腦科學是21世紀的顯學，其內涵涉及生物、理化、心理、社會、電腦演算、機電工程與材料等跨域學科，近年來隨著研究方法、設備與技術的精進，學界對於人腦運作的奧秘有大幅進階解讀。未來可望藉此帶動生醫、大數據、人工智慧、精準醫療、健康福祉等產業的發展，以及國家政策的推動。有鑑於此，歐、美、日等先進國家均投入巨資，重點發展腦神經科學研究。
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維持人腦健康是科學家的終極目標，更是社會大眾關心的議題。影響腦部健康可概略分為基因和環境兩大因素，後者又可分為內在環境和外在環境兩方面。基因不僅精密的調控腦部發育網絡的連結，同時亦攸關遺傳性腦疾病產生的原因。內在環境影響則包括腦組織發育時的養份供給和廢物排除；此外，新陳代謝、心血管功能、免疫系統、荷爾蒙、慢性疾病如三高（高血壓、高血脂、糖尿病）和近期研究發展迅速之大腸－腦軸線（gut-brain axis）和腸道菌叢（gut microbiota）等皆和腦部健康息息相關。外在環境則包括頭部創傷、心理創傷以及不同年齡層和環境帶來的壓力，如：同儕壓力、社會文化、甚至季節劇烈變化、大氣暖化等也會有所影響，進而使得內在環境劇變或功能喪失。
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年輕時期腦部對內、外環境引起的傷害較能調適，所造成的傷害也較易修復。然而，現代懷孕年齡延後加上少子化現象，父母能承受壓力的極限度下降，以往較難影響胎兒的因素，隨著父母修復能力降低而浮現。腦部健康會造成世代性的影響，長庚醫療財團法人生物醫學轉譯研究所特聘講座教授華瑜教授表示，「我們不僅受到上一代的影響，同時也影響下一代，現代腦科學研究也超越個體而以世代觀念在進行研究。」
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<h2>出生到老年 人生階段歷程影響因素大不同</h2>
從受精卵開始到人生最後一哩路，腦健康可說是主宰生活品質的關鍵之一。國立中央大學生醫理工學院院長 / 認知神經科學研究所講座教授阮啟弘細數腦部在各階段發育特色，腦發育由受精卵開始，腦發育即受到先天基因和母體環境影響。自母胎開始，基因精密地調控腦部網絡的連結和發育，胎兒腦部健康即受到基因及母親體內環境的影響，遺傳性疾病、特殊藥物使用和母胎攝取營養都會影響腦部發育。出生後，嬰幼兒腦部受外界刺激而急速發展，並於3至6歲孩童期進行前額葉神經的修剪與塑造，此時亦為腦發育的敏感強化期，腦為用進廢退的最佳代表，如失明者的某些聽覺會較敏銳，因後期不常使用的視覺區被聽覺及其他感覺區逐漸占領。
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<li><a href="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/post/202103006-2">延伸閱讀NO.1〈如何縮短判讀時程？科學家解釋人類基因體解碼的次世代浪潮〉</a></li>
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在青少年時期，人腦也將經歷急遽的變化，該時期的腦神經纖維修剪劇烈且白質連結更強，控制理智的外側額葉和連結到原始腦如杏仁核、海馬迴等掌管原始本能的內側額葉以及<span data-component="tippy" data-content="包繞在神經元的軸突(axon)外部有一種由30%蛋白質和70%的脂質組成的物質叫做油髓磷脂(myelin)，包捲在軸突外並且每隔一段距離便有中斷部份，形成一節一節的形狀叫做髓鞘(myelin sheat)。神經元軸突上如果具有這種髓鞘的現象就叫做神經髓鞘化 (myelination). 目前知道髓鞘的功能有三:一是支持軸突與周圍組織，例如相鄰的軸突之間的電氣絕緣，以避免干擾；二是通過一種稱為「跳躍式傳導」(saltatory conduction)的機制來加快動作電位的傳遞；三是在一些軸突受損的情況下引導軸突的再生。">神經髓鞘化（myelination） 造成理性與衝動的交戰，內外側額葉和邊緣系統的連結強度也掌管原始衝動的控制，連結不強可能產生衝動性人格或是注意力不足過動症（attention deficit hyperactivity disorder, ADHD）。此外，該階段因荷爾蒙大量分泌，前額葉迅速變化，造成青春少年彆扭和情緒失控，該狀況亦會因為社交媒體發達而加劇。上述種種因素及基因型的表現，使得青春期也是精神方面疾病發展的高峰。
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中年期人格約略定型，隨著人生智慧和社會經驗累積，看待事物方式較多元且具情緒控管能力。然許多腦區於30歲後開始逐步退化，此階段亦須承受年老父母的照護及成家立業、養兒育女的壓力，三明治族群的焦慮及憂鬱等負面情緒和壓力可能會引發種種腦部不適和快速衰退。而老年的腦部疾病和教育程度、社會刺激及認知儲備能力相關。認知儲備能力就像腦內神經編織成網，倘若編織緻密，疾病來襲時可有較大的承擔力。
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<h2>從政策到個人 打造健康腦</h2>
腦部健康的維護需要多管齊下。於個人方面，自備孕時期開始，基因圖譜即可讓有受孕計畫的夫妻了解遺傳疾病潛在的風險，並及早尋求所需資源，保障下一代有良好的腦發育；孕期時給予良好環境和營養，同時注意避免內外創傷及不當藥物食物的攝取，以降低產下自閉或是過動兒的風險；青少年時給予充分的社交支持（social support），提供適當的抒發管道；有明確規範的團體運動對青少年腦塑造有極大的幫助，運動和同儕相處帶來的正向回饋也有助於身心發展。
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在國家政策方面，科研成果可供當局者調整施政方向，如經濟合作暨發展組織 （Organization for Economic Co-operation and Development, OECD）提出之報告，使各國政府體認到老化和少子化的問題。臺灣也因應國內需求，規劃妊娠婦女的孕期照護、疾病篩檢、產假及幼兒照護。此外，因應人口老化，除了退休年齡的調整，2007年，以籌劃疾病照護為主之長照1.0服務上路，隨後政府依據國際間過去10年對於老年疾病的研究，做了政策上的創新變革，更於2016年提出以預防為主並涵蓋社會經濟、社區和社工的長照2.0，旨在防治老化及失智，延緩疾病發生，促進樂活。
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<h2>推進腦科學研究 朝向跨域整合</h2>
談及科研成果如何跨領域整合並影響政策？腦科學領域進展速度不一，華瑜教授表示「進行跨領域研究並整合精華並非易事；然總有一群可愛的民間學者將研究成果無私奉獻，利用社團力量，進行由下而上（bottom up）整合開拓。」結集眾人及不同領域族群的力量，將議題帶入社會，密切和不同領域進行腦力激盪及富有活力和創意的交流。
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舉例來說，針對高齡者或幼童腦部發育，阮啟弘教授參與中央研究院語言所大腦與語言實驗室、國立中央大學認知所人類記憶實驗室與視覺認知實驗室及國立政治大學心腦學中心眼動與閱讀實驗室所共同合作開發的認知訓練遊戲「每日腦點心App」，從5個層面包括注意力、記憶、數學、認知控制、語言著手，以簡單的工具介入孩童或高齡者訓練認知。又如於2019年由臺北醫學大學臺北神經醫學中心、雙和醫院教授兼主治醫師宋秉文教授，以及臺大醫院副院長謝松蒼教授籌建的「腦庫」，目前也與罕見疾病基金會、漸凍人協會及精神健康基金會等團體合作，除向公眾推廣觀念、教育宣導之外，未來也規劃籌設專屬網站，並與各級學校的生命教育結合，以溫暖的認同為訴求，傳遞疾病治療、科學研究和保護健康的使命。
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另一方面，政府和大型機構亦可由上而下（top down）將攸關國民健康之重大項目納入科研計畫，廣邀社會各層面的專業人士集思廣益，以凝聚出銜接重大議題的結論，藉由目標導向、快速且極具影響力的方式，將研究成果納入政策全面實施，力求提升國民福祉。後者如科技部（2022年改制為「國家科學及技術委員會」）生科司為推動神經科學、委託中央研究院分子生物研究所特聘研究員孫以瀚教授統籌的「腦趴」，該活動聚焦跨領域的交流與激盪，渴望借鏡於他領域之長，突破原有領域瓶頸，並成功改變科學家於研討的規劃，促進基礎科學與臨床醫學的合作。
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<h2>腦科學未來 結合科技能量和既有優勢取得先機</h2>
人腦有無窮的可能性，掌握其奧祕者則會是下一個世代的霸主。隨著新興的研究工具如功能性磁振造影（functional Magnetic Resonance Imaging , fMRI）、腦波（Electroencephalography, EEG）、神經網絡分析（neural network analysis）、經顱磁刺激術（Transcranial Magnetic Stimulation, TMS）等技術和演算法出現，結合人工智慧，各國腦研究計畫如火如荼展開。腦科學領域中，臺灣雖非客觀的資源集中大國，然仍可藉豐沛的研發能量和科技的領先地位取得先機，發展出與他國互利的關鍵技術。
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國立清華大學大學生命科學院特聘講座教授及腦科學研究中心主任的江安世院士，多年來探討果蠅這類神經結構簡單的實驗動物，在基礎神經科學的研究成果獨步全球；此外，神經科學、精神醫學、復健及高齡醫療等豐富的人才結合臨床經驗、健保資料庫和其他擴增串聯資料庫、積極蒐集腦組織，進行與病理相關的實驗，來驗證理論的腦庫，以及種種腦科學研究成果等，皆為臺灣腦科學研究的突破點。最後，藉由產官學的合作，並推廣尖端腦科學教育等，可強化臺灣腦科學能量，提升國民整體福祉，引領臺灣走入下一個嶄新世代。
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（客座總編輯 <a href="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/">| 長庚醫療財團法人生物醫學轉譯研究所／特聘講座教授 華瑜、國立中央大學生醫理工學院院長 / 認知神經科學研究所講座教授 阮啟弘</a>；研究顧問團隊 | 臺大醫學院副院長／臺大醫院神經部主治醫師 謝松蒼、中央研究院生物醫學科學研究所副所長 陳志成、國立臺灣大學心理系特聘教授兼系主任 周泰立、臺北醫學大學人文暨社會科學院副院長／臺北醫學大學心智意識與腦科學研究所所長 曾祥非；責任編輯 | 段芊卉、葉于甄）