武漢科學家揭秘人為何比動物聰明 人腦光子傳遞更高效節能

人為什麼比動物聰明？最近，武漢中國人腦庫中心負責人戴甲培教授的團隊在世界上首次從「光譜紅移」的角度給出解釋：在同樣腦神經信息的光子傳遞中，人腦的能量消耗最低，如同節油性能最好的發動機效率更高一樣。

研究成果近日發表在國際四大頂級科技期刊之一美國《國家科學院學報》上。

「頭大」不代表聰明

武漢中國人腦庫位於中南民族大學內，成立於2007年，是目前國內最大的人腦庫，收集了1800多個大腦，為包括「國家973計劃」在內的十幾個研究項目提供支持。（本報去年1月22日報道）

人為什麼是人，人腦的工作機制與動物有何不同？這是世界神經科學研究的終極問題。關於人為什麼比動物聰明，世界上主要有兩派觀點，認為人的腦容量大，然而總能發現比人腦更大的物種。大象腦袋比人腦大，大象卻不比人「智商」高，藍鯨頭比海豚頭大，藍鯨也沒有海豚「聰明」。還有一種觀點，認為「腦重」與體重之比，人是最大的，可是發現的一種野外鼠類，比例比人還高，卻無法與人類智商相較。

「現有的觀點，總能找得到反例」。戴甲培昨日接受長江日報記者專訪表示。從去年3月開始，他和團隊從牛蛙、鼠、雞、豬、猴和人類的大腦上取出樣本，刺激神經元傳遞信息，並通過專業成像系統記錄傳遞信息的光子。現有的研究認為，大腦處理、傳遞信息除了通過電信號和化學信號，還通過光子。

「節能」才能保障智商高

研究結果發現，不同物種光子傳遞的光譜是不一樣的，人類的光譜偏紅光，出現了光譜紅移現象，即光波從較高能量轉變為較低能量，顯示出消耗能量最低。按消耗能量從低到高，依次是猴、豬、雞、老鼠，牛蛙則偏藍光，表現為消耗能量最高。

這或許可以解釋人類的大腦可以持續工作十幾個小時，而牛蛙是不可能的。戴甲培表示，人類的大腦比其他物種的大腦更能高效節能地運轉。

該項成果的主要研究雖然是去年開始，但早在2007年，該團隊就致力於生物光子與神經功能的研究。2010年，該團隊發明的檢測技術，首次證實生物光子能在神經纖維上傳遞。

研究也為人工智慧產品的開發和大腦功能模型的建立帶來了新的思路。「量子計算機」可能具有生物學基礎，對改善和加強人類的認知能力，探討人類神經系統疾病的機制也有積極意義。

戴甲培同時表示，尚需要更深入的研究，如大腦如何通過光子進行信息傳遞等。將來是否還會出現「反例」，也有待證明。

光譜紅移現象

人類大腦比其他物種大腦,更能高效節能地運轉

人類的大腦可以持續工作十幾個小時，而牛蛙是不可能的

不同物種光子傳遞的光譜是不一樣的，人類的光譜偏紅光，出現了光譜紅移現象,即光波從較高能量轉變為較低能量，顯示出消耗能量最低

「腦計劃」期待更多人捐獻大腦

據《科技日報》報道，「腦科學與類腦研究」被「十三五」規劃綱要列為「科技創新2030—重大項目」，也被稱為中國「腦計劃」。目前，北京、上海均已啟動地區性計劃。腦科學也是國際研究角逐的熱點，美國、歐盟等啟動相關研究計劃。

戴甲培表示，隨著中國「腦計劃」實施，人腦庫是重要的支撐載體。值得一提的是，中國人腦庫中心與市紅十字會合作，可接受市民去世後大腦捐獻，用於腦科學的研究。本次研究使用的七個大腦，都來自江城市民的遺體捐獻，為試驗發揮了重要作用。

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