右脑的“神经迷思”，却提出了另一种与众不同的划分模式，我倒是觉得，不仅没什么用处，而且也造成了大众对脑认识的混乱。 就好像是一个苹果，你横着一刀切开，就变成了左右两半，竖着切开就变成了前后两半，从中间横断面来一刀，就是上下两半。至于你比较从左右开，还是前后开，又或者是上下开来了解苹果的内部结构，并没有什么太大的区别。 依照不同认知模式来划分人，就如同按照星座来锁定性格，根据血型来划分人格，中世纪四体液说把人划分不同的气质类型，都没什么两样。我也可以根据脑的不同区域，提出八种人格特质，比如左上前脑型、右下后脑型、左下后脑型、右下前脑型…… 反而，我觉得理查德·戴维森关于大脑情绪风格的研究，更加具备实证基础，罗伯特·库尔茨班的模块理论也更加具备说服力。 因此，即便本书是我喜爱的斯蒂芬·平克的导师所写，平克对之如何褒奖，都不能让我认同这本书的观点。如果我成名了，我导师让我写篇书评，我也绝不会吝啬赞美和褒奖之词。 当然，科斯林的确也在“心理意向”（mental imagery）理论方面作出了出色的成绩，从这方面来说，本书关于他在这方面的研究也有提及，算是挽救了该书其他理论不能令人满意的局限。 这本书是2018年终所读，在介绍 《全球最具影响力的50位心理学家著作推荐（行为、演化方向）》 时，知道了库尔茨班，于是赶紧找来《人人都是伪君子》这本书来读。 先需要吐槽的是，这本书真实翻译的太懒，网友说连机器翻译都比这个好。就是顶着如此拙劣的翻译，硬着头皮勉强读完了这本角度新颖，颠覆认知的著作。 之前也介绍过，库尔茨班师从演化心理学两位重量级人物：约翰·托比和勒达·科斯米德斯二夫妇（至于为何勒达没有改为夫名，我猜测可能是两人的研究领域非常不同，两人都非常杰出，如果引用的时候都使用“托比，2011”真容易混淆）。 库尔茨班属于第二代演化心理学家（如果科斯米德斯、平克、巴斯等人算是第一代的话），最初以研究的是“种族”的观念为何如此深入人心，后来重心转移到大脑认知的模块化思考上。 《人人都是伪君子》是他模块化思维的代表作，以副标题“演化与模块化思维”的主线贯穿其中。我对模块化比较感兴趣的原因是，这种思路能够解决很多理论上的矛盾。 例如，认知失调理论认为，当我们在遇到一个与我们的认知相矛盾的想法时，就会出现认知失调，为了调和这种失调，你就会为此寻找理由和借口，缓和认知失调所产生的紧张状态。 但是，很多时候，我们两个互相矛盾的想法并存在脑子里，并不会出现失调。你在低落的时候与心情好的时候，对于一个事情、一个人都会有完全不同的看法。这些看法并不会让你产生紧张。 模块化的理论从两个方面突破的认知失调的难题，其一就是这些相互冲突、相互重合的理念和认知，是以一个模块一个模块地分别存储在大脑中的，只是当某种情景需要的时候，我们调动某一个模块来进行认知活动和行为。所以才不会冲突，没有激活的模块就安静地在后台，与前台允许的模块一点都掐不起来。 其二，认知失调理论的前提是，人只有一种认知模式，一种性格或是一个自我。但是现代的大脑研究显示，自我是一种认识的构建，是一种神经元放电活动中的副产品。因此，没有一个统一的、恒定的自我，只有在不同时期，不同情景下出现的一种应激模式。如此一来， 根本就没有认知失调产生的前提了。 模块化思考非常有用，这与我们看待汽车或是身体时的方式相同，你汽车刹车不好了，可能就是你刹车模块可能出现了问题，你不会想到拆开发动机去研究一下。也可以用来对于左右脑、上下脑或是前后脑进行划分的糅合。 前面提到，上下脑划分并没有比左右脑划分好到哪里去。模块化认知的优势就在于，能够突破传统大脑功能分区的理论。例如左脑负责语言，右脑负责空间，或是上脑负责计划，下脑负责执行。 大脑控制的每一个思维、情绪和行为活动，都不是由某一个单一区域负责，而是有多个脑区共同完成，因此与其按照脑区的划分来定义认知类型，不如根据其所实现的功能，进行模块化研究。 比方说，以前认为情感的反应都来自于杏仁核，但后来发现前额皮质也负责情绪的调控，因此左右脑、上下脑划分模式都不适合于研究某一情绪的回路，只有通过模块化的方式才能够更好的理解。 如此一本好书，被出版社如此不被重视地粗心翻译，实在是极为可惜。 林登从演化的角度来解释我们人类大脑是如何渐渐变成这么大一坨，并让人变成了自然界主宰的。 他使用的比喻非常有意思，把大脑的演化看成是一勺一勺叠放在冰淇淋蛋卷上的冰淇淋球，根据这个，我制作了一副图，可以形象地说明大脑的演化过程。 最里面的脑干部分，是我们包括人类的哺乳动物在内，与爬行动物所共同拥有的部分，就是冰淇淋的蛋筒部分。然后是边缘系统是所有哺乳类动物所有的，是最里面的那个冰淇淋球。在往上、往后所演化而来的是只有灵长类动物所有的新皮层部分，是最上面的那个冰淇淋。 而在所有灵长类动物中，人类的新皮层最大，而大脑新皮质的处理能力决定了能与某个人维持紧密人际关系的人数上限，这就是罗宾·邓巴所说的150人的“邓巴数”的来源。 如果以一个处女座或强迫症来看，大脑结构的粗制滥造和混乱的布局简直让人受不了，用电脑机房的比喻如下： 进化的大脑就是一层一层往上叠放，如同冰淇淋球，不仅布局乱如麻，而且运行起来低效无比。林登引用分子生物学家弗朗索瓦·雅各布的话来说：“进化是个修补匠，而不是工程师”。 那是因为，演化只能以现有的材料为手段，进行修修补补，而不是推到了重来。另一个有趣的例子就是人眼睛的拙劣设计，比起乌贼的眼睛来说，简直让人“不能直视”。 再以我们大脑活动的基础：神经元（脑细胞）之间的放电为例，大脑普通神经元之间的放点频率是每秒400次，最普通台式计算机的处理器每秒也能够达到100亿次，速度差简直是天壤之别。 放点需要导体，神经元轴突既慢，而且还漏电！其传导速度只有每小时100米，比起各种金属来说简直差得太远，即便是一只蚂蚁的爬行速度也能够达到100米/小时。再说了，一个信号从某个神经元的头传到尾部，竟然有70%的概率无法有效传递。 好了，如此差劲的大脑，要是真有个工程师（神）在背后设计出来，打死我也不相信。 而大脑真正神奇的地方就在于，这么低效的设计，竟然在自然界运行的还不赖，尤其是到了人这个物种，长出了新皮层之后，竟然一发不可收拾，欲与天公试比高。其秘诀在于，大脑能够利用大量神经元同步传递加工，并最终整合起来。 举个例子，我们上脑新皮层部分能够看到物体的位置，却分不清形状，而下脑的部分处理的是形状，但却不知道空间关系。两部分信息结合起来才能够确定一个物体的位置、形状、颜色等信息。 好比是国王派出了四个人，让他们去了解一个大象，有人告诉说腿比竹子粗，有的人说是一堵墙，有人说是一条蛇，有人说是簸箕，听完了所有人的回报之后，国王并非像是几个盲人一样只看到部分，而是进行了信息整合与加工，最终认清了大象。这就是大脑的工作模式。 当然这本书还涵盖了脑科学的其他研究，比如感觉与情感、睡眠与做梦、爱情和性，宗教等等相关领域的脑科学研究进展。
从现代的信息论和控制论的观点来看，记忆就是人们把在生活和学习中获得的大量信息进行编码加工，输入并储存于大脑里面，在必要的时候再把有关的储存信息提取出来，应用于实践活动的过程。把两者结合起来，可以将记忆的含义表述得更确切一些。所谓记忆，就是人们对经验的识记、保持和应用过程，是对信息的选择、编码、储存和提取过程。
一个人脑的网络系统远比当今英特网还复杂。科学家认为，一个人大脑储存信息的容量，相当于十亿册书的内容，一个人的大脑即使每一秒钟输入十个信息，这样持续一辈子，也还有余地容纳别的信息。这说明：我们大脑的记忆容量是无限的，有很大的记忆能力。
从现代的信息论和控制论的观点来看，记忆就是人们把在生活和学习中获得的大量信息进行编码加工，输入并储存于大脑里面，在必要的时候再把有关的储存信息提取出来，应用于实践活动的过程。把两者结合起来，可以将记忆的含义表述得更确切一些。所谓记忆，就是人们对经验的识记、保持和应用过程，是对信息的选择、编码、储存和提取过程。一个人脑的网络系统远比当今英特网还复杂。科学家认为，一个人大脑储存信息的容量，相当于十亿册书的内容，一个人的大脑即使每一秒钟输入十个信息，这样持续一辈子，也还有余地容纳别的信息。这说明：我们大脑的记忆容量是无限的，有很大的记忆能力。
【关键词】 精神疾病 【摘要】 目的 了解精神疾病患者的生活状况。 方法 采用随机访谈式方法，对400例精神疾病患者进行探索性调查。 结果 就业、经济状况、家庭监护、医疗保障是精神疾病患者突出的生活问题。 结论 应当尝试在社区精神卫生服务中建立精神疾病的自我管理模式。 【关键词】 精神疾病 基本生活状况 社区精神卫生服务 自我管理模式 The essential life condition survey of the400cases of mental diseases 【Abstract】 Objective To understand the life condition of the patients with mental It was a adopt way of the randomised block interview，to400cases make a grouping The employ-ment，economic condition，family wardship and medical safeguard are outstanding life problem of the It should try community mental health serving on constitute a self-supervise mode of the patients with mental diseases. 【Key words】 mental diseases basic life condition community mental health service self-supervise 精神疾病危害着人民的健康，随着社会经济体制改革的日益深入，社会竞争不断加剧，各种心理应激因素急剧增加，各种心理和行为问题日益显现，从精神疾病流行病学调查显示，各类严重精神疾病的患病率和终身患病的患者在不断上升 ［1］ 。本文拟从精神疾病患者面临的切身状况:就业、收入来源、家庭监护、医疗保障等问题进行调查，旨在阐述:尝试在社区精神卫生服务中建立精神疾病自我管理模式的重要性。 1 对象与方法 对象 入组对象为2003年4月～2004年4月在我院住院的400例患者，均符合CCMD-2及CCMD-3诊断标准。男240例，女160例;年龄6～72岁，平均（±）岁。精神分裂症255例，心境障碍47例，酒精所致精神障碍41例，癫痫所致精神障碍11例，分裂样精神病11例，其他35例。 方法 采用随机访谈方法，对经过治疗后精神症状缓解或基本缓解，能够做相关检查治疗的患者357例和有家属陪护开放治疗的患者43例，进行就业、经济来源、住院状况、家庭监护、医疗状况调查，并进行百分比统计分析。 2 结果 就业状况 见表1。精神疾病患者存在一定的就业困难。400例患者中就业困难人员92例（分流人员61例，无业31例），占。 表1 400例精神疾病患者的就业状况调查略 收入及收入来源 见表2。精神疾病患者收入偏低，家庭生活负担重者偏多。400例患者中个人收入低于300元/月或无业人员，家庭生活困难，低保人员共140例，占。 表2 400例精神疾病患者的收入和收入来源调查 （略） 患者收入在家庭生活中的作用 见表3。精神疾病患者个人收入对家庭生活具有一定影响。400例患者中分别有96例（）和253例（）患者的收入是家庭生活的唯一和主要经济来源。这无疑加大了患者的生活压力，患者收入的多少直接影响家庭生活状况。 住院状况 见表4。精神疾病患者再次住院率偏高。400例患者中因病情复发再次住院治疗的有170例，占 。 表3 400例精神疾病患者经济收入在家庭生活中的作用 略 表4 400例精神疾病患者的住院状况 略 家庭人数组成状况 见表5。400例患者中有61例（）是独居，这对患者出院后维持治疗和监护是十分不利的，这也是一部分患者长期住院的原因。 医疗状况 见表6。精神疾病中自费治疗者偏多。400例患者中有186例自费，占。 表5 400例精神疾病患者家庭人数组成状况 略 表6 400例精神疾病患者医疗费用支付状况 略 3 讨论 长期以来精神疾病患者的治疗问题和防止疾病复发问题一直困扰着精神卫生工作者，患者家庭、单位和国家医疗保障部门为精神疾病患者所支付的人力、物力、财力不断增加。通过对本文调查不难看出精神医学所面临的严峻挑战:就业，经济收入，家庭生活状况，维持治疗，预防，监护，医疗保障每一方面的压力都对精神疾病患者产生巨大影响。是否有患者同时具有上述压力本文未做分析，但防止疾病复发，降低医疗支出是改善患者生活状况不争的事实。目前许多国家已在开展和循证研究包括抑郁症在内的慢性病自我管理计划（chronic disease self-management program，CDSMP），这是一种新型的自我管理模式，它和传统的单纯的疾病治疗和病人收容模式有着根本的区别。它主要是由专业人员在社区采用团体辅导的形式，使患者通过系统地学习后能够明确其行为方向，增强对健康的信心，监控疾病症状，情感变化，提高自己对疾病状况的适应能力。实施自我管理模式实质上是建立了一种经科学验证的适应慢性病管理的保健模式，它强调真正以患者为核心，通过医患协作来保持患者生理，心理，社会功能的全面的健康状态。从我国上海开展的CDSMP随机调查试验证实:这一新型的教育干预模式是一种较好的社区保健模式 ［2］ 。精神疾病患者出院后的巩固治疗和维持治疗非常重要，反复发病是降低患者生活质量，导致患者家庭致贫，返贫的因素之一。提高精神疾病患者的生活质量，实现人人享有精神卫生保健，是精神卫生防治工作努力的方向。因此应当尝试建立社区精神卫生服务自我管理模式的工作，通过这项工作形成以精神卫生服务机构为骨干，以社区为基础，以家庭为依托的工作体系，延续巩固患者住院期间的治疗效果，承接患者出院后的维持治疗和康复训练，并把精神疾病的预防和治疗知识传授给患者、患者家属、社区人群，通过家庭、社区的力量关心、关爱患者，为患者创造一个良好的社会氛围，促进疾病康复，早日回归社会。 参考文献 1 沈渔.精神医学，第4版.北京:人民卫生出版社，2002，101. 2 骆宏，谢斌.自我管理模式及其在精神卫生服务中的应用.上海精神医学，2004，16（2）:117-119.
用科学家们的表述，即大脑在秒级尺度内存储和操纵信息的一种基本认知功能。比如，在脑中进行数学运算、阅读、思考、语言的学习等。这些我们日常生活中经常使用到的能力就是工作记忆。“工作记忆”的特点可以概括为：第一，时间短，存在的时间以秒级计；像电脑的缓存，如果信息不被使用，就会随着时间自然衰减。第二，容量有限，科学家们认为一般人的“工作记忆”长度是5至9个记忆单元。第三，抗干扰，存在并行信息或者无关干扰时，依然可以维持原记忆信息。但大脑是如何在工作记忆中存储信息的呢？日前，《神经元》期刊在线发表的一篇研究论文给出了答案：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）李澄宇研究组发现，瞬时性神经元，而非持续性神经元，是负责在工作记忆的过程中存储信息的关键组分。换句话说，在当前实验条件下，大脑更倾向于通过瞬时性编码的神经机制在工作记忆中存储信息。“此前，经过大约半个世纪的研究，科学家认为，大脑在工作记忆中存储信息存在两种可能的神经机制：一、持续性编码；二、瞬时性编码。”中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员李澄宇介绍，前者认为，大脑只需要通过少量的神经元持续性放电就可以存储信息；而后者认为，大脑更倾向于调用大量的神经元通过瞬时性放电来存储信息。虽然，前人基于电生理记录的相关性研究表明，这两种信息编码的方式均可能发挥作用，但仍没有研究直接比较这两种信息编码方式与工作记忆行为调控的对应关系。向着未知的方向挺进，李澄宇带领团队综合应用行为学、光遗传、电生理等手段，对这一问题展开了深入研究。初步的实验结果提示，瞬时性神经元，而非持续性神经元，与小鼠执行工作记忆的行为表现水平有更紧密的关联，即瞬时性编码的神经机制更有可能负责在工作记忆中存储信息。事实果真如此吗？为进一步验证这一结论，研究人员又设计了一组实验。这组实验的基本逻辑在于，通过在工作记忆过程中人为加入不同的干扰性刺激，并监测瞬时性和持续性神经元与小鼠抵抗外部干扰刺激能力的关联性，进而推测是哪种神经元类群负责在工作记忆中存储信息。结果显示，当小鼠成功抵抗较弱干扰时，瞬时性神经元的比例显著增加。相反，如果没能有效抵抗复杂的干扰性刺激时，瞬时性神经元的比例也没有出现相应上升。而在两组实验中，持续性神经元的比例都没有发生任何显著变化。