编者按：生命活动是物质运动的最高形式，而思维活动则是生命活动的最高形式。恩格斯曾言，思维是地球上最美丽的花朵。大脑如何发育成熟？智力和创造性怎样产生？什么是“灵性”和“智力”？其本质是什么？神经元电活动如何转化为意识？大脑中蕴藏着太多秘密，目前仍是看不到尽头的科学探索。973计划“脑发育和可塑性的基础研究”项目，从脑的发育和可塑性角度揭示脑与智力和创造性的关系，试图揭开大脑奥秘。
果蝇的抉择：小脑袋中的大智慧
在项目首席科学家郭爱克的办公室门旁，一幅《果蝇读报图》引人注目。郭教授幽默地表示，果蝇虽小，却拥有复杂的大脑功能。他们开创了果蝇“颜色/图形”两难抉择研究，证明果蝇能学习利用视觉模式指导飞行定向，并在图形与颜色意义冲突时，根据“价值”做出“趋利避害”的抉择。该实验被专家誉为“中国二十年来生命科学实验设计最漂亮的工作之一”。
项目初衷：探索脑与智力的关系
郭爱克指出，大脑约有4000亿个神经细胞，通过100多万亿个突触连接，50多种化学物质参与信号传递。脑具有可塑性和可修饰性，以适应环境变化。项目总体构思是从脑发育和可塑性角度揭示大脑与智力、创造性的关系，这是人类最具挑战性的基础科学命题之一。
研究内容：从分子到行为的多层次探索
项目设计了五个课题：神经元存活与神经干细胞发育调节因子研究；神经营养因子对轴突生长和突触形成的调节；学习和记忆的突触可塑性机制；脑的整合功能、机制、发育及可塑性；蛋白激酶级联反应与神经细胞存活。这些课题从分子细胞层次，经神经环路介观层次，到高级脑功能和认知行为的宏观层次。
研究目标：揭示脑与智力和创造性的关系
总体目标是阐明神经营养因子和神经肽对神经发育的作用机制，发现新因子，解释学习记忆相关的突触可塑性机制，以及视网膜和视皮层内大范围整合的突触机制和神经环路。
主要成果：国际认可与人才培养
五年来，项目组在国际期刊发表重要论文60多篇，包括《Cell》、《Nature》、《Science》、《Neuron》等权威杂志上的原创论文26篇，被引用394次。成果涵盖脑发育、突触可塑性、痛觉机制、视觉认知和学习记忆等方面。例如，确定了神经细胞极性形成和维持的原理，发现GSK蛋白激酶的关键作用；揭示了SDF-1引导神经纤维生长、Rho GTPases在生长锥中的作用，以及TRPC离子通道在神经导向中的功能。
应用前景：神经退行性疾病治疗与人工智能
研究成果有望应用于老年痴呆症、帕金森氏症等神经退行性疾病的防治，并为知觉和认知功能障碍相关的神经精神疾病诊断治疗提供新思路，同时可应用于计算机视觉和人工智能研究。
成功要素：系统性与自主创新
项目强调系统性和自主创新性，由中科院神经科学研究所独立实施，注重国际合作与跨课题组协作，并建立以业绩为准的绩效考核体系。
未来计划：聚焦环路层面
下一步将申请新的973项目“脑的结构功能可塑性”，从细胞水平转向大脑环路层面，进一步揭示脑功能。
链接：多模态整合是脑高级认知活动的基础
生命体演化中形成了视觉、听觉、嗅觉等感知通道。脑如何综合多通道信息是脑与认知科学的热点。项目以果蝇为模型，首次发现：1）视觉和嗅觉模态在阈值以下联合可产生“协同共赢”效应，实现跨模态学习记忆增强；2）协同增强后，每个单通道也获得显著记忆；3）记忆可通过“伴随学习”机制向未训练模态传递。这些发现提示多模态整合是脑高级认知活动的基础。