2019年10月28日下午13:30，由郭爱克院士主讲的《物质变精神——人类大脑在整体上是怎样工作的》科学前沿讲座在中国科学院大学雁栖湖校区教二206举行，本次讲座由生命科学学院郎明林教授召集并主持。
郭爱克院士是我国著名的神经科学家和生物物理学家，1965年毕业于莫斯科大学生物物理学专业，1975年获慕尼黑大学自然科学博士学位，2003年当选为中国科学院院士。现任中国科学院生物物理研究所、中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所研究员。
讲座伊始，郭爱克老师满怀感恩地表达了对祖国的热爱之情，并从毛主席的诗词“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”入手，引出大脑是事业成功的物质基础这一主题。2005年国际知名期刊《Science》提出了125个重大科学问题，其中25个与脑科学有关，脑科学正占据着未来新科技革命的制高点。郭老师借用杰夫·霍金斯和桑德拉·布拉克斯莉书中的一句话正式开始了今天的讲座，“真正认识人类大脑是开发智能机器的必由之路”。
首先，郭院士用“脑的素描”这一概念简单介绍了目前对于人类大脑的认识情况。人脑是最复杂的、最开放的、最远离平衡的自组织自适应动力学系统，它不是被超自然智慧设计的，而是演化和选择的结果。物质变精神，精神变物质，精神是脑与行为交互的结果。
随后，郭院士从几个方面，结合脑科学的前沿进展与中国古代道家思想，介绍了对人类大脑及其工作原理的认识。
郭爱克院士提出，是演化和选择创造了生命世界的多样性，而不是超自然智慧的刻意设计。"From so simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved."面对着盘根错节的进化之树，郭老师发出了这样的感叹。“人类不愧为‘宇宙之精华，万物之灵长’，只有从演化的角度来谈论问题才有意义。”
通过在模式动物上的实验，郭老师讲述了大脑网络结构的一般性原理。大脑网络组织的一般原理可能不变的出现在解剖空间的各个尺度和不同的动物物种之间，人脑神经元的数量太过庞大，通过在线虫229个神经元中的实验，研究者提出了“小世界网络”学说。在细胞水平上，229个神经元形成了2287个突触，11个“富人俱乐部”。“富人俱乐部”是高度网络枢纽中心的精英集团，它们在拓扑上相互连接，效率很高（即任何富人俱乐部节点对之间都有一个短路径）。小世界网络在抉择中能更好的收敛，从而产生更好的处理方式。
接下来，郭老师介绍了昆虫的复眼高速视觉运动感知，其模型为两个神经元之间的运算。一个著名的实验是在德国二战后艰苦的条件下完成的，由此，郭老师以一个长辈的身份，对在座的同学讲述了他的体会。“无论是日本还是德国的科学家，他们都是很专注的，做一件工作一定要做深做透，不是为了发一篇小文章，不浮躁，而是追求真理不放松。”对于每一个即将迈入科研领域的同学来说，郭老师的话值得我们去思考，去践行。
郭老师还介绍了自己的经典工作，果蝇两难抉择的脑机制。“抉择是生活的无休止链条，天堂与地狱就在一念之间。”郭老师说。实验基于一个操作式条件化的装置，过程中遇到的种种困难，但最终成就了中国科学界第一篇研究抉择的文章。“要把事情想得困难一点。”郭老师告诫同学们，“有了困难之后要能抗压，要有追求，想着两三天就发文章，是不现实的，也是不负责任的。”
结合中国古代太极阴阳图，复杂的学习记忆的去抑制机制被郭老师讲的生动形象。多巴胺能够使GABA能神经元的多巴胺受体兴奋，解除GABA的抑制作用，使学习加强。郭老师还提到了《道德经》中“万物负阴而抱阳，冲气以为和”的理论，阴阳两个对立方面相互矛盾冲突产生第三者，进而生成万物，并与物种的模式分割的去相关原理相结合，实现了科学与哲学思想的统一。
讲座的最后，郭老师以洛阳龙门石窟卢舍那大佛的图片作为结尾，并激励同学们继续发扬中国人的工匠精神，努力学习，努力奋斗，实现中华民族伟大复兴的中国梦。同学们积极提出问题，郭老师详细的进行了解答并对同学们的乐于思考提出了夸赞。讲座后，参加讲座的同学与郭老师合影留念。
