王拥军及其同事讨论了脑健康的定义以及未来脑健康研究面临的机遇和挑战。

人脑作为神经系统的指挥中心，通过复杂的功能完成思维、记忆、运动和情绪反应。人脑是生物进化的最高产物。在整个生命周期中保持一颗健康的大脑是人类追求健康、长寿的首要目标。随着人口老龄化，神经系统疾病的负担加剧，维持大脑健康的挑战也在增加。因此，理解什么是脑健康以及为什么脑健康很重要非常关键。本专辑文章旨在告诉我们什么是脑健康，分析主要神经系统疾病对脑健康的影响，并讨论如何治疗和预防这些疾病。

目前，还没有公认的脑健康定义。大多数现有的定义只是对正常大脑功能进行一般描述，或者只强调脑健康的一个或两个维度。美国疾病控制和预防中心将脑健康定义为执行所有认知、心理过程，包括学习和判断、语言和记忆的能力¹。美国心脏协会/美国卒中协会（AHA/ASA）的主席公告将脑健康定义为：脑健康人群拥有没有已知的脑或其他器官系统疾病的同年龄段人群平均的生活、社交、学习能力，或者有能力从事个人希望完成的所有活动²。

大脑是一个复杂的器官，至少有3个层次的功能影响我们日常生活：解释感觉和控制运动；维持认知、精神和情绪；维持正常行为和社会认知。因此，脑健康可以被定义为在没有影响正常脑功能的明显脑疾病的情况下，在特定年龄保持最佳的大脑完整性和精神及认知功能。

一些神经系统疾病可能会破坏上述大脑功能，影响人类健康。医学上，引起脑功能障碍的神经系统疾病可分为3类：

• 有明显脑结构损害的脑疾病，如脑血管病、脑创伤、脑肿瘤、脑膜炎、沟通和感觉障碍等；

• 有脑连接、脑网络受损的功能性脑疾病，如神经退行性疾病（如帕金森症、阿尔茨海默病和其他痴呆症）和精神疾病（如精神分裂症、抑郁症、双相情感障碍、酗酒和药物滥用）；

• 检测不到结构或功能改变的其他脑疾病，如偏头痛和睡眠障碍。

这些神经系统疾病可能对脑健康和脑功能产生不同或相同的影响。例如，阿尔茨海默病是痴呆症的主要类型，患者伴有不同维度的认知功能下降。情感障碍可能导致执行力、奖赏处理和情绪调节方面的功能障碍。除了身体残疾、失语症、步态和平衡等问题外，脑血管病还可能导致认知障碍和痴呆，而这没有得到各国医生及患者足够的重视。

人类衰老主要体现在脑老化和脑功能退化等方面。据估计，2015年全球60岁及以上的人口约为9亿，预计到2050年将增至20亿³。随着人口老龄化加剧和人口增长，神经系统疾病的负担和维持脑健康的挑战急剧增加。神经系统疾病患者将遭受身体残疾、认知或精神障碍、社会功能障碍和巨大的经济负担。根据全球疾病负担研究，神经系统疾病是2016年全球范围内主要的致残原因（2.76亿伤残调整生命年）和第二大死亡原因（900万人）⁴。卒中、偏头痛、阿尔茨海默病和其他痴呆症，以及脑膜炎是导致神经系统疾病残疾负担的最主要原因⁴。全球范围看，大约四分之一的成人在25岁后将患上卒中⁵。2018年，全球约有5 000万人患有痴呆症，到2050年，这一数字将增加两倍，达到1.52亿⁶。在接下来的几十年里，各国政府对神经系统疾病的治疗、康复和支持服务的需求将日益增加。

在评估脑健康、脑功能和脑功能障碍的机制以及促进脑健康的方法等方面（框图1）机遇和挑战并存。

定义和促进最佳脑健康的基础是对脑健康的科学评估。然而，由于脑健康的多维性，很难通过一个指标来全面评估或量化脑健康。目前，学界已经开发出许多结构化或半结构化的问卷，个人可通过对日常功能和能力的自我评估或亲密家庭成员的评估来了解脑健康状况。近几十年来，新的结构和功能神经成像技术被应用于评估脑网络的完整性和功能连接⁷。然而，这些主观或客观的指标或工具有其自身的优势和弱点。例如，简易精神状态检查和蒙特利尔认知评估等量表简单易用，但仅作为认知障碍的筛查工具；数字广度、Rey-Osterrieth复杂图形测试、连线测验A和B、Stroop任务、语言流畅性测试、波士顿命名测试和时钟绘制测试主要用于评估记忆、语言、视觉空间、注意力和执行功能的一个或两个特定领域；神经成像技术虽然是非侵入性和客观的检查技术，但仍存在检查禁忌证、时间或空间分辨率不足、运动伪影和高错误发现率的缺点，限制了其临床转化。

测量脑健康的另一个困难是，对最佳脑健康的判断存在年龄、文化、种族和地理上的差异。在测量脑健康时，还应考虑以患者为中心的脑功能评估，如认知功能和生活质量的自我感知等⁸。因此迫切需要开发普遍接受的、适合各年龄、多维度、多学科的敏感指标或工具来全面评价与监测脑健康。

为了促进最佳的脑健康，需要更好地理解脑功能和脑功能障碍的机制。然而，人们对这个最神秘的器官的工作机制知之甚少。尽管近几十年来神经科学取得了巨大的发展，我们仍然无法完全破译相互交织的神经网络的时空活动模式与人的思维和认知精神状态之间的关系⁹。类脑研究和人工智能的最新研究进展为理解生物大脑提供了重要工具，反之亦然^10,11。在欧盟和中国的脑计划中，脑启发式计算、脑模拟和智能机器的开发受到了广泛重视^9,12。

同时，某些神经系统疾病导致的脑功能障碍的机制仍不清楚，尤其是精神和神经退行性疾病。对脑疾病发病机制的深入研究可能为治疗这些疾病和改善脑功能提供参考。以脑成像为基础的认知神经科学可能会解开认知功能障碍的潜在机制，并为发现心境障碍的精确生物标志物提供了一个生物学框架¹³。

最常见的神经系统疾病，如脑血管病和阿尔茨海默病，其病因复杂，通常涉及遗传和环境因素的相互作用。然而，通过单一的遗传因素可以合理地解释单基因神经系统疾病的发病过程。因为这些疾病可以很容易地通过构建简化的跨物种模型进行研究，所以我们能理解这些疾病的发病机制，并能更高效地评估这些疾病的新疗法。正如陈教授和其同事在本专辑另一篇文章中讨论的，这些单基因遗传病为高效研究常见神经系统疾病和一般脑健康问题打开了一扇窗¹⁴。

对一些常见的神经系统疾病，如痴呆症，很少有有效的预防和治疗方法。因为神经元不可再生，大多数情况下脑功能障碍不可逆转。最近针对淀粉样蛋白清除和选择性抑制tau蛋白聚集的试验未能改善轻度阿尔茨海默病患者的认知能力或延缓疾病进展^15,16。正如施教授及其同事阐述的，淀粉样蛋白外的其他潜在治疗靶点，如血管功能障碍、炎症和肠道菌群，越来越受到关注¹⁷。特别的，最近的研究表明早期认知障碍是由神经血管单元完整性的破坏引起，随后会导致脑灌注不足和血脑屏障的破坏，进而损伤大脑蛋白质清除能力^18,19。体力活动、脑力锻炼、健康的饮食和营养、社会互动、充足的睡眠和放松，以及对血管危险因素的控制是脑健康的6大支柱。AHA/ASA的主席公告推荐了7条简单生活法则（禁烟、体育活动、健康饮食、适当的体质指数、血压、总胆固醇和血糖）以维持最佳的脑健康²。潘教授及其同事讨论了为何这预示着通过对血管危险因素或脑血管病的干预，为预防某些认知障碍和脑功能障碍带来新曙光²⁰。

对于其他具有潜在治疗可能的神经系统疾病，主要任务是如何精准地保留大脑功能。神经外科疾病如脑肿瘤、外伤和癫痫患者，临床上常低估了其解剖结构损伤导致的脑功能损害。目前，脑外科治疗目标已从关注患者的生存状态和预期寿命过渡到关注保留脑结构与脑功能的平衡。精确的保留脑功能需要理解精细的脑结构-功能关系和拥有先进的脑结构-功能可视化技术²¹。

与脑功能保护相关的另一个困境是癫痫治疗反应的不确定性。目前癫痫的标准化治疗仍然依赖抗癫痫药物的序贯试错治疗方法。这种治疗方案存在时间延迟，可能会导致治疗效果不佳，甚至引起不可逆转的损害。陈教授及其同事描述了基于人工智能、基因组学和患者源性干细胞的个体化癫痫治疗的最新研究进展²²有望克服癫痫治疗困境并提供更有效的治疗策略^23,24。

脑健康是为了维持多维度的脑功能，而一些神经系统疾病可能会从脑功能的一个或多个方面影响脑健康。解密和促进大脑这个人体最神秘器官的功能和健康，将对科学、医学和社会产生重大影响²⁵。在过去七年里，许多国家已经发起了大规模的脑计划行动，以促进神经科学、类脑模拟和脑保护的发展⁹。然而，不同国家的脑计划项目存在不同的研究重点，这对脑健康研究发展提出新的挑战。面对这些挑战，刘教授及其同事呼吁急需开展脑健康研究的全球化合作²⁶。正如本专辑的另一篇文章所描述的，协同研究对于改善脑疾病的预后具有巨大的潜力。

作者贡献：王拥军提出了脑健康专辑的整体构思。王拥军和潘岳松起草了初稿。所有的作者都对稿件进行了全面的审核和修订。潘岳松和李昊擅长于临床研究方法和卒中的临床研究。王拥军是卒中和神经领域的临床研究专家。王拥军对本文内容负责。

涉及患者情况：本论文不涉及患者相关情况。

利益冲突：我们已经阅读并理解了BMJ的利益申报政策，并声明本研究得到了以下资助：国家科技重大项目（2017ZX09304018）、国家重点研发计划（2018YFC1312903、2017YFC131902、2018YFC1311700、2018YFC1311706）,国家自然科学基金(81971091),北京市医院管理中心"青苗"计划(QML20190501)和北京市科学技术委员会(D171100003017002)。