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Brain and Behavior | 中国作者高被引论文集锦

WileyChina 2020-11-2 15:39

Brain and Behavior 于2010年创刊，是一本同行评审的开放获取国际英文期刊。2019年影响因子为2.091， 本刊刊发科学论文涵盖神经科学与心理学。 Brain and Behavior 欢迎来自以下学科的投稿但不仅限于以下学科： o神经病学疾病与精神疾病机制与治疗 o行为与认知科学 o神经元与胶质细胞生物学 o神经外科 o神经生理学 o神经药理学 o神经免疫学 o神经病理学 o计算神经科学 o功能结构神经影像 o神经遗传学与精神病遗传学 o儿童与青少年精神病学 o情感与认知障碍精神病学 o流行病学 o临床心理学 o神经心理学 o新的技术和研究方法，转化研究 o发育、认知与社会心理学 Brain and Behavior 每年都会进行中国作者高被引论文遴选工作，根据文章发表后第二年产生的被引量，选出排名前十的文章。以下是根据2019年被引数据遴选出的中国作者高被引论文，所有论文皆可免费阅读和下载。 1. Identification of aberrant circulating miRNAs in Parkinson's disease plasma samples Lei Chen, Junxiu Yang, Jinhui Lü, Shanshan Cao, Qian Zhao, Zuoren Yu 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.941 2. Repetitive transcranial magnetic stimulation therapy for motor recovery in Parkinson's disease: A Meta-analysis Changxia Yang, Zhiwei Guo, Haitao Peng, Guoqiang Xing, Huaping Chen, Morgan A. McClure, Bin He, Lin He, Fei Du, Liangwen Xiong, Qiwen Mu 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.1132 3. Curcumin protects neural cells against ischemic injury in N2a cells and mouse brain with ischemic stroke Cai‐\Jun Xie, Ai‐\Ping Gu, Jun Cai, Yi Wu, Rui‐\Cong Chen 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.921 4. POCD in patients receiving total knee replacement under deep vs light anesthesia: A randomized controlled trial Ruixue Hou, Hong Wang, Lianhua Chen, Yimin Qiu, Shitong Li 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.910 5. Effects of treadmill exercise on cerebral angiogenesis and MT1-MMP expression after cerebral ischemia in rats Yi Tang, Yixian Zhang, MouWei Zheng, Jianhao Chen, Hongbin Chen, Nan Liu 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.1079 6. High expression of the HMGB1-TLR4 axis and its downstream signaling factors in patients with Parkinson's disease and the relationship of pathological staging Yi Yang, Chenyang Han, Li Guo, Qiaobin Guan 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.948 7. Large retrospective study of artificial dura substitute in patients with traumatic brain injury undergo decompressive craniectomy Hongtao Sun, Hongda Wang, Yunfeng Diao, Yue Tu, Xiaohong Li, Wanyong Zhao, Jibin Ren, Sai Zhang 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.907 8. Predictors of freezing of gait in Chinese patients with Parkinson's disease Ruwei Ou, Qianqian Wei, Bei Cao, Wei Song, Yanbing Hou, Hui Liu, Xiaoqin Yuan, Bi Zhao, Ying Wu, Huifang Shang 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.931 9. Temporary conductive hearing loss in early life impairs spatial memory of rats in adulthood Han Zhao, Li Wang, Liang Chen, Jinsheng Zhang, Wei Sun, Richard J. Salvi, Yi‐\Na Huang, Ming Wang, Lin Chen 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.1004 10.Protective effects of omega-3 fatty acids against Alzheimer's disease in rat brain endothelial cells Lijun Wang, Hongguang Fan, Jingchun He, Lifang Wang, Zelong Tian, Chaoran Wang 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.1037 11. Relationship between serum vitamin D levels and inflammatory markers in acute stroke patients Qiongzhang Wang, Zhuoying Zhu, Yuntao Liu, Xinjie Tu, Jincai He 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.885 12. Central cholinergic system mediates working memory deficit induced by anesthesia/surgery in adult mice Xiao Zhang, Xuliang Jiang, Lili Huang, Weitian Tian, Xuemei Chen, Xiyao Gu, Weifeng Yu, Jie Tian, Diansan Su 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.957 13. High-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) of left dorsolateral prefrontal cortex affects performance in Balloon Analogue Risk Task (BART) Heng Guo, Zhuoran Zhang, Shu Da, Xiaotian Sheng, Xichao Zhang 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.884 14. The characteristics of cognitive impairment in subjective chronic tinnitus Yi Wang, Jian‐\Ning Zhang, Wei Hu, Ji‐\Jun Li, Jia‐\Xuan Zhou, Jian‐\Ping Zhang, Guo‐\Feng Shi, Ping He, Zai‐\Wang Li, Ming Li 全文链接： https://doi.org/10.1002/brb3.918 *以上多篇论文并列第10位。 **部分研究内容为论文摘要的直接翻译，欢迎指正。 点击链接进入 Brain and Behavior 期刊主页，阅读更多精彩文章！ https://onlinelibrary.wiley.com/journal/21579032

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神经科学的突破性方法：膜片钳技术

lisw05 2020-8-15 16:55

科学史： 神经科学的突破性方法 :膜片钳技术 李升伟/编译 膜片钳技术最初是为了记录离子通过细胞膜通道蛋白的电流而发展起来的，现在它已经成为神经科学工具箱中真正的中坚力量。 大脑中的信息被认为是由数千个神经元细胞产生的复杂电脉冲模式编码而成的。每个脉冲，即动作电位，是由流经神经元膜的带电离子电流调节的。但是，这些离子是如何穿过神经元的绝缘膜的，多年来一直是个谜。 1976年，埃尔温 • 内尔（Erwin Neher）和伯特 • 沙克曼（Bert Sakmann）开发了膜片钳技术，该技术明确表明电流是由膜中许多通道蛋白的打开引起的。尽管这项技术最初是为了记录微小的电流，但它已经成为神经科学研究电信号最重要的工具之一——从分子水平到神经元网络水平。 到 20世纪70年代，人们普遍认为流经细胞的电流是由于细胞膜上许多通道的打开而产生的，尽管其潜在的机制尚不清楚。那时，电流通常是用尖利的电极（一种尖端很细的移液管）刺入组织来记录的。然而，不幸的是，以这种方式记录的信号太吵了，所以只有通过组织的大的“宏观的”电流——由许多不同类型的通道调节的集体电流——才能被解决。 1972年，细胞间突触连接生物学的先驱伯纳德 • 卡茨（Bernard Katz）和里卡多 • 米里迪（Ricardo Miledi）从膜通道的宏观电流中推断出某些特性，但这是在排除了所有可能的混杂因素之后才得以实现的。问题是，宏观电流可能受到与通道活性无直接关系的因素的影响，如细胞几何形状和调节细胞兴奋性的调控过程。同样麻烦的是，对宏观电流特征的解释是基于对单个渠道活动统计数据未经验证的假设。尽管卡茨和米里迪做了仔细的分析，但是他们的结论是否正确仍然存在疑问。关键的数据是由内尔和沙克曼使用膜片钳得到的。 膜片钳技术从概念上来说相当简单。将一个直径较大的移液管压在细胞膜上，而不是刺入细胞。在适当的条件下，移液管的尖端与膜 “结合”，形成一个紧密的密封。与使用尖锐电极相比，这大大降低了噪声，因为由移液管尖端包围的一小片膜与细胞膜的其余部分和细胞周围的环境是电绝缘的。 这样，科学家们第一次观察到了通过膜片中几个通道的微小电流。记录确认了关键的通道属性：当通道打开时，在电流痕迹中有一个台阶状的跳跃；当它们关闭时，有一个台阶状的回落到基线。现在可以确定细节，如通道的打开和关闭的统计数据，它们所介导的电流的振幅，以及触发通道打开的最佳刺激。借此工作，内尔和沙克曼获得了 1991年的诺贝尔生理学或医学奖。 膜片钳的改进使得研究各种制备体中的通道成为可能，从而最终解决长期存在的问题。科学家们对验证 20世纪50年代诺贝尔奖得主艾伦 • 霍奇金（Alan Hodgkin）和安德鲁 • 赫胥黎（Andrew Huxley）提出的动作电位生成模型特别感兴趣。现在可以直接检验模型的具体预测，方法是通过单个通道检查电流，并观察当通道的分子结构改变时电流的变化。最终，这个模型被证明基本上是正确的，并且目前仍然是计算神经科学家的黄金标准。 膜片钳的几个变体之一 ——全细胞结构——被一群神经科学家发现了，他们正在研究通道水平以外神经元中的电现象。为了实现全细胞记录，电极下的膜片被击破，使电进入细胞。与使用锋利的电极相比，全细胞膜片钳允许更准确的记录，更重要的是，对细胞的损伤更小。这使得在细胞水平上对协同过程的系统研究成为可能，例如通过调节分子来调节宏观电流，以及神经元中不同类型通道之间的相互作用。 在全细胞结构中，在细胞中形成的相对较大的开口也为化学物质进入细胞提供了途径，使染料能够得到配送用于观察复杂的细胞结构，并提取 RNA用于基因表达分析。内尔小组通过向细胞中引入化学物质，同时跟踪细胞膜电学特性的变化，来检测细胞间信息传递的基础事件的先后顺序。 全细胞膜片钳被证明是研究体外保存的大脑切片中神经元和神经元网络的集体特性的理想工具。在处理更复杂的系统（如神经网络）的一个挑战是，可能的混杂因素的数量增加。沙克曼在 20世纪90年代提出的解决方案是用两个或三个电极同时进行全细胞记录，这在一些人看来有些过分，因为可以用更少的电极连续记录来获得可比较的数据。然而，这样做的理由是，花时间设计近乎完美的实验，可以缓解后来在数据解释方面的困难，类似于卡茨和米莱迪所面临的困难。 因此，来自神经元不同部位的同步记录最终证实，动作电位始于主长神经元突起（轴突）的一部分，并传播回树突（接收其他神经元输入的簇状突起）。将电极置于突触连接的两侧，可以直接研究神经元之间信号传递的机制。此外，来自不同类别神经元的三重记录揭示了网络组织的特定基本原则。 膜片钳技术还被用来检测在更为自然的条件下的细胞活动。为了研究感觉刺激和运动在大脑中是如何表现的，必须在活体动物身上进行实验。然而，这种方法的挑战在于，最轻微的运动就能将电极从神经元中移除。由于电极和膜之间的紧密密封，全细胞膜片钳的结果是非常稳定的。因此，这项技术可以记录被麻醉的啮齿动物的树突和成对的神经元，甚至可以记录来自会走路和跑步的动物的信息。 可以论证的是，膜片钳记录仍然是研究大脑电信号最直接有效的方法。用这种技术获得的数据基本上代表了神经科学许多分支研究人员的基本事实，从理论工作者到开发治疗某些脑部疾病（包括癫痫和自闭症）药物的转化研究人员。 另外，膜片钳补充和丰富了现代的 “光遗传学”技术，它可以利用光控制和可视化大量神经元的活动。新兴的技术，如用于视觉的假眼，可能会严重依赖于膜片钳记录来建立将外部刺激转化为电信号的最佳条件。在可预见的未来，膜片钳技术显然仍将是神经科学家的重要工具。 注：此文发表于《世界科学》2020年第2期，原文来源：Nature，有删改。

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“Wiley神经心理”微信公众号正式开通-期待你的关注！

WileyChina 2020-7-20 15:50

神经科学是对神经系统的研究。 心理学是研究人、心理和行为的科学。 Wiley在神经科学，心理学科技期刊出版方面一直处于国际领先地位，拥有如 Glia , Human Brain Mapping , Hippocampus 等国际知名神经科学期刊， 以及 Journal of Child Psychology and Psychiatry , Personnel Psychology , Depression and Anxiety 等国际领先的心理学期刊， 同时，Wiley和全球众多高影响力的学协会、研究机构紧密的合作，建立了长期的合作出版关系，如欧洲神经科学协会联合会(FENS), 英国心理学会(BPS)和美国咨询协会(ACA)等，共同致力于神经科学，心理学的发展。 “Wiley神经心理”公众号的建立旨在为领域内的科研人员提供一个即时、便捷的平台，分享神经科学、心理学及相关领域的最新文章及研究成果，传播科学理念，分享学术前沿动态。同时，还可以同期刊编辑一起探讨如何发表高水平的学术论文。 欢迎投稿 在提供资讯的同时，我们也希望借助此微信平台更多地倾听大家的声音，吸纳更多读者加入到“Wiley神经心理”公众号的建设中来。 如果您有神经科学，心理学研究成果介绍或者其他想要发表的内容，都可以与我们联系。 我们欢迎领域内的专家老师和同学来信投稿！ NeuroPsychoChina@wiley.com 栏目内容 目前，公众号的主要栏目设置包括： 期刊介绍 文献导读 人物访谈 编辑采访 科普 杂谈 会议 活动 我们计划在今后运作中不断拓展公众号的栏目和内容，尽力为读者提供更优质、更丰富的服务 。 加入我们 欢迎有意愿的老师和同学们加入“Wiley神经心理”大家庭。如有意向加入编辑行列，移步 招募志愿者 了解详情。 如果您对我们公众号有任何反馈和意见，欢迎通过 NeuroPsychoChina@wiley.com 联系我们或给我们留言。 相关链接 招募志愿者 Wiley神经科学心理学及其相关学科期刊列表

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十问谎言和骗术的研究？

dsm9393 2018-6-15 16:57

\0 十问谎言和骗术的研究？ \0 Ten questions about lies and deceitful trick? 都世民（ Du Shimin ） 谁说的是真话？谁在撒谎？网络上的骗术来自哪里？如何清除？论文造假的根源是什么？能根除吗？这些问题是社会科学还是自然科学问题？近日笔者在网络上搜索时，发现参考消息网有一组文章，有关说谎和诚信的研究文章，引起我的关注。 1.人天生会说谎吗？ 文 指出： 美媒称，人到了三四岁就开始说谎。在大脑发育的这个节点，人们认识到自己有一种多功能的强大工具可用，那就是语言。人们实际上可以用它来颠倒是非并影响事情的结局 。这种说法似乎人天生会说谎？真的是这样吗？聋哑人没有语言，是不是就不表示撒谎呢？也就是说，说谎的相关研究归属于自然科学范畴，目前看来局限于西方心理学范畴，不是中国佛学中的禅学。后者强调心不净才会说谎。而社会科学范畴强调道德意识教育。父母应教育孩子要诚实，不要撒谎，别人的東西不能拿。 2. 我们每个人能不能不说谎？ 金 ·凯瑞主演的《大话王》告诉我们，那是根本不可行的。谁都不得不偶尔说谎。 《金刚经》指出： “须菩提。如来是真语者。实语者。如语者。不诳语者。不异语者。”南怀谨先生指出：这个世界一共有五种语言，佛说法是真实的，不说假话，说的是老实话，实实在在，是什么样子就说什么样子。实语、真语，都容易了解。但什么是如语呢？不可说不可说，闭口不言，其声如雷，这个就是如语。如同实相般若，生命的本来毕竟清净，清净到无言语可说，就是如语，所以佛是如语者。不诳语，是不打诳语，不异语是没有说过两样的话。 《金刚经》指出 “信心清净。即生实相。“须菩提。若菩萨心。住于法而行布施。如人入暗。即无所见。若菩萨心。不住法而行布施。如人有目。日光明照。见种种色。” 佛学告诫人们不说谎，要想不说谎，应信心清净。要不注法而行布施。也就是说，佛学与心理学对说谎的原因剖析是不同的。 3. 有精神疾病就会说谎吗？ 《共情者的生存指南》一书作者、精神病学家 朱迪丝 ·奥洛夫 说： “就同情和共情的根源而言，我认为 病理性说谎源于神经线路上的缺陷 。因为自恋者、反社会者和精神变态者都有所谓的共情缺陷障碍，他们不会像我们那样有同理心。 ”很多人根本不明白 说谎者 为什么撒谎 ？ 他们有一半时 间 或许根本没有意识到自己在说谎，因为他们毫无察觉。关键是他们想掌控别人。 这种说法靠谱吗？编造谎言和骗局的人是有自己目的的，有的人为了骗钱、骗色、骗享受，可以编造身份、编造谎言链条让你相信。以此认为编谎者神经网络有缺陷，是对称性破缺吗？证据在哪里？是假设还是实验结果？尚不得而知。 如果精神病学家说法正确，是否有这种骗术的人，公安机关可以将他们送医院治疗？如果确认有精神疾病，是否可以免罪呢？显然这个问题并不简单。这种讨论缺少深入地研究。笔者前面博文已讨论 ” 視而不见 ” 、疏忽盲等现象，心理学试验说法不能作为法官判案的依据。没有充分根据， ” 视而不见 ” 现象客观存在，这与视意识有关，但视意识不能量化和测量，说谎者可以用这种说法逃脱罪责。 心理学的实验只是证明《金刚经》指出的结论。说明谎言的根源在心不是脑，是心有所注，信心不清净，有杂念、有私心所致。 4. 大脑怎样感知自身不诚实？ 文 指出：“ 美媒称，一篇新发表的论文称，人们如果撒下一些利己的小谎，就有可能更进一步，编造更大的谎言，而且假以时日，大脑似乎会做出调整，去适应这种不诚实。 ” 先不说此结论怎么得出的，研究者也感到此结论谬误。给那些政客、金融家和婚姻出轨者编造谎言，开脱罪责的借口。 伦敦大学学院认知神经学助理教授塔利 ·沙罗特（ Tali Sharot ）说 ：谎言者 起初 以为 是小事，但事情越来越大， 后来 发现自己做了极为恶劣的举动 。 研究者认为 不诚实是难以研究的特质。父母对儿女撒谎，儿女对年长的父母也撒谎。朋友之间有撒谎，夫妻之间也有撒谎，当然谎言有两种：一种叫善意谎言；另一种做错了事，想蒙骗对方。在实验室里，研究人员有时会让受试者撒谎， 学校里老师让学生应付上级检查作假。法庭上也有假证词。 研究者为了研究撒谎，想通过仪器观察撒谎时脑区变化，其结果往往受到受试者的不合理配合以及脑区波动难以解释，只能作一些推测。也就是说脑区变化可能有多种原因，不一定是撒谎导致。 苏黎世大学决策神经科学教授凯瑞斯蒂安 ·拉夫（ Christian Ruff ）指出，在以往的研究中，一直“非常难以描绘故意撒谎 者 的神经变化过程 ”。 尽管如此，也有人认为这种研究是必要的，如果研究结果能重复，能反映撒谎者的行为，能阻止这种不诚实漫延。 笔者思考撒谎者有语言形式 ， 也有文字形式。论文造假用查重能否杜绝抄袭论文？这不那么容易。不能否认道德教育的重要性和社会不良风气的扭转，社会与论的正确导向这些相关问题也应受到重视。 5. 撒谎的孩子记忆力好 ，记忆力好的人一定会撒谎吗？ 文 指出： 外媒称，科学家首次发现有证据表明， 经常 撒谎的青少年的言语工作记忆力较强。研究人员安排了一次测验。他们在卡片背面写上答案，诱惑 114 个六 、 七岁的孩子偷看作弊。 孩子们不知道的是，一个摄像头藏在纸板箱里 ， 他们的一举一动， 研究者 们知道谁 偷 看或没看卡片背面。 研究者是心理学家，会撒谎的孩子在文字记忆力和信息处理能力方面比不会撒谎的孩子强。因此 北佛罗里达大学的研究 者 特蕾西 ·阿洛韦 认为 ： 研究 结果表明，思维过程、具体地讲是 文字记忆力和信息处理能力， 对于像撒谎这样的复杂社交 问题 ，孩子们需要 处理更 多信息，同时 还要 考虑研究人员的 做 法。 应该说这种实验可以测试孩子们的诚实品德，也反映孩子们灵活处事的能力。更多的是教育孩子要诚实守规，决不能以此诱导作弊，反受表扬。 6. 会 说谎的人大脑活动有 什么 特征 ？ 文 指出： 日本京都大学研究人员发现，通过检测大脑的特定活动区域，就能判断出一个人是老实还是爱说谎。 研究人员 利用功能性核磁共振成像检测 30 名年青受试者 的脑活动。这些接受测试者并不知道实验是为了研究与说谎有关的脑机制。 做了以下两项试验： 第一 项 实验是 以奖金为诱饵，观察受试者脑区活动 。研究人员发现，那些 渴望 获得奖金的人，其脑内伏隔核在图像显现前的活动非常活跃。 伏隔核 (nucleus accumbens (NAcc)) 也被称为依伏神经核，是一组波纹体中的 神经元 . 在大脑的奖赏 , 快乐 , 笑 , 成瘾 , 侵犯 , 恐惧 , 以及安慰剂效果等活动中起重要作用。 大脑的每侧半球各有一个 伏隔核 . 它位于尾状核头部、壳核的前部，侧面与透明隔相接 . 伏隔核 与嗅结节组成了腹侧 纹状体 , 也是 基底核 的一部分。 伏隔核可以分作两部分：伏隔核的核与伏隔核的壳 . 两个结构有不同的形态和功能。 第二 项 实验是猜硬币的正反面，猜对了可获得奖金，猜错了则要扣钱。这个实验 设定两种情况： 一是 受 试者需提前 给出 结果，没有说谎机会 ; 二 是 要求 受 试者心里预测，自己报告是否猜中。如果准确率 很 高， 研究者 可以认为有人为了奖金而说谎。这种判断没有数量及概率分析，研究者不能忽略猜错了要扣钱，为了防止扣钱，选择概率推测，这就是说猜中可能性可能大于 50 ％。当然不可能很高。也有可能两种情况都有。因此判断受试者是否撒谎不一定完全准确。 研究人员发现第一 项 实验中伏隔核活动很活跃，但是在第二 项 实验中 却 被证明 没有 说谎。研究人员发现，这样的 受试者 脑内背外侧前额叶区也非常活跃。 背外侧前额叶区的功能解释如下： 已知的前 额叶 功能包括：记忆、判断、分析、思考、操作。从脑前额叶的功能可以看出 , 它对人的思维活动与行为表现有十分突出的作用 , 是与智 力密切相关的重要脑区。 2014 年的一项研究表明，大脑中的 “ 前额叶背外侧皮层 ” 可能是人们 诚实与否的 “ 开关 ” 。一旦这个脑区受损，人们便倾向于因为私利而说谎 。通过对某些前额叶损伤的病例进行的研究表明 ， 前额叶在双语言语产生的词汇通达过程中和双语言语理解的词汇通达过程中也发挥着重要的抑制作用。 背外侧前额叶区被认为是掌控理性判断和行动的区域。研究人员认为，这说明要想抵抗住金钱的诱惑而不说谎，需要这一区域发挥积极作用。 笔者思考这种试验研究，可以说明受试者的思想状态与有的脑区有关，但不能说明这些脑区是怎样运作的。 7. 谎言为何难以识别 文 指出： 纽约的约翰 ·杰伊刑事司法学院的心理学教授玛丽亚·哈特维希说，如果能研究开发出准确识别谎言的方法，那就可以将它们应用于刑事司法、情报收集到金融或商业场合的各种不同的 领域 。 为什么人类不善于识别 自己同类的 谎言呢？人们又如何能够更好地去识别谎言呢？ 美国爱达荷州州立博伊西大学心理学教授查尔斯 ·洪特斯说，社会上存在着错误的看法， 认为某些行为上的蛛丝马迹可以表明说话的人是在说谎。 许多人认为撒谎的人在交谈时往往会避免目光接触，不停地眨眼睛或烦躁不安。洪特斯教授说，实际情况正相反， “擅长撒谎的人认识到，掩饰他们在说谎的最好办法就是看着对方的眼睛说话”。 研究者的说法是否意味着说谎人利用目光探测对方信不信自己的谎言？可是生物学至今仍然认为人体内只有离子通道电流，没有电磁波存在。人眼中有光波进入，它就是电磁波，由于肉眼不可见，无人理会跨学科的麦克斯韦理论，无法沟通学科壁垒。 心理学家想通过对话方式发现撒谎者，似乎不可能。中国有句古话： “知人知面不知心”；《金刚经》云：“过去心不可得，现在心不可得，未来心不可得。” 笔者思考这撒谎和骗术是人的意识问题，是世界性难题，也是多学科难题，不可能很容易解决。上述诸多问题可以说明：撒谎和骗术是与人的感官的感觉形成的信息，记忆存储后，经思考产生意识而反馈，才表现出来，这一切与神经纤维的信息传输有关，而意识到底来自哪里？尚待探讨，尚不能断定来自大脑中枢系统。因为没有证据显示这一功能的存在。 8.罪犯大脑与我们有何不同？ 撒谎和骗术的实施目的应归于名和利。有金钱、美女、权力、名气等多目标，能否在办案过程中对他们大脑进行观测和研究呢？答案是否定。 文 指出： 北京大学神经病学博士葛鉴桥认为，研究贪官的大脑功能或有助发现大脑与腐败行为之间的联系。这是个有趣的课题，对社会也非常重要。但扫描已定罪贪官的大脑仍存在许多技术困难。如果要做对比，研究人员首先需要建立一个 “正常大脑”模型。那么应拿谁来与贪官对比呢？是普通公民，还是其他承受同等工作压力的官员？如果发现受贿行为与大脑相关， 研究人员 就可以研究替代方法来调整人的行为，包括药物或心理治疗。其实这种说法不是难点，比较对象可以研究一个标准模型，给定一些环境条件和健康指标。但能否确定人的贪婪意识与大脑有关 ， 这才是技术上难点。 此外，罪犯的大脑能否作为实验品？中国科学院昆明动物研究所神经科学研究员曹军警告说，任何研究不仅需要受试者同意，也需要政府批准。未经授权，任何科学家都不能扫描狱中的前政府官员大脑。已定罪的贪官也未必愿意帮助研究。虽然人人都讨厌贪官，但他们也是人类一员，未经同意不能探测他们的大脑。 也就是说，此路不通，不能这样研究。 8. 大脑 “关机” 你信吗？ 文 指出： 2005 年，美国斯坦福大学的科学家卡尔·戴塞罗思发明了如何用光来 控制人脑细胞的开与关，他把这项技术称为 “光遗传学 ”。 这样的标题笔者见过不少，癌症开关、大脑开关已见诸报端，遗憾的是癌症治愈率没有提升，植物人没有用脑开关唤醒。当然科学研究是不断探索，这篇文章介绍的方法还是值得关注的。 经过将近十年的研究， 现在 既能激活也能关掉神经元。 戴塞罗思的团队再造了一种光敏蛋白，能比以前更 好 地 “ 开关细胞 ” 。他的研究成果刊载 于美国《科学》周刊。 美国国家精神卫生研究所出资，该所所长托马斯 ·因塞尔表示，经过改良的“关机”键 ， 有助于研究人员更好地了解与行为、思维和情感有关的大脑回路。 其实开关细胞不等于开关大脑，一个复杂非线性动力系统，有的元器件损坏不一定导致整个系统关机。如果没有能量供给真的会导致系统关机。至今没有系统供能的研究，仍然停 留在细胞和基因的层面上。 最新技术是改变光遗传学蛋白中的 10 种氨基酸。因塞尔 认为这种新技术会 带来一个强大的工具 ， 让神经科学家们以毫秒精确度 ， 对任何一个特定回路加以抑制 。 9. 脑结构 能 决定懒人不思进取 吗 ? 文 指出： 美国《神经科学学报》杂志刊登科学家的一项最新研究成果称，大脑中的一些神经通路似乎能够影响一个人是否愿意努力工作赚钱。 人类脑部扫描显示， “积极能干者”和“不思进取者”大脑的三个特殊区域存在差异。愿意努力工作赚取酬劳的人其脑部的两个区域纹状体和大脑正中前额叶皮层会分泌更多的神经传导化学物质 多巴胺 。那些不愿努力工作获得报酬的 “不思进取者” ， 其脑部前脑岛的多巴胺水平较高。前脑岛负责人的情感和风险感知能力。 先前笔者见到近视眼研究中，化学家对近视眼病因分析认为： 学界公认， 经常在户外活动，能提高孩子接收的光照强度，这会促进视网膜产生和释放多巴胺，抵消让眼睛变长的信号 。 ”在德国图宾根大学，一组眼科研究人员首先发现了令人信服的证据。科学家还没有确定这个过程涉及的所有化学信号，但多巴胺显然位列其中，这是一种防止眼睛生长的神经递质。眼睛在光的刺激下能够释放多巴胺，这说明是多巴胺导致了光照具有抑制近视的作用。 如果增加多巴胺成分，能治好近视眼吗？ 另外，帕金森病人缺乏多巴胺。也许还会有类似结论。 不难看出多巴胺的多少与脑部扫描会给出多种因果关系，那种靠谱？ 最近媒体报道 作为世界神经科学界的顶级科学家，从 18 年前开始创办神经所，蒲慕明深感国内科研诚信教育缺失所带来的严重问题。 在 科技部印发《关于进一步加强科研诚信建设的若干意见》，要求严查科研不端行为。伪造、剽窃当属科研不端行为，可在工作量庞大的科研活动中，如何知道自己是否触犯了诚信底线？作为神经所研究生的必修课，这门为期三周的科研诚信课程通过对案例的讨论，让很多学生在科研起步阶段，就在心里筑起牢固的科研诚信防线 ——认清科研诚信“灰色地带”和陷阱， 笔者以为顶级科学家而且是神经科学方面，提出新概念 科研诚信 “灰色地带”和陷阱 。笔者没有找到科学家在大脑中发现谎言的 ” 灰色地带 ” ，也不知道这 ” 陷阱 ” 是来自哪里？既然国内外都有研究，为什么神经所却无研究呢？这种概念不是现在提出，已有五年之久，笔者不解。 这顶级科学家是国家什么部门命名的？ 10. 狗比人聪明 你信吗？ 文 指出： 英媒称，狗害怕吸尘器，还会追着自己的尾巴玩，不过它们或许比你想象的更聪明。一项新研究指出，人类最好的朋友能够察觉一个人是在向它们说谎还是讲真话。 阿尔法机器狗战胜围棋冠军被炒作为机器智慧会超过人类。如今又出现真的狗比人聪明。我不信。狗有特殊功能不假，央视 CCTV 播放的 ” 挑战不可能 ”就有狗的表演，人做不到，狗能做到。一滴血被一大车水箱里的水稀释后，仍能判别。这一功能能说明狗就比人聪明吗？那海底的鱼比人潜水深得多，能说明鱼比人聪明吗？不能。狗能识别说谎话的人，能察言观色，这也很奇怪。 总之，谎言和骗术是人所为，到底是怎么产生的？是脑还是心？应该研究。笔者思考这一问题的求解是很难的，应该从人的意识是怎么产生的？进行深入研究，答案一时很难浮出水面。我们应该遵守科技部颂布的各项规定，做老实人，办老实事，净化自己的心灵，为国为民多做实事和善事。 参考文献 美媒：专家揭秘为何有些人总爱说谎？ 来源： 参考消息网 ,2018-06-12 11:05:02. 研究称圣诞老人谎言损亲子关系 : 父母撒谎更让人失望 ， 来源： 参考消息网 2016-11-25 。 谎话为何越说越多？美媒：大脑会自动适应不诚实 ， 来源： 参考消息网 ， 2016-10-27 。 外媒：研究显示擅长撒谎的孩子记忆力好 ， 来源： 参考消息网 ， 2015-06-22 12:38:52 。 科普：爱说谎的人大脑活动有特征 ， 来源： 新华网 ， 2014-08-07 12:08:00 美媒：谎言为何难以识别 ， 来源： 参考消息网 ， 2013-06-03 17:33 南华早报：贪官的大脑与我们有何不同？ 来源： 参考消息网 ， 2014-07-06 07:55:00 英媒：研究发现脑结构决定懒人不思进取 ， 来源： 参考消息网 ， 2012-05-03 16:48 英媒：美科学家开发出大脑 “关机键” ， 来源： 参考消息网 ， 2014-04-28 09:11 英报：狗可以 “测谎” 分辨哪些人值得信任 ， 来源： 参考消息网 ， 2015-02-24 14:29:00 西报：狗真的会看人脸色 能分辨高兴与愤怒 ， 来源： 参考消息网 ， 2015-02-14 07:34:13 南怀瑾，“金刚经说什么”， -3 版，一上海：复旦大学出版社， 2016.3 。 顾凡及，视而不见，疏忽盲和变化盲，《科学世界》， 2017 年第 1 期 . 视而不见 ，来源：百度百科词条。 https://baike.baidu.com/item/%E8%A7%86%E8%80%8C%E4%B8%8D%E8%A7%81/79544?fr=aladdin 视而不见 与色盲 ---- 汉字“色”的科学性（ 2 ），来源： 科学网 ， 本文来自都世民科 学网 博客。链接地址： http://blog.sciencenet.cn/blog-1339385-1111075.html  “ 伏隔核 的概念 ”， 来源： 百度词条。 花海唯美控 T2 厪   | 发布于 2016-05-3 1 https://zhidao.baidu.com/question/619982406145154692.html 脑前额叶 ， 来源： 百度百科词条。 https://baike.baidu.com/item/%E8%84%91%E5%89%8D%E9%A2%9D%E5%8F%B6/8606734?fr=aladdin 中科院院士蒲慕明：有些科学家会在 “灰色地带”中朝“黑色”方向选择，日积月累就会出现科研不端行为 , 中考助手 , 百家号 06-1222:55 http://baijiahao.baidu.com/s?id=1603078613680732011wfr=spiderfor=pc 孙学军 , 蒲慕明谈灰色地带的科研诚信 , 2013-1-28 16:45| 本文来自孙学军科学网博客。 链接地址： http://blog.sciencenet.cn/blog-41174-657325.html   蒲慕明 , 要防范灰色地带的科学不端行为 , 《中国科学基金》 , 来自 知网 ,2016. 许琦敏 , 中科院院士蒲慕明：有些科学家会在“灰色地带”中朝“黑色”方向选择，日积月累就会出现科研不端行为 , 文汇 06-12. http://app.myzaker.com/news/article.php?pk=5b1fcea477ac646d661b73f1 https://www.whb.cn/zhuzhan/kjwz/20180612/200664.html 黛安娜 ·权 (DianaKwon) ， “多晒太阳 预防近视” , 翻译 侯悠扬 , 《环球科学》 ,2017年第 3 期。 都世民 , 揭开人眼的神秘面纱 （ 2 ） , 来源： 科学网 , 本文来自都世民科学网博客。 链接地址： http://blog.sciencenet.cn/blog-1339385-1056086.html 

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蒲慕明：中国脑计划与中国神经科学的未来 |《国家科学评论》

sciencepress 2018-2-6 16:11

撰文 | 王 玲（NSR 特约撰稿人） 翻译 | 徐 达 责编 | 陈晓雪 ● 　 ● 　 ● 在中国政府即将启动的几个前沿科技项目中，中国脑计划（ 脑科学与类脑科学研究计划） 吸引了公众的许多关注。中科院神经科学研究所所长、脑科学与智能技术卓越创新中心主任、《国家科学评论》执行主编蒲慕明，在中国脑计划中起着运筹帷幄的关键作用。在《国家科学评论》最近的一次采访中，蒲慕明表达了他对中国脑计划的目标与内容，以及神经科学未来发展的一些看法。在他长达40多年的研究生涯中，蒲慕明在神经科学的多个领域中都做出了卓越的贡献。他在采访中回忆并分享了自己的职业生涯以及他在建设中国神经科学研究机构中的经验与想法。 中国脑计划 NSR： 新闻媒体已经报道了中国脑计划即将启动的消息，能给我们介绍一下这个计划吗？ 蒲慕明： 中国脑计划是在全球兴起的大型脑科学计划潮流中，继欧盟的人类脑计划、美国的大脑计划以及日本的脑/思维计划后的又一重要脑计划项目。与其他的脑计划项目相比，中国脑计划在本质上更加广泛，它包括对于认知功能的神经基础进行探索的基础研究，也包括建立脑疾病诊断与干预方法的应用研究，还包括用脑科学来启发计算方法与设备的开发。中国脑计划的目标在于推动我们对大脑基本规律的理解，同时利用神经科学的基础研究成果来满足一些紧迫的社会需求，比如人民脑健康的改善与新技术的发展。 NSR： 其他大型脑科学项目的目标似乎也都类似？中国脑计划有哪些独特之处? 蒲慕明： 尽管所有这些项目都有着类似的长期目标，但中国脑计划有着一些独特的亮点。第一，中国脑计划把脑疾病和脑启发的人工智能 （AI） 放在特别优先的位置，而不是作为在我们更加完整地理解脑之后的长期目标。实际上，神经科学已经可以为这两个领域带来有用的贡献。第二，中国的各种脑疾病人数是世界上最多的，这使得对于脑疾病的预防、早期诊断和早期干预的研究尤其紧迫，同时也为研究提供了最大的数据支撑。第三，现在国际上的神经科学研究团体大多以啮齿类 （小鼠和大鼠） 作为动物模型研究生理条件和病理条件下脑功能的神经机制。这是因为啮齿类研究的实验手段已经高度发展，并且很多神经环路机制可能在啮齿类与人类之间是保守的。然而，现在人们愈加发现要想理解人类的高等认知功能 （如思维和意识） ，以及脑疾病 （特别是精神疾病） ，非人灵长类可能是更合适的实验动物模型。中国有着丰富的猕猴资源，并且在用猕猴建立人类疾病模型的研究上快速发展。这使得中国在研究高级认知功能，如共情、意识和语言，以及脑疾病的病理机制和干预手段方面，可能做出独特的贡献。 ► 蒲慕明，中科院神经科学研究所所长、脑科学与智能技术卓越创新中心主任、《国家科学评论》执行主编。 脑图谱与连接组 NSR： “脑图谱”这一名词经常出现在新闻标题中。什么是脑图谱？ 蒲慕明： 要理解脑是怎样工作的，我们需要三种图谱：一是“细胞类型图谱”，也就是说要鉴定各种细胞 （神经元和胶质细胞） 并确定它们在脑中各个区域的分布，以及每种细胞类型的分子表达模式。通过把不同细胞类型中特异性表达的分子作为标志物，我们就可以绘制第二种图谱——“连接图谱” （也就是所谓的“连接组”） ，连接图谱是表示脑中所有神经元相互之间连接关系的图谱。“连接组”的绘制经常被拿来与对生物体中所有基因进行测序的项目——“基因组”绘制相比较。三是“活动图谱”，它指的是表示脑中与特定状态相联系的所有神经元的放电模式的图谱。只有当“连接组”的信息与“细胞类型图谱”和“活动图谱”的信息相结合，我们才能够充分理解脑功能的神经环路基础。实际上，我认为细胞类型图谱将会先于或同时于连接图谱，在不久的将来完成。 NSR： 似乎已经有新闻报道说“人类脑连接组”已经完成？ 蒲慕明： 我所说的“连接组”是指空间分辨率达到个体神经元水平的脑中神经元之间连接的图谱。这种“介观”或者“微观”层面的连接组能够在最大程度上推动我们对于脑中神经网络的理解。世界上只有少数几个实验室已经开始尝试绘制脊椎动物的此种连接组。 “连接组”这个词也被宽泛地用在人类脑成像领域，这使得新闻媒体以及大众产生了混淆。磁共振成像 （MRI） 通过使用一种称作弥散张量成像 （DTI） 的方法可以提供“宏观层面的连接组”。MRI可以检测质子在神经纤维束中沿不同方向扩散的差异，并由此推断出大型神经纤维束 （包含由多种神经元组成的至少上千条轴突纤维） 的空间分布。但是这种DTI探测方法依赖于分析中所使用的数学模型，而由DTI推断出的神经纤维束与实际神经连接之间的相关性还需要进一步的证明和确认。另一种宏观的连接组常常被称为“功能连接组”，这是一个有些误导的词语。功能连接组实际上是指不同脑区之间电活动的相关性，血氧水平可以作为指标来衡量几秒内神经活动的平均水平。有较强神经活动相关性的脑区被认为在“功能上”连接更加紧密，但事实上，直接或间接的神经连接都可以引发弱相关性的神经活动，而这些弱相关性神经活动也可以反映兴奋性神经元和抑制性神经元的平均活动。 宏观人脑成像的空间分辨率很低，只有毫米量级。它可以用来确定脑的粗糙结构和功能改变，但不能用于理解神经环路的结构和功能。CT、MRI和PET等脑成像方法在临床诊断中发挥重要作用，而对MRI信号与神经环路结构与功能之间联系更加深入的理解，可以帮助我们更好地利用MRI技术。猕猴在解剖上与人类相似，可以帮助我们建立起宏观脑成像数据与介观神经环路数据之间的联系。 NSR： 如果我们得到了一个人的脑神经活动图谱，就能够知道他/她在想什么吗？ 蒲慕明： 脑活动是高度动态化的，并且在执行工作甚至静息状态下都会有持续的变化，因此绘制活体脑中的实时神经活动并理解其含义是极度困难的；现在这件事只在有着透明脑的小型动物，如线虫和斑马鱼幼体中才行得通。但是，理解脑的活动对于我们破译产生各种功能的神经环路的运行规则是至关重要的。“思考”包括了散布在多个脑区的大群神经元的活动。为了理解我在想什么，你需要观察并理解我脑中至少数以百万计的神经元的动态活动模式。我不确定我们能否在可预见的未来中做到这一点。 神经科学的未来 NSR： 我们对脑真正了解多少？ 蒲慕明： 人脑大概是地球上最复杂的物体，它包括至少一千亿个各种类型的神经元，以及由 10 15 个连接构成的复杂神经网络。上个世纪，在从细胞和分子水平上理解神经细胞方面，我们取得了很大的进展，大致理解了在神经系统中携带信息的电信号是怎样由神经元产生和加工的，不同类型的感觉信息是如何编码、如何经过突触由一个神经元传递给另一个神经元的，以及突触是怎样改变其传递效率与结构来“记忆”之前发生的神经活动，也就是过去的经验的。 人们在理解视觉、听觉、嗅觉等感觉信号加工的神经环路机制上也取得了不错的进展，但我们对于复杂功能，如学习、记忆、注意、决策，还知之甚少，更不用说共情、自我意识、思考和语言了。语言是人类特有的能力，我认为对于语言加工背后的神经环路机制的理解是神经科学最重要的目标之一。由脑损伤导致的语言障碍为研究语言的神经机制提供了有价值的线索，但由于我们只能采用非侵入式实验手段来研究人脑，想要对语言进行深入研究是十分困难的。 NSR： 那么“意识”呢？当我意识到我正在进行采访，我的脑中发生了什么？ 蒲慕明： 在我看来，意识只是脑的一种特定状态，是多个脑区电活动的产物。当你考虑你自身以及你与外界的互动时，这种状态就会产生。当我们睡着或接受全身麻醉时，这种状态会暂时消失，而当脑遭受严重损伤后进入植物人状态时，将会不可逆地失去“意识”。意识是可以科学地研究的，法国科学家Stanislas Dehaene等人的开创性研究表明，“意识状态”涉及到许多不直接接受感觉输入的脑区的活动。这与思考等其他高级认知功能是相似的。如果我让你闭上眼思考“国家科学评论”的意义，功能MRI和PET成像会显示你脑中的许多区域是活跃的，包括大脑皮层中的大部分区域。当我们能够清楚知道哪些神经环路参与了意识相关脑状态的产生，以及它们是怎样被激活和调控时，神经科学在理解意识上面的工作将在很大程度上完成。 NSR： 神经科学研究的未来趋势是什么？ 蒲慕明： 上个世纪，神经科学在宏观和微观层面上取得了很大的进展。在宏观层面，我们现在对于哪些脑区参与脑的哪些功能以及它们的协调活动如何产生动物行为有了很清楚的了解。在微观尺度，我们对于神经元是怎样产生、传递和加工神经信号也有了很清楚的了解。但是，在我们的宏观认识和微观认识中间有一条鸿沟：对于脑中由大量神经元形成的复杂神经环路是如何加工神经信息的，我们仍然知之甚少。未来神经科学的重要任务是理解神经环路结构以及它们执行各种脑功能时的活动规律。 NSR： 你认为我们什么时候能解开人脑的所有奥秘？ 蒲慕明： 就像我们探索外部宇宙的奥秘一样，对于“内部宇宙”——我们的脑的探索也几乎是没有止境的。这并非是因为这些奥秘是超自然的，不依赖于脑的物质构造的，而是缘于许多人类行为，如“自由意志”，背后的神经结构的复杂性。这意味着我们所要理解的是一种因人而异的自然现象。一些心理学家认为他们已经对人类的行为了解得很清楚了，不需要去打开脑这个黑箱。但是对和我一样的神经科学家来说，如果不知道这些行为现象是如何由大脑产生，不知道神经环路是怎样产生行为的，那么我们的理解就是不完整的。还原论方法已经在物理和化学领域取得了丰硕的成果，它也同样应当适用于神经科学。 神经科学的最终发展将会远超我们的想象，这是因为我们所拥有的技术，还远远不能以足够高的时间和空间分辨率来观察运转中的活体大脑，更不用说分析与理解大量神经元的活动了。现在神经科学的发展阶段最多相当于19世纪末的物理和化学。关键的概念和技术上的突破还没有出现，这也是使神经科学如此吸引年轻人的原因，这里还有太多等待他们前来探索和解决的问题。 NSR： 神经科学面临的最大挑战是什么？ 蒲慕明： 在接下来的十年中，有两大挑战：一是以单个神经元和神经纤维分辨率来同时观察活体脑中一大群神经元的活动；二是对实验中记录到的，反映特定认知过程中神经元动态活动的极大量数据进行分析和解读。 神经科学与人工智能 NSR： 脑启发的人工智能最近成为了热门话题，你认为神经科学会以什么方式对人工智能产生贡献？ 蒲慕明： 人工智能是一个重要领域，它正推动着许多新技术的产生。人工智能的核心是机器学习，驱动AlphaGo战胜李世石的强大深度神经网络 （DNN） 就属于机器学习的范围。我们现在应用的AI大多被设计用来执行特定任务，而机器学习算法需要大量的数据集和强大的运算能力，才能获得执行图像分类、下棋等任务的能力。相较而言，人脑更擅长处理多任务，快速实现多感觉整合，归纳以及决策，而且只需要非常低的能耗。 NSR： 为什么脑的效率比人工神经网络高这么多？ 蒲慕明： 这是因为脑中神经网络的复杂架构 （连接模式） 是在长时间的学习中塑造的，从我们刚生下来，我们生命中每时每刻的经验都在塑造我们的脑。实际上，利用极大数据集对脑架构进行的研究已经开始，流过神经网络的所有信息都在不停地塑造着脑神经连接，改变着连接强度，也改变着连接的物理结构。而现在的机器学习却只考虑了连接强度的改变。 NSR： AI怎样向脑学习呢？ 蒲慕明： 机器学习网络的架构应该也可以像脑网络一样被学习塑造。此外，机器学习网络还可以借鉴脑中的许多其他特性。这些特性都是在进化中逐渐优化，适用于信息加工的。例如，可以对信号做不同处理 （兴奋性、抑制性，以及它们的不同亚型） 的多种处理单元 （神经元） 的同时存在是很有必要的。单元之间的连接也可以是多样化的，不但可以前馈，也可以有反馈和侧向连接。网络中信息存储的方式也可以是非常高效和通用的：信息就存储在加工信息的连接中，根据信息流的特点可选择短期存储或长期存储；如果没有进一步巩固，这种存储则会衰减。使用脉冲信号与延时传递来编码时间信息也是非常重要的。脉冲神经网络 （SNN） 现在已经被用于机器学习，如果它能吸取脑神经网络中突触的依赖脉冲时序的可塑性 （STDP） 等众多特性，是一种更加自然的网络。 NSR： 很多人认为类脑人工智能是危险的，类人机器人会取代我们的工作甚至会统治和奴役人类。你怎样认为？ 蒲慕明： 现在，很多人不是已经成为高科技的奴隶了吗？我知道有不少人离不开手机，而且无论何时何地都听它指挥。但我不认为AI在本质上是危险的。当然，科技是把双刃剑——核技术既能发电也能毁灭我们。如果我们有信心，相信社会能够建立有效的机制来确保这些技术只被应用于对我们有益的方面，那我们就无需担心AI。从20世纪50年代开始，很多人一直对原子弹的制造心存恐惧，认为人类将会很快经历毁灭性的核灾难。但是我们现在活得挺好，不是吗？我认为答案在于我们是否对人性以及社会的自我调控能力抱有积极态度。 NSR： 你现在是中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心 （CEBSIT） 的主任，这个中心是做什么的呢？ 蒲慕明： 人们已经逐渐认识到，脑科学与脑启发的计算技术有很多可以互相学习的地方。这个中心是中科院2014年建立的首批四个卓越创新中心之一。它是一个跨学科的，多机构组成的中心，旨在通过形成合作的研究团队来加强中科院现有的研究力量，以解决脑科学与包括脑启发的计算方法和设备在内的智能技术上的主要前沿问题。 NSR： 它是一个多实验室组成的联合体吗？它是怎样运作的？ 蒲慕明： 它远远不只是实验室之间的松散联合，CEBSIT要求各实验室将主要研究精力投入到中心的联合项目中来。依据CEBSIT、研究者及其所在研究机构签订的三方协议，研究者所在机构将会支持研究者进行CEBSIT相关的研究活动，而研究者在CEBSIT项目中做出的科学贡献也会被纳入各机构的考评体系。中心还将负责有效地组织和协调团队合作以承担大型国家研究计划，其中就包括中国脑计划。此外，它也是中科院研究机构设置改革的一个探索，中科院希望此类中心可以改善各研究所研究项目的重复性与碎片化现状。 NSR： 脑科学和智能技术是两个分开的学科，两个领域中的研究者能够很好的交流吗？ 蒲慕明： 这确实是一个关键问题。在两个学科中间有着以不同的科研训练、语言以及文化造成的隔阂，但是回顾人工神经网络的历史，几个基本的神经科学概念，如连接权重的改变，Hebb规则，多层结构以及循环连接，都曾为机器学习带来了巨大的活力。我们相信当两个学科的研究者真正在一起工作时，一定会产生新的火花。我们中心就是要努力成为一个可以促成此种交流的研究平台。 “高影响力”论文，创新，与中国科学的未来 NSR： 1984年清华大学生物系复建，你参与其中。1999年中科院神经科学研究所创立，你又是其中的主导者，并担任第一任所长。可以谈一谈过去三十年中，你在中国的工作吗？ 蒲慕明： 在20世纪80年代，中国还没有能力为生物学的基础研究提供足够支持，所以在清华生物系复建时，我们主要目标是建立一个高质量的教学体系。到90年代末，政府开始大规模投资基础研究，那时创建的神经所才能够有足够的资金来进行基础研究，中国的神经科学家才开始在国际舞台上做出高水平贡献。但直到大概10年前，当中国的研究环境逐渐发展，开始吸引越来越多在国外接受过训练的年轻科学家回国发展，神经所才真正开始快速发展。年轻海归的回国热潮使包括神经所在内的中国基础研究机构快速扩张，并且在国际期刊上发表的文章也得到了快速增长。但这种增长是以文章数量而不是质量来进行衡量的，并且只有少数实验室能在自己的领域中处于国际领先地位。这是一个严峻的问题，我们的每个实验室都得到了政府的大量资助，但与科技发达国家相比，具有国际影响力的高水平论文却相当少。 NSR： 研究成果质量和影响力的评价标准是什么？可否依据发表在高影响因子期刊上的论文数量？ 蒲慕明： 论文数量和影响因子确实是基础科学领域中最直接的国际性评价标准。但是我要指出，这个标准存在一系列问题。首先，发表在这些高影响因子期刊上的很多文章实际上并不具有高的影响力。这是因为很多高影响因子期刊趋向于发表热门领域的文章。这些热门领域的开创性文章确实具有高影响力，但这些领域中后期发表的文章，虽然其真正影响力通常较低，却也很容易被大量引用，这些文章又反过来推高了期刊的影响因子。由于全世界的研究机构都过于看重发表在这些期刊上的论文，在这些期刊上发表文章就变得越来越难，为发表而产生的不合理竞争也开始出现。为了使各级考评中的评审者满意，许多年轻科学家都为在高影响因子期刊上发表文章花费了太多精力，也承受着巨大的压力，然而事实上，很多作为评审者的科学家本身，也很难在这些期刊上发表论文。许多有天分的年轻科学家，特别是生命科学领域的年轻科学家，正遭受着“高影响因子期刊”和“研究机构要求”的双重诅咒。 NSR： 有没有替代的方式？怎样不通过发表高影响因子论文而具有影响力？ 蒲慕明： 归根结底，创新的科学成果一定会产生影响力。创新的本质是不循规蹈矩。为了在这些所谓的高影响因子期刊上发表文章，大多数情况下你不仅需要遵守严格的数据采集、分析和解释的标准，而且需要遵循被同行广泛接受的范式与思想。但是，创新的科学常常需要打破领域中的既有范式。我们需要为打破常规的科学思想提供可以蓬勃发展的科研制度与研究氛围。当我们评价科学家时，我们不仅仅要考虑他们在高影响因子期刊上发表了多少论文，还要考虑他们研究的创造性与新颖性。大多数中国研究机构还没有做到这一点。我们的科学共同体仍然太年轻，中国的大部分研究机构缺少进行创新性科学研究的传统。毕竟，中国基础研究得到大力支持的时间其实只有二十年。 NSR： 你指出了中国科学面临的问题。能提出一个具体的分阶段方案来解决这些问题吗？ 蒲慕明： 我还无法给出一个快速的解决方案。如果我们都承认这些问题需要解决，那么我们就应该为解决问题而共同努力。例如，为了打破高级别期刊的“诅咒”，我们可以建立新的出版途径，来发表那些可能不被高影响因子杂志接受的创新性研究成果，并建立新的、重视研究原创性的评价标准。我们现在已经开始在NSR上发表原始研究论文。我们希望NSR发表的研究成果在满足严格科学标准的同时，可以不一定符合领域内的主流范式。其中的一些成果最终将会获得高影响力。 NSR： 你觉得中国科学需要多久才能达到世界一流，与发达国家平分秋色？ 蒲慕明： 在一些科学领域，中国已经能够或者即将能够做到这一点。但对于其他的许多领域，我们还有很长的路要走。但是，考虑到在漫长的人类历史中，中国的发展道路一直不同于西方国家，并且形成了独特的文化和价值观，未来的中国科学也可能会沿着一条与西方国家不同的道路来发展。我以为，未来的中国科学不会止步于“与西方国家平分秋色”。作为世界上人口最多的国家，中国具有悠久的知识传统，随着全球影响力的不断增强，中国科学将可以在世界上具有独一无二的独特影响力。 NSR： 能解释一下“中国科学独特影响力”的来源吗？ 蒲慕明： 这种独特性可以来自很多方面。例如，中国或其他发展中国家可以利用西方科学界不具备的资源，来解决一些西方科学家不会去关注的科学问题。在我所在的神经科学领域，由于我们有非人灵长类 （如猕猴） 的独特资源作为实验动物模型，中国神经科学在破译灵长类 （包括人类） 特有的高级认知功能的神经基础上是独一无二的。中国拥有巨大的脑疾病患病人群，在政府大力支持中国脑计划的前提下，中国科学家将可能建立起对于几种主要脑疾病的有效早期诊断和早期干预方法——这是全世界神经科学家为之努力，但始终没能取得实质性进展的艰巨任务。在其他领域也存在类似机遇，例如，中国的环境科学家可以通过有效地解决发展中国家人口密集城市的污染问题，来为世界做出独特的贡献。 从物理学到神经科学 NSR： 你出身于物理专业，又是怎样成为一名神经科学家的？ 蒲慕明： 我在台湾清华大学学习物理学，后来加入了约翰霍普金斯大学的物理研究生项目，但我一直对生物学感兴趣。1968年，我在詹姆斯·沃森的《双螺旋》刚出版时就读了这本书，并对书中讲述的一个事实十分着迷：一个生物物理学方法，X射线晶体学，解决了生物学中最重要的问题之一——基因复制的机制。在霍普金斯，我足够幸运地进入了杰出生物物理学家Richard Cone的实验室，并在他的指导下完成了我的博士学位论文研究。在那里，我首次完成了对细胞膜蛋白扩散系数的定量测量。我对膜蛋白扩散的兴趣又引领我开启了对神经系统中突触形成过程的研究：研究本应随机扩散的膜蛋白是怎样在突触富集，并执行神经元间信号传递功能的。从生物物理学到神经生物学的转型，在我看来，是顺理成章的。 NSR： 物理背景对你的神经科学研究有什么帮助？ 蒲慕明： 作为一个物理系的学生，我比大多数的生物系学生学了更多的物理和数学。最明显的优势是，我不会被物理方法和数学分析吓倒。在使用电生理方法时，我感到十分自如，而这一方法对于脑内信号加工的研究是至关重要的。另一方面，我的物理背景可能影响了我在神经科学领域中的研究兴趣。面对多样的生命现象，统一的规律更加吸引我。但我不会说这是一个优势，因为生物学的本质就是多样性，而理解这些多样性是怎样产生的是生物学的主要目标之一。 NSR： 你对于神经科学最大的贡献是什么？ 蒲慕明： 在新颖性上，大概是发现了神经营养因子能够增强突触信号传递的效率。在影响力上，我认为是我对于STDP现象的贡献。在1997-1998年，我和同事们精确地划定一个时间窗口，在这个窗口中，突触前和突触后神经元的脉冲可以导致突触传递效率的变化，而这种变化是学习和记忆的细胞基础。我们发现如果突触前的脉冲经常发生于突触后脉冲之前大约20毫秒的时间窗口内，这个突触的效率会增强；而如果突触后脉冲先于突触前脉冲，突触的效率会减弱。现在，STDP被认为是突触储存记忆的最适“学习规则”。这一规则也已经开始被机器学习算法所借鉴。 NSR： 你现在的主要研究兴趣是什么？ 蒲慕明： 我在鼓励并帮助年轻的神经科学研究者使用猴子作为实验模型来理解高级认知功能。同理心、自我意识和语言的神经环路机制是神经科学中很重要的问题，我觉得现在是时候开始研究这些问题了。我现在自己并不做实验，因为我在实验室外还承担着许多职责，但是我会经常和我的同事讨论实验设计、数据分析以及解释。 NSR： 你同时扮演着科学家、教育者和管理者等多种角色。你觉得哪种角色最富挑战性？你最享受的又是哪种角色？ 蒲慕明： 要想做得好，每种角色都是非常有挑战性的。在我的职业生涯中，我也在这三类工作中都获得了很大的乐趣。乐趣常源于有成果，这意味着我在这几种角色中都取得了一些成果。在我的职业生涯中，我绝大多数的时间是在做科学，但我会说这并不完全是由科学的挑战性或我个人对科学的兴趣所驱使的，而是由环境、机会以及我想让自己对于社会更有用的愿望驱动的。我在1976年完成博士后研究，申请的第一份工作是在联合国教科文组织当工作人员，因为我当时认为我的背景适合在这个领域工作，但我没能获得面试机会。后来我在加利福尼亚大学欧文分校找了份教职。我过去以及现在都认为受过科研训练的人除了做研究外，在其他领域也能做出巨大的贡献。例如，我们的社会需要更多的接受过扎实科研训练的管理者和新闻记者。我认为，我们应该训练并鼓励年轻人成为活跃在其他领域中的具备科学素养的从业者，而不限于成为做研究的科学家。 本访谈英文原文2017年3月发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR)，原标题为“Mu-ming Poo: China Brain Project and the future of Chinese neuroscience”。 《国家科学评论》和牛津大学出版社授权 《知识分子》 刊发该文中文翻译。 如需阅读英文版，请 点击文末“阅读原文”，或 点击以下链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwx014 《中国科学》杂志社 Science China Press 公众微信号：scichina1950 扫描识别二维码关注

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开放获取|分子生物、神经科学、药理毒理、心理学期刊推荐

WileyChina 2018-2-5 09:53

Wiley开放获取期刊，诚邀相关领域研究人员下载阅读，并在Wiley发表您的开放获取文章！ Aging Cell 2017年影响因子：6.714 期刊简介： 致力于出版衰老中生物学基本问题的高质量、创新性的研究，内容涵盖老龄学的所有领域，重点关注衰老过程中的机理发现、衰老和年龄相关的疾病的关系，无实质性的机理性观点但在老化过程中有新的发现、具有很高影响力的研究同样会被考虑。包括但不限于：营养反应的信号通路、神经和内分泌系统信号通路、组织相互作用、基因和基因表型调节和完整性、蛋白质平衡、昼夜节律、ROS和线粒体、细胞衰老、干细胞、早衰和影响老化的干预等。 Molecular Systems Biology 2017年影响因子：9.75 期刊简介： 本刊主要侧重于分子成分及其相互作用，同时也包括器官层面的系统研究。最终更好地理解生命系统的动态性和复杂性。内容包括但不限于：综合基因组生物学、定量生物学、计算生物学、代谢和调控网络、基因组和生物网络的进化、临床和转化系统生物学、合成生物学和基因组生物工程等。 Molecular Oncology 2017年影响因子：5.314 期刊简介： 本刊重点介绍基础研究、临床研究和发现驱动的转化性癌症研究的新发现、新方法以及技术发展。致力于推进我们对导致人类肿瘤发展的疾病过程的理解和/或建立对癌症患者的诊断、预后和预防策略具有明确临床意义的新概念。 Journal of Cellular and Molecular Medicine 2017年影响因子：4.499 期刊简介： 主要发表细胞和分子医学各个领域的原创研究和概念的同行评审文章。本刊综合了生理学与细胞医学，以及分子生物学和分子治疗学，主要发表能够加深我们对疾病的细胞和分子机制理解的基础研究和能够将这些知识转化为治疗方法的转化研究。 STEM CELLS Translational Medicine 2017年影响因子：4.0 期刊简介： 本刊致力于干细胞分子和细胞生物学的临床应用研究，通过干细胞研究和临床试验的结合，本刊致力于使临床试验的研究获得更好的实践应用。 Annals of Clinical and Translational Neurology 2017年影响因子：3.901 期刊简介： 本刊用于快速传播与神经病学所有领域相关的高质量研究，在2017JCR报告中为临床神经学一区期刊。本刊主要发表神经系统疾病的机制和治疗、神经病学教育以及其他临床神经科学界感兴趣的主题。 Brain and Behavior 2017年影响因子：2.157 期刊简介： 本期刊将考虑以下领域的经验和理论论文，包括但不限于所有神经疾病和精神障碍的发病机理和治疗，行为和认知科学，神经和胶质细胞生物学，神经外科，神经生理学，神经药理学，神经免疫学，神经病理学，计算神经科学，功能和结构神经影像学，神经遗传学和精神病学遗传学，儿童和青少年精神病学，情感和认知障碍精神病学，流行病学，新兴技术和新研究方法，转移性研究，神经心理学，临床心理学，以及发展、认知和社会心理学。 Microbial Biotechnology 2017年影响因子：3.513 期刊简介： 本刊发表微生物应用方面重大进展的原创研究论文，包括但不限于以下方面的生物技术：绿色化学，初级代谢产物，食品，饮料和补充剂，次级代谢产物和天然产物，药物，诊断学，农业，生物能源，生物采矿，包括石油回收和处理，生物修复，生物聚合物，生物材料，生物纳米技术，生物表面活性剂和生物乳化剂，兼容性溶质和生物保护剂，生物传感器，监测系统，定量微生物风险评估，技术开发，蛋白质工程，功能基因组学，代谢工程，代谢设计，系统分析，建模，工艺工程，生物基分析方法，公共卫生微生物基战略，以影响全球发展的微生物基战略。 MicrobiologyOpen 2017年影响因子：2.747 期刊简介： 本刊旨在为希望在基础和应用微生物学领域发表有趣和高质量著作的作者提供一个传播媒介。MicrobiologyOpen将考虑各种课题的研究论文，例如感染或与微生物相互作用的真核微生物、原核生物（细菌和古细菌）和病毒，包括遗传、生物化学、生物物理、生物信息学和结构分析。 World Psychiatry 2017年影响因子：26.561 期刊简介： 本刊是世界精神病学协会（the World Psychiatric Association）的官方期刊，旨在使用一种可被全世界绝大多数心理健康专业人员接受的语言传播有关心理健康领域真正意义重大的临床、服务和研究发展的资讯。精神病学排名第一的期刊，并且在社会科学引文索引（SSCI）排名第一，是影响最广泛的精神病学期刊。 Japanese Psychological Research 2017年影响因子：0.531 期刊简介： 本刊主要刊登日本心理学会和其他国际领先研究人员的原创性文章，本期刊对问题导向研究的分析，对心理学的所有领域都作出了重大贡献，并提高了日本乃至全世界的心理学家对心理学研究的意识。 Influenza and Other Respiratory Viruses 2017年影响因子：2.677 期刊简介： 本刊是第一本专门研究流感和其他呼吸道病毒的期刊，面向实验室和临床科学家、公共卫生专家以及世界各地广泛参与该领域活动的人士。涵盖以下主题：监控、流行病学、疫苗预防、抗病毒药物预防和治疗、临床研究、公共卫生和流感预防、基础科学研究、动物和人类之间的疾病传播。 Pharmacology Research Perspectives 所属协会：美国药理学与实验治疗学会（ASPET）、英国药理学会（BPS）和Wiley联合出版。 主编： Andrew J. Lawrence（弗洛里神经科学和心理健康研究所） CPT: Pharmacometrics Systems Pharmacology 所属协会：美国临床药理学与治疗学学会（ASCPT） 主编： Piet van der Graaf（荷兰莱顿大学）

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[转载]人类简史（102）

罗非 2017-9-9 09:14

　　仿生的生命 　　现在再来谈第二种可能改变生命法则的新科技：仿生工程。仿生工程结合有机和无机组织，创造出“生化人”(cyborg)，例如为人类装上生化手就是一例。从某种意义上，现代所有人几乎多多少少都是生化人，用各种其他设备来辅助我们的感官和能力，像是眼镜、心脏起搏器、辅具，甚至还包括计算机和手机(这样一来就能减轻一些大脑要储存及处理数据的负担)。但我们正要迈入一个要成为真正生化人的门槛，真正让一些无机组织与身体结合而不再分开，而会改变我们的能力、欲望、个性以及身份认同。 　　美国国防先进研究计划署(Defense Advanced Research Projects Agency)是美国官方的军事研究机构，正在研究仿生昆虫。这里的概念是在苍蝇或蟑螂身上植入电子芯片，让人或机器从远程遥控昆虫的动作，并取得昆虫接收到的外界信息。这样的间谍苍蝇就能潜入敌人总部，停在墙上窃听最机密的谈话，只要别被蜘蛛抓走，就能让我们完全掌握敌人的计划。126在2006年，美国海军水下作战中心(Naval Undersea Warfare Center)也曾提出计划研发仿生鲨鱼，表示“本中心正研发一种鱼用标签，希望通过神经植入物控制宿主动物的行为”。鲨鱼天生就能够侦测到磁场，效果比目前所有人类发明的侦测器都灵敏，因此研发人员希望利用它们的这种能力，侦测到潜艇和水雷形成的电磁场。127 　　智人也正在变成生化人。最新一代的助听器有时也会称为“生化耳”，外侧有一个麦克风，可以吸收外界声音，经过过滤、识别出人声，转化成电波信号，直接传递到中央听觉神经，再传送到大脑中。128 　　德国的“Retina Implant”(视网膜植入)公司取得政府资金，正在开发一种人工视网膜，可能让盲人重获部分视力。它的做法是将一个微芯片植入患者眼中，光感应器吸收进入眼中的光线，将光能转为电能，刺激视网膜上未受损的神经细胞。细胞发出神经冲动刺激大脑，就会转译为视觉影像。目前，这项科技已经让患者能够进行空间定位、读识字母，甚至也能够辨识人脸。129 　　在2001年，美国一位水电工杰西·沙利文因为事故而让双臂从肩膀以下截肢。但今天在芝加哥复健研究中心(Rehabilitation Institute of Chicago)协助下，他能有一双生化手臂。这双新手臂的特殊之处，在于只要用想的就能操纵。杰西的大脑发出神经信号，再由微电脑转译成电子信号命令，就能让手臂移动。所以，杰西想要举起右手的时候，是有意识地进行我们一般人下意识做的动作。虽然这双电子手臂能做的事远远少于正常的人类手臂，但已经让杰西能够处理一些日常生活的简单工作。克劳迪亚·米切尔是一位美国大兵，她最近在一次机车事故中失去了一只手臂，现在也装上了一只类似的生化手。科学家相信，生化手很快不只能够随心所欲运动，还能再发送信号传回大脑，也就是甚至能让截肢病患者恢复触觉!130 　　图28 杰西·沙利文和克劳迪亚·米切尔握手。他们的生化手臂只要用意识就能操纵，十分令人惊奇。 　　目前的生化手臂还远远不及真正的有机手臂，但它们的发展潜力无穷。举例来说，我们可以让生化手臂有着远大于人类手臂的力量，就算拳王在生化手臂前也会像是弱鸡。此外，生化手臂可以每隔几年就更新换代，也能够脱离身体、远距离操作。 　　北卡罗来纳州杜克大学的科学家最近刚证明了这一点，他们在几只恒河猴的大脑里面植入电极，再让电极收集脑中的信号，传送到外部设备。接着，猴子被训练单纯用意识控制外部的生化手脚。有一只叫极光(Aurora)的母猴，不仅学会了如何用意识控制外部的生化手臂，还能同时移动自己的两只手臂。现在它就像是印度教的女神一样，有三条手臂，而且生化手臂还能位于另一个房间甚至另一个城市里。所以，它现在可以坐在北卡罗来纳州的实验室里，一手抓抓背，一手抓抓头，还能有一手在纽约偷根香蕉(只可惜现在还没办法远距离吃香蕉)。另一只叫伊多雅(Idoya)的母猴，则是曾在2008年坐在北卡罗来纳州实验室的椅子上，再用意识控制一双在日本京都的生化腿，让它从此世界知名。那双腿足足有伊多雅体重的20倍重。131 　　闭锁症候群(locked-in syndrome)是一种神经疾病，病患会丧失几乎所有控制身体移动的能力，但认知能力却完全不受影响。罹患这种疾病的病人，最后只能用眼球微小的运动与外界沟通。然而，现在已经有几位病人的脑中植入了收集大脑信号的电极。目前科学家正在努力解译这些信号，希望不只能将信号转为动作，更能转为语言。如果实验成功，闭锁症候群的患者就终于能够直接与外界说话，而且我们甚至可以用这项科技来阅读他人心中的想法。132 　　然而，在所有目前进行的研究当中，最革命性的就是要建构一个直接的大脑–计算机双向接口，让计算机能够读取人脑的电子信号，并且同时输回人脑能够了解的电子信号。如果这种设备成功，再直接将大脑连上网络，或是让几个大脑彼此相连、形成“脑际网络”，情况会如何?如果大脑能够直接存取集体共同的记忆库，对于人类的记忆、意识和身份认同又会有什么影响?举例来说，在这种情况下，生化人就能够取得他人的记忆。就算从来没听说过另一个人，没看过他的自传，也不是靠着想象，但却能够直接记得他的记忆，就像是自己的记忆一样。而且，这里的他人可能是男，也可能是女。像这样的集体记忆概念，对于自我和性别认同又会有什么影响?在这种时候，我们要怎么“认识你自己”?又要怎么知道，哪些才是真正属于你自己的梦想，而不是集体记忆中的愿望? 　　这样的生化人就不再属于人类，甚至也不再属于有机生物，而是完全不同的全新物种。这一切是根本上的改变，其中的哲学、心理或政治影响可能都还不在我们的掌握之中。

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在体成像前沿系列：（二）光学相干断层扫描

flamety 2017-8-6 22:22

摘要 光学相干断层扫描（OCT）是用于高分辨率横截面成像的新兴技术。OCT类似于超声成像，除了它使用光而不是声音。OCT可以 在现场 和实时提供微米级别的组织结构的横截面图像。使用OCT与导管和内窥镜组合可实现器官系统的高分辨率腔内成像。OCT可以作为一种类型的光学活检，并且是用于医学诊断的强大的成像技术，因为与需要去除组织标本的常规组织病理学和用于显微镜检查的处理不同，OCT可以 在现场 和实时 地 提供组织的图像。OCT可用于标准切除活检有害或不可能的情况，以减少与切除活检相关的抽样误差，并指导介入手术。在本文中，我们回顾了OCT技术，并描述了其潜在的生物医学和临床应用。 关键词： 活检，成像，OCT，光学成像，光学相干断层扫描，层析成像 指尖的光学相干断层扫描图像 介绍 光学相干断层扫描（OCT）是一种基本新型的光学成像模式。OCT通过测量反向散射或反射光进行材料和生物系统中的内部微结构的高分辨率，横截面断层成像。OCT图像是表示通过组织的横截面平面中的光学反向散射的二维数据集。的1至15的图像分辨率 μ 米，可以实现幅度比传统超声更高的一到两个数量级。成像可以 在现场 和实时进行。该技术的独特之处在于能够广泛的研究和临床应用。本综述文章概述了OCT技术，其背景及其潜在的生物医学和临床应用。 使用光学相干断层扫描的生物医学成像 OCT的几个特征表明它将是生物医学成像的重要技术。 OCT可以与1至15的轴向分辨率的图像 μ 米，一个数量级比常规超声高两个数量级。该解决方案接近组织病理学，允许建筑形态学和一些细胞特征得到解决。与超声波不同，可以直接通过空气进行成像，而不需要与组织或转导介质直接接触。 可以 在原位 进行成像，而不需要切除标本。这使得能够对其中活检是有害的或不可能的结构进行成像。它还允许更好的覆盖，减少与切除活检相关的抽样误差。 成像可以实时进行，无需象常规的活组织检查和组织病理学那样处理标本。这允许在屏幕上监视病理学并存储在高分辨率视频磁带上。实时成像可实现实时诊断，并将此信息与手术联系起来，可实现手术指导。 OCT是基于光纤的光纤，可以连接到各种各样的仪器，包括导管，内窥镜，腹腔镜和手术探针。这使得身体内的器官系统成像。 最后，OCT是紧凑且便携的，这是临床上可行的设备的重要考虑因素。 视网膜的OCT成像 原理 光学相干断层扫描可以获得透明或者不透明物质的表面以及次表面图像，图像的分辨率与小型显微镜相同。它可以认为是一种类似超声成像的光学技术，通过组织对光线的反射来提供截面图像。与其它成像技术相比，光学相干断层扫描可以提供拥有微米级分辨率的活体组织形态图像，因此，在医学界，它是一种非常具有吸引力的技术。 光学相干断层扫描的主要优点是 对活体组织成像，分辨率可达微米级 对组织形态迅速、直接的成像 不需要制备样品 不需要离子辐射 由于光学相干断层扫描采用了波长很短的光波作为探测手段，它可以达到很高的分辨率。首先将一束光波照在组织上，一小部分光被样品表面反射，然后被收集起来。大部分的光线被样品散射掉了，这些散射光失去了远视的方向信息，因此无法形成图像，只能形成耀斑。散射光形成的耀斑会引起光学散射物质（如生物组织、蜡、特定种类的塑料等等）看起来不透明或者透明，尽管他们并不是强烈吸收光的材料。采用光学相干断层扫描技术，散射光可以被滤除，因此可以消除耀斑的影响。即使仅仅有非常微小的反射光，也可以被采用显微镜的光学相干断层扫描设备检测到并形成图像。 光学相干是滤除散射光的物理机制。反射光可以作为相干光，而由于散射光散射的位置不同，造成光路长度的差异，再加上光源的相干长度极短，使得散射光失去了相干的性质。在光学相干断层扫描设备中，光学干涉仪被用来检测相干光。从原理上说，干涉仪可以将散射光从反射光中滤除，以得到生成图像的信号。在信号处理过程中，可以得到从某一次表面反射的反射光深度和强度。三维图像可以通过类似声纳和雷达的扫描来构建。 在已经引入医学研究的无创三维成像技术中，光学相干断层扫描技术与超声成像都采用了回波处理技术，因此他们的原理相似。其他的医学成像技术如计算机断层扫描、核磁共振成像以及正电子发射断层扫描都没有利用回声定位的原理。 光学相干断层扫描的局限性是仅能扫描生物组织表面下1-2毫米的深度。这是由于深度越大，光线无散射的射出表面的比例就越小，以至于无法检测到。但是在检测过程中不需要样品制备过程，成像过程也不需要接触被成像的组织。更重要的是，设备产生的激光是对人眼安全的近红外线，因此几乎不会对组织造成伤害。 全场相干断层扫描的光学设备。主要结构的名称：超辐射发光二极管（SLD），凸透镜（L1），50/50分光器（BS），照相机物镜（CO），CMOS-DSP照相机（CAM），参考平面（REF）和样品（SMP）。照相机的功能是一个二维探测器阵列。当该设备对深度扫描的时候，可以以无损的方式重建样品的三维图像。 OCT使用光学反向散射或后向反射的测量成像组织的内部横截面微结构，1991年首次证明 。进行OCT成像 在体外 在人的视网膜上，并在动脉粥样硬化斑块在透明，弱散射介质和不透明的，高散射介质成像的例子。OCT最初被用于眼睛中的成像，并且到目前为止，OCT对眼科具有最大的临床影响。1993年证实了人体视盘和黄斑的第一个 体内 断层图像 。OCT使非接触式， 非侵入性前眼成像以及包括中央凹和视盘的人视网膜形态特征的成像 。我们与新英格兰眼科中心合作，迄今检查了超过10,000名患者。该技术转移到工业，并于1996年（Humphrey Systems，Dublin，CA）商业用于眼科诊断。过去几年，许多团体进行了大量的临床研究。 虽然OCT成像提供了评估任何数量的视网膜病症的独特视角，但临床医生应该意识到扫描和分析不是没有错。 不良的眼部介质，患者依从性，甚至扫视运动都可以引入可以伪装成病理学的图像伪像。 更为麻烦的是偶尔的软件算法失败或由不熟练的运算符不适用某些分析算法。 某些图像伪影和分析误差可以通过特征图案来识别; 然而，有些情况可能需要检查原始扫描数据以确定不一致结果的性质。 最近，OCT技术的进步使得可以对非透明组织进行成像，从而使OCT能够应用于广泛的医学专业 。成像深度受到组织散射和吸收的光学衰减的限制。然而，在大多数组织中可以实现高达2至3mm深的成像。这与通常通过常规活检和组织学成像的规模相同。虽然成像深度不如超声波那样深，OCT的分辨率比标准临床超声波的精度要高出10到100倍。OCT已被应用于 体外 图像动脉病理学，可以区分斑块形态 。 还在体外 进行影像学研究以研究皮肤病学，胃肠病学，泌尿科，妇科，手术，神经外科和风湿病学中的应用 。OCT也已经 在体内 应用于图像开发生物标本{ 非洲爪蟾，蛙属 和 狒狒 和 狒狒 和胚胎] 。对于发育生物学中的应用，OCT是有意义的，因为它可以重复成像发育形态，而不需要牺牲标本。 OCT也已经在体内 应用于图像开发生物标本{ 非洲爪蟾，蛙属 和 狒狒 和 狒狒 和胚胎] 。对于发育生物学中的应用，OCT是有意义的，因为它可以重复成像发育形态，而不需要牺牲标本。 OCT也已经在体内 应用于图像开发生物标本{ 非洲爪蟾，蛙属 和 狒狒 和 狒狒 和胚胎] 。对于发育生物学中的应用，OCT是有意义的，因为它可以重复成像发育形态，而不需要牺牲标本。 通过对不同横向位置处的光的回波时间延迟进行测量来构造横截面图像。 结果是二维数据集，其表示组织的横截面中的后向散射。 该数据可以显示为灰度或假彩色图像。 OCT技术已经有了许多发展。已经以每秒几帧的采集速率来证明高速实时OCT成像 。已经使用新颖的激光光源证明了高分辨率和超高分辨率OCT成像，并且已经实现了高达1 微米的 轴向分辨率 。最近在发育生物学标本中证明了细胞水平的OCT成像 。OCT已经与允许内部身体成像的导管，内窥镜和腹腔镜接口 。导管和内窥镜OCT成像的胃肠道，肺，并且在动物模型中已经 在体内证明了 尿道以及动脉成像 。已经报道了人类受试者的初步内镜OCT研究 。许多研究小组目前正在进行初步临床研究。 一般来说，有三种类型的临床情况，我们认为OCT可能具有重要的应用：1）传统的切除活检是有害的或不可能的，2）由于抽样误差，传统的活检具有不可接受的高假阴性率，3 ）用于外科介入手术的指导。在本手稿中，我们回顾了OCT技术的基本概念，并讨论了生物医学研究和临床医学的潜在应用。 细胞级OCT成像 高分辨率OCT的发展也是积极研究的重要领域。提高细胞和亚细胞水平的分辨率对于早期肿瘤的诊断对于其他应用来说是重要的。如前所述，OCT的轴向分辨率由用于成像的光源的相干长度决定。OCT成像的光源应具有短的相干长度或宽带宽，但也必须具有单个空间模式，以便它们可以与干涉测量结合使用。另外，由于信号噪声取决于入射功率，平均功率为几毫瓦的光源通常是实现实时成像所必需的。 高分辨率OCT成像已 在体内 在发育生物学标本中得到证实 。图16示出了高分辨率OCT图像的一例的 非洲爪蟾 （非洲蛙）蝌蚪。用于成像的低相干光源是短脉冲Ti：Al 2 O 3 激光器，其产生〜5fsec的脉冲持续时间，对应于〜2个光学周期。激光器工作在800nm左右，带宽为〜300nm。已经实现了自由空间中1.5 微米 或样品中〜1 微米的 轴向分辨率。通过光束的聚焦光点尺寸测量的横向分辨率为3 微米 ，而轴向分辨率通过单个反射的轴向点扩散函数的宽度来测量 。高横向分辨率导致景深减小。然而，通过使用类似于超声波中的C模式扫描的技术可以克服景深限制。可以采用不同的焦点位置获取一系列图像，并将其融合到具有增强的焦点区域的单个图像中。 Xevis（非洲青蛙）t ole的超高分辨率OCT图像在体内。 分辨率为1μm轴向，3μm横向。 通过将不同焦点位置的多个图像（类似于C模式超声）融合来构建图像，以克服与精细横向分辨率相关的景深限制。 细胞膜和个体细胞核是可见的。 图16 显示存在多个细胞核和细胞膜。OCT图像中看似宽的细胞膜实际上由膜和细胞外基质组成。OCT图像显示具有不同大小和核 - 细胞质比例的细胞以及经历有丝分裂的细胞。在发育生物学中，影像细胞和亚细胞结构的能力可用于研究发育过程中发生的有丝分裂活性和细胞迁移。将这些结果延伸到人类细胞具有重要意义，但由于分化的人类细胞比发育中的细胞更小，所以具有挑战性。解决方案和技术的其他改进对于实现这一目标是必要的。在眼科中， 改善分辨率应允许对视网膜特征如视网膜厚度和视网膜神经纤维层厚度进行更精确的形态测量测量，这与黄斑水肿和青光眼的检测和筛选相关。高分辨率成像还应改善OCT早期肿瘤变化的诊断。 标准OCT图像分辨率足以在10至15的图像建筑形态μ 米规模，并能识别多种类型的早期瘤形成的改变。然而，用细胞水平分辨率进行成像的能力不仅应该增强可以成像的病理谱，而且可以提高敏感性和特异性。用于超高分辨率OCT成像的当前光源基于短脉冲激光器，并且由于其复杂性和费用而在临床上不可行。 讨论 OCT不太可能代替切除活检和组织学。然而，从筛查和诊断肿瘤的角度来看，我们预计OCT可用于指导标准切除活检以减少抽样误差和假阴性结果。这可以提高活检的准确性，并减少活检的次数，从而节省成本。在进行更广泛的临床研究之后，在某些情况下可能最终可能使用OCT来直接诊断或评估早期肿瘤变化。这个应用将更具挑战性，因为它意味着在OCT基础上进行诊断，而不是常规病理学，只有在有限的临床情况下才可能。如果这些应用程序成功，这将使得OCT诊断信息能够立即与治疗决定相结合，并且可能会发现OCT可用于实时手术指导的情况。诊断和治疗的整合可以改善结果，减少病人访问次数，降低医疗成本。 这些应用场景中的每一个需要在图像组织病理学的能力方面具有不同的性能水平。更重要的是，在给定的临床情况下，有必要在临床试验中证明足够的灵敏度和特异性水平。一般来说，目前的OCT技术可用于解决从建筑形态或腺体组织（ 10〜15μm ）的几个尺度尺度的形态学特征。随着OCT技术的改进，分辨率接近细胞水平（ 1〜10μm ）。组织对比，区分形态和图像质量的能力高度依赖于成像的具体结构。 频率范围 对比度来源 穿透深度 轴向分辨率 侧向分辨率 成像速度 Hz mm μm μm Mvx/s 光声显微镜 50 M 光吸收 3 15 45 0.5 光声断层扫描成像 5 M 光吸收 50 700 700 0.5 共聚焦显微镜 荧光、光散射 0.2 3-20 0.3-3 10-100 双光子显微镜 荧光 0.5-1.0 1-10 0.3-3 10-100 光学相干断层扫描 50 T 光散射 1-2 0.5-10 1-10 20-4.000 扫描激光声学显微镜 300 M 超声波散射 1-2 20 20 10 声学显微镜 50 M 超声波散射 20 20-100 80-160 0.1 超声造影 5 M 超声波散射 60 300 300 1 不同成像手段间成像原理与技术指标的比较， 红色为本文所介绍 更多技术讯息请访问： nanobci.com 主要参考及翻译： 1. Fujimoto JG, Pitris C, Boppart SA, Brezinski ME. Optical Coherence Tomography: An Emerging Technology for Biomedical Imaging and Optical Biopsy. Neoplasia (New York, NY) . 2000;2(1-2):9-25. 2. 维基百科词条：光学相干断层扫描 3. http://www.opsweb.org/?page=RetinalOCT 纳米脑 公众号 神经工程、脑机接口领域最新动态 在体电生理、成像技术及纳米技术的结合 长按二维码关注我们。 英文版： nanobci.com

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《中国科学: 生命科学》英文版发表张旭院士文章

sciencepress 2017-6-22 16:31

为集中反映中国科学院新当选院士的学术经历和主要学术成就 ， 《中国科学 : 生命科学》英文版 ( SCIENCE CHINA Life Sciences ) 自 2016 年起开设 “ From CAS Members ” 专栏（“新院士专栏”） 。 自创立以来 ， 该专栏相继出版了 2015 年新当选院士中国科学院遗传与发育生物学研究所 曹晓风 、中国科学院生物物理研究所 阎锡蕴 、中国科学院动物研究所 周琪 、中国海洋大学 宋微波 、华中科技大学同济医学院附属同济医院 陈孝平 和清华大学 李蓬 、同济大学医学院 陈义汉 院士 的文章。 2017 年6月15日，专栏在线发表中科院神经科学研究所 张旭 院 士题为 “ Presynaptic inhibition of nociceptive neurotransmission by somatosensory neuron-secreted suppressors ” 的文章 。 在这篇文章 中， 张旭 院士和文章第一作者 李开诚 博士介绍了背根神经节细胞中相对特异性分泌蛋白 FSTL ， BNP 和 activin C 的功能和分子作用机制 。 其中 FSTL1 通过作用在突触前膜上的钠钾 ATP 酶的 a 1 亚基上抑制神经元的兴奋性，从而抑制突触传递，在行为上表现为抑制基本痛阈反应和神经损伤后的机械性痛敏的传递； BNP 则通过抑制细胞上 PKG 酶的活性、 activin C 通过抑制细胞上 ERK 酶的活性从而抑制神经元的兴奋性，进而抑制突触传递，在行为上表现为抑制炎性痛敏信息的传递。 张旭 院士长期从事 神经系统疾病的分子细胞生物学机理 研究， 在 慢性痛和智力障碍等感觉与认知功能研究中取得了系统性原创成果 ， 产生了重要影响 。发表论文 115 篇，论文被他人引用 5 千余次，参编疼痛学经典教科书《 Textbook of Pain 》等专著。 担任英国皇家学会 Philosophical Transactions of the Royal Society B ， Science China Life Sciences 等 学术 期刊的编委 ，担任国际疼痛研究协会第九届研讨会和第四届亚洲疼痛会议主席，应邀在第九届国际脑研究组织世界大会等学术会议作大会报告和专题报告 60 余次， 为中国神经科学赢得国际声誉做出了重要贡献 。 ❖ 张旭院士1985年于第四军医大学获医学学士学位；1994年于瑞典卡罗琳斯卡医学院神经科学系获博士学位。1999年12月至今在中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所任研究员、感觉系统研究组组长。2015年当选为中国科学院院士。2010年至今，任中国科学院上海分院副院长，兼任中国科学院上海交叉学科研究中心主任和中国科学院上海临床研究中心主任。兼任中国神经科学学会副理事长等职。曾获何梁何利基金科学与技术进步奖——医学药学奖、礼莱科研成就奖、上海市自然科学牡丹奖、中国青年科技奖、中国人民解放军科学技术进步一等奖等。 点击左下角可读张旭院士“新院士专栏”文章 ↙ http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCLS/doi/10.1007/s11427-017-9061-y?slug=full%20text 《中国科学》杂志社微信公众号 关注请加： scichina1950 / 中国科学杂志社 或扫描识别二维码：

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帕金森病新疗法：猪脑细胞移植修复人类神经细胞

热度 4 SciLondon 2017-6-14 10:16

把猪脑细胞移植到人类大脑中去，这主意听上去怎么样？ 尽管形容一个人“猪脑子”看上去有点骂人的意思，但这并非异想天开。位于新西兰奥克兰的Living Cell Technologies，一家生物技术公司目前在开发一种新技术，旨在通过猪脉络丛细胞移植来治疗帕金森等神经系统疾病。 帕金森病会导致病人震颤和移动困难，而且该病通常会随着时间的推移而变得更糟，目前在医学领域很难逆转帕金森病的进展。 帕金森病主要是由多巴胺逐渐丧失引起的，这种多巴胺的功能是协助人类控制自身运动。尽管替代多巴胺抑制帕金森病的药物已经被使用了多年，但从这些年的结果来看，它们的功效并不十分理想。 这项新技术——猪脑细胞移植，尽管仍处于早期测试阶段， 但就目前四个案例的初步结果来看，一切进展都非常顺利，4位病人的症状在术后18个月均有改善。 这种新型的脑结构有助于通过释放生长因子和信号分子的混合物来保持神经细胞健康。他们对这些病人进行了猪脑脉络丛神经细胞移植，这些细胞制成的化合物会滋养患者大脑中剩余的多巴胺生成细胞，尽量维持多巴胺的分泌，减缓帕金森病的进展。 目前该方法已经成功治愈了患有帕金森病的大鼠。 Living Cell Technologies的Ken Taylor说：“ 这就像是在大脑中投入一个小型的神经化学工厂来促进新的神经细胞生长和修复。 ” 该技术将猪脑细胞置于由海藻制成的海藻酸盐的多孔涂层内，并允许生长因子移动到周围的脑组织中，但要阻止患者的免疫细胞对猪脑细胞进行攻击。 这种方法目前也将猪胰腺细胞植入糖尿病患者体内来治疗糖尿病。 这些“ 神经细胞修复工厂 ”被置于约半毫米宽的藻酸盐胶囊内，每个胶囊含有大约一千个猪脑细胞。在第一次小型试验中，曾有四人选择将在大脑一侧放入40粒胶囊。 就在上个月，该研究团队进行了一个样本数为18个病人的安慰剂对照试验。以199分的症状严重程度来衡量，实验组的平均得分为14分，测量的主要内容是病人经过治疗后是否可以行走和自己切割食物。英国布里斯托大学的史蒂文·吉尔（Steven Gill）表示，这个结果有可能是安慰剂效应导致，因为神经细胞不会如此快速的重新生长，所以病人不会于术后恢复的如此迅速。 Gill还表示， 以前的数据表明帕金森病似乎对安慰剂效应特别敏感 。此外，他认为该项实验中接受治疗的人们的病症得到如此迅速的改善，是因为他们最初夸大了症状的严重程度，来获得参与新型治疗方式的席位。 但不可否认的是，这四人症状的改善已经保持超过了18个月。而一般情况下，患有这种疾病的人每年都会继续恶化。 该研究团队在这项连续实验中，做出了进一步的研究。在新的研究里，人们在脑袋里放了多达120个胶囊进行治疗。剑桥大学的罗杰·巴克（Roger Barker）先生曾担任该公司的科学顾问，尽管他没有直接参与这项试验，他说：“这个新策略十分有价值，但其问题是与其他细胞疗法相比如何拥有更强的竞争力。” 目前世界范围内有多个研究团队针对帕金森病开发了新的细胞疗法，例如使用流产胎儿中的多巴胺来制造脑细胞的植入物，但这种疗法可能会涉及道德伦理问题，并且所需的组织很难获得。还有一种将成体干细胞转化为能够产生多巴胺的细胞的疗法。这种疗法如果可以使用患者的皮肤细胞等进行，就能够排除植入物免疫排斥的风险。 此外，阿尔茨海默氏症和亨廷顿舞蹈也是由于神经细胞死亡所引起的疾病。由于猪脑脉络丛细胞能够释放不同生长因子的混合物，因此可能有助于治疗涉及神经细胞损伤的其他疾病。 新疗法目前面临的一个潜在风险是，在猪DNA内休眠的病毒，如猪内源性逆转录病毒，在移植到人体内后，可能会跨越人群发展为新的疾病。 但是，迄今为止，已经接受过猪胰岛细胞用于糖尿病治疗的患者尚未出现该情况。此外，也有研究团队正在尝试使用基因编辑技术CRISPR从猪基因组中消除这些病毒。 （ 未止科技 原创，原文： 猪脑细胞移植 ） 参考资料： https://www.newscientist.com/article/2133959-pig-brain-cells-implanted-into-brains-of-people-with-parkinsons

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luzheny 2017-5-1 13:57

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luzheny 2017-4-29 22:23

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luzheny 2017-4-29 18:51

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luzheny 2017-4-29 18:07

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luzheny 2017-4-29 17:45

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luzheny 2017-4-29 02:08

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孤独之谜：我们为何畏惧孤独？它是什么？从哪里来？

热度 5 SciLondon 2016-8-31 18:05

（ London-science.com 原创，网页转载请附带原文链接： http://www.london-science.com/archives/1470 ，微信转载请联系我们） 尽管充满了丑恶，欺诈和欲望，我们还是想要尽力融入这个社会；尽管不被人理解，被排斥，被嘲弄，我们还是想要拼命地进入某些圈子。虚拟也好，现实也好，我们都在寻求群体的庇护-你有没有想过，我们为何如此惧怕孤独？ 孤独之谜 孤独带来的副作用，远远不止心理上的效应，它能改变大脑的生理过程，从而彻底摧毁一个人。即使是最孤傲的人，也无法承受真正意义上的孤独。早在五十年前，两位勇敢的探险家就亲身做过一个关于孤独的实验：他们在黑暗的、与世隔绝的洞穴中分别生活了88天和126天。当他们走出洞穴时，几乎已经到了崩溃的边缘：他们彻底失去了时间的意识，睡眠周期延长到了30个小时，精神状态也十分不稳定。根据一位探险家的描述，一向十分讨厌老鼠的他，竟然在洞穴中饲养了一只老鼠作为宠物【1】。一项2008年的研究，招募了6位志愿者参与关于孤独的实验-他们被分别锁在黑暗和封闭的小屋中48小时。根据这些志愿者事后的描述，他们在这个过程中已经陷入了神志不清的状态，做出了许多疯狂的行为，甚至出现了强烈的幻觉【2】。有的研究甚至表明， 长期陷入孤独状态的群居动物，如老鼠，猩猩等，将承受更多健康问题，寿命会更短-它们的死亡风险会上升30%。 在孤独中进化 人类为什么会存在这种“负作用”的特征？难道是因为我们自古以来就适应了集体生活，从而无法独自生存吗？事实上，在多年以前，来自美国芝加哥大学的认知神经科学家John Cacioppo就提出了一个理论： 我们大脑中的孤独感，恰恰是人类进化的动力 【3】。 孤独带来的心理和生理折磨，驱使我们寻找同伴，形成社群。这种行为，使人类产生了分工协作的社会结构。从这个角度来看，孤独感能够在进化过程中得到保留，是因为它对于动物的进化是有益的-孤独感如同饥饿，口渴和疼痛一样，是一种负面的状态，这将迫使动物寻找解决方案，提高它们的长期生存几率。 人类作为一种社会动物，逐渐在进化的过程中与其它动物区别开来，最终站到了食物链的顶端-社群为我们提供了援助，保护，同时让人类的心智得以形成和留存。Cacioppo曾说过：“人类的力量在于，我们能够互相交流并且共同工作。” Cacioppo的理论有点细思极恐：人类的社会结构，并不是与生俱来的，而是在孤独感的威胁下形成的-它奠定了人类在物种进化上的地位，也成就了人类辉煌的文明。 换句话说，如果人类不曾畏惧过孤独，那么今天的文明社会就不会形成；如果这种孤独感在今天烟消云散，那么我们的社会必然会走向分崩离析。 高级动物的行为，都是由大脑的生理活动所决定的。因此，如果这个理论是正确的，我们的大脑中必然存在一个先天性的生物学过程-或许是化学物质的分泌，或许是细胞信号的传递。这种运转机理会给予大脑信号，使处于隔离状态的动物感觉不适。反之，一旦它们与同类接触，这种不适症状就会得到缓解。 然而，大脑一直被称为“人类最后的技术堡垒”，攻克这座堡垒的战役十分艰辛，许多针对大脑的研究都得不到突破。关于Cacioppo的理论，科学家们也迟迟无法从大脑活动中找到证据支持。 解开谜团 2012年的一天，伦敦帝国理工学院的博士生Gillian Matthews正在研究可卡因对老鼠大脑的影响。她像往常一样，为小白鼠们注射了可卡因药物，然后把它们每只单独放在笼子里，然后在第二天检查某些大脑神经元的变化。同时，她还准备了一个阴性对照组-小白鼠被注射了生理盐水，而不是可卡因。24个小时之后，她开始检查小白鼠的脑细胞变化：根据她的预计，可卡因将会增强神经元之间的联系，从而解释可卡因为何能够让人上瘾。然而，实际结果令她大吃一惊：不论是实验组还是对照组，这些小白鼠的脑神经元都发生了同样的变化。不论是否受到可卡因的刺激，连接到某种神经细胞上的神经纤维生长的更加粗壮。她完全无法解释这样的结果：“这绝对是一个错误。” 随后，Matthews仔细检查了各个实验步骤，甚至更换了实验条件，却并没有发现任何导致“错误”的因素。最终，Matthews和她的同事Kay Tye意识到，这种现象的背后，可能隐藏着一个惊人的秘密： 导致脑细胞发生变化的，不是药物，而是24小时隔离状态导致的“孤独感”-这些正在忍受孤独的神经元，发生了巨大的变化。 Gillian Matthews（右）和她的同事Kay Tye（左）。 老鼠，如同人一样，也是一种比较高级的社会动物，偏好群居。之前的研究表明，如果将一只老鼠与同伴分离，单独关在笼子中一段时间后，当它被放回同伴之中时，它会花费更多的时间与同伴互动，关系更加亲密。它与我们一样，都畏惧孤独【4】。 Matthews发现，这些产生变化的脑细胞，都会释放出多巴胺-一种产生愉悦信号的化学物质。当我们进食，发生性行为或者注射毒品时，大脑中的多巴胺就会飙升。同时，新的研究表明，多巴胺不仅仅能够给我们带来愉悦感，同时也是我们欲望的来源：它能够驱使我们去寻找自己想要的东西。多巴胺神经元，主要分布在脑干上的中缝背核（dorsal raphe nucleus，DRN）-它被证明与抑郁相关。DRN中，有25%的细胞是多巴胺分泌者。 研究DRN中的细胞，在历史上都是十分困难的，它们的性质至今还没有一个清楚的结论。Matthews决定另辟蹊径，开始探索DRN和孤独感的关系。 随后，她来到麻省理工学院从事博士后工作，采取了一种十分特殊的研究手段。首先，研究人员们通过基因工程，使这些多巴胺分泌细胞能够对光线产生反应-不同的波长刺激下，细胞能够产生相应的变化-这也被称之为“光遗传学技术（optogenetics）”。借助这种技术，他们可以利用光线，控制这些细胞：刺激他们，或者是抑制他们。 研究结果发现，刺激这些DRN中的多巴胺细胞，会令老鼠们感觉不适，并会主动地回避这种刺激-就像他们回避生理疼痛一样。另外，这些老鼠会在行为上表现出“孤独”的症状，就如同被长期隔离一样。 一系列实验结果表明，位于DRN中的多巴胺分泌细胞，实际上是动物们”孤独感“的来源。Matthews成功地解开了这个谜团，她的突破性研究也在今年初被刊登在Cell上 【5】。 图为DRN中的多巴胺分泌细胞，这张图揭示了在孤独“状态下，小鼠大脑神经元的形态。这是人类历史上首次观测到“孤独”的本质（图片来源：Gillian Matthews） 经历了整整10年，“孤独进化论”的证据终于被找到了，通向大脑之谜的一把钥匙又被人类收入囊中。Cacioppo在接受媒体采访时表示，当自己得知这个消息时，激动的“差点晕过去”。 孤独的社会 孤独不仅体现在你的大脑中，它还根植于你的基因里。事实证明，我们对于孤独的敏感性是可遗传的，就如同身高和肤色一样。 研究表明，约有50%的人，“孤独感”程度与他们的基因有关。 从经典的进化理论上来看，这是一种有益的基因-如果它是有害的，不利于种群生存的，在漫长的进化过程中必然会被抹去。这也从侧面印证了Cacioppo的理论。 实际上，我们真正从基因里继承的，并不是这种实质的“孤独感”，而是对于“孤独感”的承受能力，以及“孤独”的敏感程度。举例来说，有人一天不参加聚会就浑身难受，而有些人却可以在家里看书玩游戏，宅上一个月。由基因控制的DRN中多巴胺分泌，恰恰是这种多样性的根本原因。 Matthews这这项研究中，还有了一些有趣的发现：那些“社会地位”较高的老鼠，更容易受到DRN刺激带来的影响。当这些老鼠受到刺激之后，会更加拼命地寻找同伴和群体的庇护。换句话说，地位越高，就越害怕孤独。然而，那些地位较低的老鼠，却对这种刺激比较麻木，甚至是无动于衷-某种意义上来说它们不仅无惧孤独，反而享受孤独。因为独处使他们得以逃过同伴们的欺凌。 同时，Matthews还推断， 动物们所拥有的社会连接关系，并一定是它们真正想要的连接关系-这完全取决于它们的DRN中多巴胺细胞的活跃程度。一些动物（也包括人）需要“孤独感”而另一些不需要，而那些认为“社会连接关系”更有价值的动物，会受到“孤独感”更显著的影响 。我们可以这样来理解：社会地位，将会带给动物更多“好处”，也就是行为学上的“奖赏”-这恰恰是基于“社会连接关系“的。失去这些关系，也就是孤独的状态，就会让动物们失去“奖赏”。这就如同条件反射一般，大脑的神经元会产生一个反馈回路，支配动物的行为。 这项实验，还有一个悬而未决的问题： 是先天的大脑神经元决定了社会地位，还是社会地位改变了大脑神经元？换句话说，一些人是不是生来就是领袖？一个社会底层的人登上高位，他的大脑会不会发生变化？ Matthews和她的同事已经开始着手研究这个问题了。另一方面，他们还在探索控制”孤独感“的基因。 从基因到大脑，再到人类社会，“孤独”的影响是十分深远的，其中的关系也十分复杂，这项研究仅仅是揭开了冰山一角。然而，我们却可以从这个发现中，瞥到了人类悲剧式的命运：一方面我们不得不承受孤独带来的痛苦，另一方面我们却要依赖它来获得种群进化上的优势；它成就了伟大的人类文明，也让我们的心灵陷入了无法挣脱的枷锁。 小编不禁想起了著名的文学家博尔赫斯：经过大半生的颠沛流离，他终于获得了诺贝尔奖，并在耄耋之年当上了梦寐以求的图书馆长。然而，这时候的他已经双目失明了。他无奈的感叹道：“ 上帝同时赐予了我书籍和黑暗，这真是绝妙的讽刺 。” 或许，这种矛盾，正是人类的特别之处，也是伟大之处。 参考资料： https://www.quantamagazine.org/20160510-loneliness-center-in-the-brain/ 【1】 http://thescienceexplorer.com/brain-and-body/isolation-dark-drives-humans-brink-insanity-studies-find 【2】 http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-509648/Losing-mind-What-happens-48-hours-pitch-black-bunker.html 【3】Cacioppo J T, Hawkley L C, Ernst J M, et al. Loneliness within a nomological net: An evolutionary perspective . Journal of research in personality, 2006, 40(6): 1054-1085. 【4】Niesink R J M, Van Ree J M. Short-term isolation increases social interactions of male rats: a parametric analysis . Physiology behavior, 1982, 29(5): 819-825. 【5】Matthews G A, Nieh E H, Vander Weele C M, et al. Dorsal raphe dopamine neurons represent the experience of social isolation . Cell, 2016, 164(4): 617-631.

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神经科学研究最新文章分享

热度 1 WileyChina 2016-6-14 15:22

Free access to top neuroscience research Stroke Awareness Inside Mental Health A Physiological Look at Neuroscience The Best of the Best! New Current Protocols News Connect With Us 限时30天，免费获取顶级研究论文！ 专注于有关中风的研究成果 Annals of the New York Academy of Sciences Advances in stroke prevention Read 阅读有关中风的调整治疗和行为风险因素的最新进展，包括房颤，高血压，血管重建术和高脂血症，还有包括新型口服抗凝血剂，抗血小板治疗，降低动脉粥样硬化风险因子的有效策略。 Glia Targeted activation of CREB in reactive astrocytes is neuroprotective in focal acute cortical injury 外伤性脑损伤（ TBI ）急性损伤的临床挑战是要制止在损伤后几小时或几天内可能发生的迟发性神经元的损失。阅读激活 CREB 依赖转录至活性星形胶质细胞是如何防止在实验性 TBI 之后大脑皮层继发性损伤的。 Journal of Neurochemistry The next step in translational research: lessons learned from the first preclinical randomized controlled trial 转化研究总是被临床前研究的低产出性和无数次临床实验的失败所阻碍。国际学会提出用多中心试验作为中间步骤来克服此“转化路障”。作者们近日首次开展了这样的将临床研究设计的关键因素应用到临床前研究的随机对照实验。以下是其中的一些研究发现。 Brain and Behavior Selective serotonin reuptake inhibitors to improve outcome in acute ischemic stroke: possible mechanisms and clinical evidence CNS Neuroscience Therapeutics Splenic Responses in Ischemic Stroke: New Insights into Stroke Pathology Developmental Medicine Child Neurology Virtual Issue: Paediatric Stroke European Journal of Neurology Cryptogenic stroke Hippocampus Cognitive state following mild stroke: A matter of hippocampal mean diffusivity Journal of Neuroscience Research An optimized dosing regimen of cimaglermin (neuregulin 1β3, glial growth factor 2) enhances molecular markers of neuroplasticity and functional recovery after permanent ischemic stroke in rats Journal of Sleep Research Topographic sleep EEG changes in the acute and chronic stage of hemispheric stroke ▲ Return to top 精神健康专题 Developmental Neurobiology Delays in GABAergic interneuron development and behavioral inhibition after prenatal stress 产前压力会影响后代的行为，认知和精神结果。由于 GABA 能系统对于正常发育和精神疾病的重要性，产前压力对于 GABA 能神经元的影响已经在动物模型中被研究了。 Genes, Brain and Behavior The lasting impact of early-life adversity on individuals and their descendants: potential mechanisms and hope for intervention 作者回顾了一些“压力表现型”，重点放在可能表明长期的精神健康状况风险的中介因子，比如恐惧调节系统发育的改变。阅读论文，了解更多可能阻止压力表现型周期的多种疗法的潜力。 Biotechnology Journal Pro-region engineering for improved yeast display and secretion of brain derived neurotrophic factor European Journal of Neurology A study on the association between infectious burden and Alzheimer's disease FEBS Letters Preferential interaction of the Alzheimer peptide Aβ-(1–42) with Omega-3-containing lipid bilayers: structure and interaction studies Hippocampus Abnormal hippocampal structure and function in clinical anxiety and comorbid depression Journal of Comparative Neurology Developmental expression of the neuroligins and neurexins in fragile X mice Journal of Neuroscience Research Zebrafish models of major depressive disorders Psychiatry and Clinical Neurosciences Special Issue Focusing on Mental Health WIREs Cognitive Science The evolutionary diagnosis of mental disorder ▲ Return to top 从社会学的角度看神经科学 The Journal of Physiology L-type Ca2+ channels in mood, cognition and addiction: Integrating human and rodent studies with a focus on behavioural endophenotypes Brain Cav1.2 and Cav1.3 L-type Ca2+ channels play key physiological roles in various neuronal processes that contribute to brain function. 期刊 The Journal of Physiology 期待您的研究成果！ 点击以下链接查看更多信息. K+ Channels and Cardiac Electrophysiology The Biomedical Basis of Elite Performance Advances in Calcium Signalling Experimental Physiology Tracks through the genome to physiological events 作者讨论了可获取几种物种（包括人类在内）的包含细胞特异性，脑区域特异性和组织特异性的全基因组数据集的工具，并展示了如何在全基因组数据库中获取这些数据，以及它们在生理学上的巨大价值。 Physiological Reports Motor planning poststroke: impairment in vector-coded reach plans 健康个体同时使用矢量到达控制编码（ vector-coded reach plans ） 来控制运动的方向和程度，以及目到达控制编码（ target-coded reach plans ） 控制希望到达的终点位置。找出这些矢量和目标达到规划码（ vector and target reach-planning codes ） 是否在中风后受到了不同的影响。 Comprehensive Physiology Fetal and Neonatal HPA Axis The Insular Cortex and the Regulation of Cardiac Function ▲ Return to top The Best of the Best! 点击以下链接，从特刊中下载更多开放获取内容： Translational Neuroscience in Psychiatry Multisensory Processing The developmental origins of complex behavior and neuropsychiatric disease Cortical Evolution Neuroinflammation: A Two Way Street Directing CNS Injury and Repair Synucleinopathies: past, present and future The Amygdala: Dysfunction, Hyperfunction, and Connectivity Brain Energy Metabolism: How Energy Metabolism Shapes Brain Function Neurobiology Novel translational approaches for improving drug discovery efforts in chronic pain Mechanisms of development and maintenance of dopaminergic neurons Definition and Differentials Journal of Neurochemistry 即将推出特刊 ：帕金森症 ▲ Return to top 聚焦实验室指南中的神经科学： Measuring Motivation and Reward‐Related Decision Making in the Rodent Operant Touchscreen System The Membrane Marker mCLING Reveals the Molecular Composition of Trafficking Organelles Real‐time Recordings of Migrating Cortical Neurons from GFP and Cre Recombinase Expressing Mice ▲ Return to top ▲ Return to top

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本年度神经科学最热文章现在可以免费下载

WileyChina 2016-6-3 09:35

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神经科学期刊推荐

WileyChina 2016-4-1 11:35

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《癫痫治疗》最新版——不可或缺的临床参考

WileyChina 2016-2-1 09:39

由Simon D. Shorvon, Emilio Perucca, Jerome Engel, Jr.编辑 精装 1072 页 2015年11月出版 现在购买 更多信息 前几版的口碑 “我会极力向神经学家，神经外科医生，精神科医生，儿科医生和内科医生，还有护士，助手，以及有兴趣钻研癫痫治疗的人推荐这本书。 – Epilepsy Behavior 《癫痫治疗》第四版，提供了一个简洁而全面的指南，介绍了可用于治疗癫痫所有常规药物，医疗和手术方式，并把他们防在适当的临床环境中。这本书被由三个积极参与国际癫痫联盟的专家编辑，以及来自18个国家在该领域知名的国际专家撰写。 本书主要特点: 前两个部分包括在不同的临床情况下 的背景，原理，和治疗 第三部分包括一系列现代药物治疗的系统评价，有一章专门介绍每个抗癫痫药物并涵盖了所有临床相关问题 第四节侧重于手术方案，各个章节致力于介绍每个术前评估的方式，以及每种手术或方法 在表格中明确介绍药品和处方数据以便快速的查阅 本书由81个章节以及开篇语组成，现在为全彩色印刷，并且已进行了广泛的修订 190712

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脑计划：混淆着大工程与大科学这两个概念

热度 3 mindputer 2015-11-30 11:49

脑计划，是大工程？还是大科学？ 这个问题很重要 ，但很少有人在乎它。 关键是看 基础科学研究的成熟度 ； 运载火箭是大工程的典范，基因组计划也是典范； 它们都是建立在成熟的物理学和分子生物学基础之上的。 看看现在的认知科学和神经科学的研究， 都远远没有达到成熟的基础科学的程度。 如果把脑计划按大工程去组织，等于是儿童搞卫星发射； 如果把脑计划按大科学去组织，也就是多几个孩子玩烟花。 前者就是“欧盟人类脑计划”，马克拉姆的大跃进方案 ； 后者就是“美国的脑图计划”，比较谨慎和留有余地。

个人分类: 脑计划 神经科学|2625 次阅读|3 个评论

European Journal of Neurology《欧洲神经病学杂志》热门内容选

WileyChina 2015-11-2 10:11

Latest Guideline | Invited Review Articles | Most Cited Articles | Read on the Move See the Latest Guideline 最新指南 EFNS-ENS/EAN Guideline on concomitant use of cholinesterase inhibitors and memantine in moderate to severe Alzheimer's disease 中度至重度阿兹海默综合征治疗中同时使用胆碱酯酶抑制剂及美金刚的EFNS-ENS/EAN 指南 See More Guidelines Don’t Miss Other Valuable Guidelines 其他重要指南 Guidance for the preparation of neurological management guidelines by EFNS scientific task forces – revised recommendations 2012 Summary of the recommendations of the EFNS/MDS-ES review on therapeutic management of Parkinson's disease EFNS/MDS-ES recommendations for the diagnosis of Parkinson's disease EFNS/ENS Guidelines for the treatment of ocular myasthenia EFNS/ENS Consensus on the diagnosis and management of chronic ataxias in adulthood consensusreview on the development of palliative care for patients with chronic andprogressive neurological disease 慢性恶化的神经系统疾病患者 缓和治疗的发展综述 FREE Invited Review Articles 免费特邀综述文章 See this valuable series of invited reviews from European subspecialty experts covering current topical issues e.g. • Myasthenia and comorbidities • Statins and the neuromuscular system • Epilepsy comorbidities • Cryptogenic stroke • Dystonia syndromes • Post-stroke cognitive decline • TDP-43 in amyotrophic lateral sclerosis • Antibody biomarkers in CNS demyelinating diseases See More See also the highly valued regular Reviews Review Articles Most Cited Articles 引用最多 See the most cited articles from 2014 and 2015 and see the articles that are attracting early citation in 2015. Endovascular therapy in 201 patients with acute symptomatic occlusion of the internal carotid artery Impact of a weight loss program on migraine in obese adolescents Subcutaneous immunoglobulin in responders to intravenous therapy with chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy PRRT2 mutations and paroxysmal disorders See More

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练琴与神经科学

热度 6 aejj 2015-9-23 14:04

暑期最大的收获就是终于练出了能沉潜下来打基本功的本领。我以前不管练琴还是读书的一个毛病就是热情太大（当然这很多时候是个优点），光看谱子都可以看得激动，一到琴上更是热血沸腾能量过剩，砸两三个小时不带停。我知道一些细节做不出来，并不是我在音乐上不够明白或体会的不深不仔细，而是我指头上的技术原因。我从来没有耐心去练指头。不知道是幸运还是不幸，我之前的老师几乎也从不逼过我练。终于这一次我开始忍无可忍，我想如果我再不练点技术，以后再老一点就更没机会了。钢琴（或其他乐器演奏）这个东西是“形而上”和“形而下”的完美结合的典范，我应该稍微关注下形而下的部分了。 虽然没有系统地练过技术，但我在脑子里琢磨怎么练的时间也不短，加上我对脑科学的一些了解，也似乎对练琴有点帮助。于是在暑假里，平生头一次每天早上花一两个小时，纯练技术和技巧。 钢琴技巧远远不止是弹音阶，或者指头可以飞的多快多准。手指触键，击弦发声时是个十分神奇和千变万化的时刻；不过，更为重要的过程在下键之前，我试着把全部意念和身体的注意力都集中在这个瞬间，把它几乎无限放延长，那种箭在弦上，颇具悬念却引而不发的状态充满着神秘和诱惑力，甚至会让我觉得刺激。 这个击弦之前的身体和意识的准备，甚至有些像警戒一般的过程不仅关于纯技术，卡拉斯宣称并亲自示范，类似的过程是她在歌唱中艺术表现力的唯一秘诀。音乐是发生在时间里的魔术，而音乐家要在意念中让很多重要的飞快流逝的瞬间停下来，提前把握它们，然后在显微镜下不厌其烦地，甚至吹毛求疵一般地打磨。 而下了琴，我甚至会在走路和吃饭的时候，在脑子里重现、练习和模拟（ simulate ）在琴上的每一个微小细节。弹琴到了一定程度的人都知道这是最费脑子但收获最大的一种练习——也许跟棋手下盲棋和数学家心算的功夫有相似之处？只不过钢琴家“盲弹”或者“心弹”什么动静也没有，所有外人也许不大容易知道这是种什么功夫。 我总觉得这种功夫，这种学习的过程会在神经科学里有依据。我有时候一边弹琴一边会幻想，当我有意识地用全部意念准备一个击键，或者用尽力气在脑子里对琴的手感和乐感进行“仿真模拟”时，我的脑子里的髓磷脂才能飞速地包裹着新形成的突触连接。最近的神经科学发现当髓磷脂包裹着新的连接时，神经信号的传递速度会大幅度提高，这个过程对学习新技能尤其至关重要。不过现在的神经科学只说，信号刺激越多越频繁，这样的形成过程才能越快。这个结论用在小孩子身上倒是挺符合，但是成年人呢？无数的经验表明，无意识的 statistical learning 、“机械重复”，对成年人来说是很慢的学习方式。不管重复的是音阶、乐曲、单词还是英语新闻。对于成年人，注意力和意识越强的参与，对学习越有帮助。 我的练琴方法对于一些钢琴家和钢琴老师来说不算陌生，把它用稍微脑科学一点的语言描述就是注意力和意识极强的参与，但是却没有外界信号刺激，而是在意识中尽可能的模拟和预测信号。至少在我身上，这看上去有那么点像是形成“大量稳固的新的突触连接的快速方法”，快的我也始料未及：两三个月过去，肖邦练习曲练出近三首，还有两个协奏曲的第一乐章，还不算其他的一些小曲子和大曲子的片段。更关键的曲子的质量也比以前高很多。 除了钢琴，暑假还试着重新打英文和古汉语的基本功——每天背字词句、词典、诗经。我也试着用练琴里的相似方法。不过语言学习比练琴多了一重困难：我对音乐有一种先天和自然的感觉，而外语对于非母语学习者一开始是完全陌生的世界，后面再怎么学，多少也总会有某种隔膜。有的脑科学家和心理学家甚至猜想外语的学习甚至需要大脑的某些连接发生一些区域性的和较大程度的“重构”，甚至思维和“世界观”都要有些改变。回想我们很多人学习外语的体会，此言也许不算得上虚妄。 练琴、习谱、背谱、背书忙的不行——我现在对于钢琴甚至比从前大多数时候都要花功夫，并且对它有比以前在音乐学院还高的标准和期望。对于语言，我之前并不太愿意花时间，不过后来，有意无意从“声音”上打开了进入语言的门径，才开始喜欢和在乎学语言了。 倒是正儿八经现在作为“正业”的神经科学，几乎一个字都没有看。本来脑子里好不容易形成了些关于神经科学的突触们，因为完全没有给它们意识上应有的观照，好像全都飘散到了九霄云外一样。

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人类学 – 精神与机器

benlion 2015-9-3 00:08

中国社会，从中古代文明模式跨过近代文明，即，在19世纪欧洲进入工业文明时代，走向现代化，却存在周边印度、俄国文化圈与日韩、北美文化圈的影响；然而，对中国传统文化的精神迷失，导致了思维和行为模式的左右、前后摇摆现象。 人类与动物、机器的区别，就在于文化（符号和逻辑概念）的创造和机器（技术和设计艺术）的发明，而思维定势与行为模式的神经网络机理，以潜意识的情感依附趋向稳态的回归，包括，出生所在地理、文化布局的模式和人际关系、外表形态的模式，存在内在的心理生理学、遗传学机制。 结合心理分析、精神分析方法与神经网络的系统遗传学，可用于文化社会学、社会心理学的生物系统的软件、硬件机理，以及心理、生理疾病与药物学对社会现象和行为模式研究，从而，拓展行为医学、社会生物学和神经遗传学的领域和范畴。 以色列与地中海、中国与太平洋，犹太宗教 - 儒家伦理是东方 - 西方的文化内核，而咸海、里海、黑海和波斯湾区域，成为中国 - 欧洲交流的桥梁。从印度到希腊 - 罗马，从中欧到欧洲， 2 翼延伸是俄国和南美，从查理曼到英联邦，而后，北美和澳洲，已经是北太平洋文明。 - （2011年-2015年网络日记）-

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神经科学的创新生态 --- 技术架构、思想流和创新链条

热度 5 acthinker 2015-8-30 12:24

神经科学研究分成两大类： 基于信息传递控制的逻辑计算控制系统（左侧），以及基于微纳米尺度的结构功能生物系统（右侧） 。目前该研究体系依托两大支撑板块，从低到高的研究模式板块，以及不同角度层面的分析检测技术板块。 科技进步的线性演变和非线性突变呈螺旋共振催化态势 。线性演变指的是在某一个技术和理论框架下，新概念、新规律和技术的延续性创新和完善过程，而非线性突变指的是突破原有理论和技术框架，基于新的范式和构造形成的新的思想创新点，并由此产生新的框架和系统的过程。按照科学发展的逻辑，科学发现和技术创新相辅相成，有的时候创新的突破点不是来自于系统内，而是发源于边缘或者外围的技术突破。过去一二十年，电生理，光遗传、基因工程、光学成像等突破大多来自神经研究群体外部的技术创新。这是科学突破的一大特征。未来的突破来自哪里？ 分板块来讲，左侧板块依然存在悬而未决的重大基础问题。未来十年，认知、情感、运动、感觉等神经系统高级功能的环路与计算控制规则将会陆续有新的突破。不过，这个突破基本上奠基于目前已有或初露雏形的技术系统上。当今世界，科技创新的潮流呈现快速交汇、融合创新的态势。在信息技术领域，移动互联网促进了云计算、大数据技术的大规模应用，人口老龄化和劳动力成本上升促进了机器人的大规模应用。这些变化均指示，智能化革命已经处在黎明佛晓之际。 任何一项科技革命，要产生深远影响，必须具有普遍的应用价值和深厚的渗透能力，智能技术是既计算机互联网后具有这种潜力的新型技术。因此，这是神经科学可以发挥核爆级贡献的重大机遇！ 智能计算、控制理论和算法的实现，将促使神经科学从纯基础概念型的科学，拓展出具有广泛现实意义的新生命力。因此，寻找能够在智能系统方面引导、催化和产生突破的新型技术和学科交叉策略，是目前应当着力考虑一个问题。 举具体的例子，比如人意识系统的概念是什么？概念是如何存储、合成和学习交流的？如何让计算机从字符运算进化到概念运算？人的智能系统如何决策的？人的本体视觉、听觉、本体感觉系统，是如何处理信号，各模态之间如何协调通信的？ 因为现在很多基础问题还没有解决，因此全局性大规模的往人工智能方面进军，挑战巨大。但是，从图像、声音、运动和本体感觉这些基础的神经网络入手，吸取目前最新的研究成果，同计算机、机器人和数学家一起研究新型的神经系统芯片，各类感觉系统芯片系统和运算算法，可能已经开始着手了。 历史上任何一个学科发展壮大，都需要和人民与国家的现实需求结合，成为整个大循环代谢系统的关键环节。我在想，如果神经科学基于智能化产业革命的重大基础科学需求这个角度去设计，其重视程度、投资规模以及整合的国内研究群体，是不是更高、更有新天地？ 第二个板块，在人口老龄化缓缓而来之际，神经系统疾病的诊断治疗的确是人类健康领域的最大挑战。目前的国内创新体系中，有两个环节是欠缺的。一个是基础科研与临床资源的结合与深度合作。另一个是对基因组学和分子诊断投入的不够重视。在个性化医疗和分子诊断技术突飞猛进的时代，个人基因组学信息正逐渐和常规健康指标一样，成为临床诊断的重要依据之一。对基因组学信息的挖掘和相关知识产权的争夺，已经是国际上研发的热点。我国人口众多， 有很多少数民族和人口流动性不大的半封闭聚居群体，这些都是非常珍贵的生物学样本。但是我们目前多数的研究思路依然来自于国外的突破和资源。如何嫁接国内临床能力，整合国内丰富的临床样本，依托全世界最先进理念和技术，做出新的发现，是一个值得探索的新方向。

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自我的本质：关于Synaptic Self一书的延伸性讨论

yangjunchao 2015-8-25 09:44

自我的本质：关于Synaptic Self（神经元突触连接构造的自我）一书的延伸性讨论 作者：量子猫 【关于Ledoux的Synaptic Self：How our brains become who we are（这个书名，我尝试扩展性地直译一下有助于理解，神经元突触连接构造的自我：我们的脑是如何变化以至于让我们成为自己的）。最初的讨论，是在读书思考微信圈。后来贴到了朋友圈，多反应看不懂。这里把背景进一步扩展一下，敲字手误纠正了一下。基本保持了原来讨论时的次序。重新贴一下。】 ~在受精卵细胞分裂、分化和迁移形成不同的组织和器官并最终发育成成熟个体的过程中，神经组织和神经系统的发育是前导，组织和协调了其它组织、器官、系统的发育。有内在的分子调控机制，是通过特定分子（浓度梯度）诱导发育的，生长锥的分子结构都清楚了，像根尖的趋水性、向日葵的趋光性、昆虫的趋化性一样，是生命长期适应环境的演化中形成的机制。神经受损，肌肉、血管等组织就萎缩或坏死。神经系统也感受机体内部环境、外部环境和社会文化信息并形成不断复杂化的网络系统，不仅编码了个体成长过程中感知到的全部有效信息（那些有过短暂记忆永远忘掉的不算了），同时还支配、控制着整个机体的活动。而神经元之间的突触联接是关键，决定着个体整个神经系统结构的差异，也是个体意识、个性或性格、行为情感等差异所在。所以，自我就是整个个体。这是我自己根据自己的知识和研究、理解总结的，不是LeDoux的原话哦~但英雄所见略同嘛~。 ~现在，社会的信息系统才刚刚建立起来，远未充分，对社会的影响已是根本性的。我们还要在一个不断变革的时代继续走下去。 ~现在只能算信息时代的开端和发展期~未来机会多多~ ~威尔逊在《新的综合：社会生物学》序言指出，神经机制的揭示，会使社会科学与自然科学合为一体（不是原话，主旨是这个）~ ~所以可以想象一下未来的发展空间~科学的发展空间和社会的发展空间。 ~400多年前，霍布斯已经在《利维坦》一书（1651年所出版）中，以类似的概念为之后所有西方政治哲学发展奠定了根基。只不过现在要提升一个层面了，实时动态调控的社会系统。 ~而中国文化恰恰有一个调控中枢，但只是信息传递不够准确和实时。中西文化和哲学的融合，谁做得好、有成效，谁可以主导世界。历史学者汤因比、池田大作等等都对中国文化全球化也就是统领世界寄予厚望。这种认识中国学者很早就提出来了。王国维，最早译介尼采、叔本华、康德、黑格尔等等，修正当时国内对进化论的不当认识，编制第一张物理学术语中英对照表。等等。提出“中西合化”，首先在哲学和文化上的融合，然后才能谈得上体制的融合。但是革命开始了，他 也读过资本论，原著， 他从苏俄革命看到了中国的未来。指出“孙陈如洪杨”，中国必“先共和”，“后共产”。就自沉昆明湖，和这个世界很潇洒地告别了~ ~当然也包括技术了。但技术层面的东西，是在理念支配下被创造出来的。 ~哲学的形式死了，其内涵和精神已经转化为了自然科学和社会科学~但在社会文化层面，它还是存在的。“哲学是上流社会的宗教！” ~社会是人的行为及其相互关系以及与环境的关系的集合。正像威尔逊说的，社会科学统一性的建立的基础是神经科学。神经科学不是经验科学，是实验科学，每一个新发现都是可以检验和重现的。举个例子，进化论可以算作是经验科学，但DNA双螺旋结构揭示以后，其内在机制就清楚了。我们从分子水平了解的很清楚，基因这种分子的结构使它可以复制、但复制时也会出差错，即突变，还有细胞分裂时会重组。复制和遗传保持了生物原有性状，但突变和重组导致表达的蛋白或发育中的整个调控网络发生变化，从而发生性状的变异。现在已是科学常识，就不再是经验科学了。 ~2014年获诺奖的关于神经科学方面的工作也很不错。和这个结合起来，加上早期Hubel、wiesel等的视知觉研究，以及Kandel的工作，也都是获诺奖的，基本可以直观地建立神经网络编码、调控自我的整体面貌了。ledoux的这本书综述了这些方面的大量背景研究，包括他自己基于害怕或恐惧这个线索关于情绪的神经回路和突触调制的工作（即情绪背后涉及的神经元连接构成的回路，内分泌或神经递质对特定回路的次级神经元的激活机制是不同的，是弥散性的，可以选择性地保持和生殖、自卫、逃避敌害等有关的回路，而阻断其它回路，和智力思维或理性行为 背后的 高级皮层的神经活动机制是不同的），而且提供了从植物构造发现细胞、从弗洛伊德关于记忆网络构造的（臆想，但却是准确的，这是天才的洞察力所在！）开始的更广阔深入的背景。其观点是坚实的，准确的。（弗洛伊德学医，最早研究fish和codfish，洞察到神经网络不是一个固化的各神经细胞直接相连的网络，而是有间隔的由突触连接决定的可以局部动态选择性活动的，决定着记忆、意识。但当时技术条件不成熟，就直接通过梦、精神病人的资料研究意识的构造和动力学了。原话不是这样，意思如此。比较皮亚杰，学动物学的，胚胎发育，从器官和结构分化与环境的影响关系受到启发，通过对自己孩子行为的观察、记录和分析，认识到人通过巴甫洛夫已弄清的条件反射被动的对环境信息的适应中构造自己的神经结构和认知结构，而且是有结构层次的，接近数理研究，提出发生认识论，结构主义，奠定了西方教育的理论基础。Cajal通过银染色弄清了神经元的形状，这是后来一切（心理学可以深入到研究基本的量子化结构单元和网络构造从而发展到神经生物学而成为科学）的开端。谢灵顿最早使用了突触这个词，解剖技术高明，可以解剖出单个的神经肌肉接头，想象一下难度！谢灵顿认识到不同神经元之间的相同电位活动代表着丰富多彩、千奇百怪的不同的意识内容。Cajal和谢灵顿都获诺奖。当然，最早的直接观测是helmhotz做的，是测电位。把神经系统比作电报系统。网络构造单元和连接方式都相同，但输入端和输出端或终端不同，决定着不同的意识和行为。这是1868年的事儿。Helmhotz是科学的先驱，贡献太多，如能量守恒。他的学生普朗克，都知道，最早提出量子理论，获诺奖，提携了爱因斯坦。他的学生怀特，实验心理学之父。再往前追，Helmhotz老爸是语言学家和哲学家，费希特的朋友，就到康德那儿了。康德，自生的天才，父亲是做马笼头的，幼年学习圣经和拉丁文，生活刻板僵化。早年研究天体物理，最早指出潮汐会让地球转动变慢。他的哲学，不用说了，中国人大概比德国人都清楚。关于科学研究多说两句，科学研究是有传承的。知其然更需要知其所以然。数理基础，也就是描述运动或结构构造及其更深层次的动力学的基本数学工具，微积分，源于牛顿和莱布尼茨（起源可追溯至古埃及、两河，来自生产和贸易实践，然后希腊-阿拉伯-到意大利就文艺复兴了）。莱布尼茨兴冲冲来与牛顿切磋，但牛顿太任性，说莱布尼茨剽窃，犯众怒，搞得英国孤立了。莱布尼茨到哥廷根，这儿成了欧洲的中心，高斯、黎曼、希尔伯特、冯诺依曼、外尔等等，狭义相对论、广义相对论和量子规范场论的数学基础，源于这儿。这儿和柏林、海德堡（海德堡现在还保留黑格尔哲学之路、药剂师博物馆，展示化学早期历史）等的科学传统互动，德国一度成了现代科学的中心，这也是德国文化理性和工业基础所在。希特勒把很多牛人赶走了，到了美国，美国成了老大。比如爱因斯坦、薛定谔、冯诺依曼、外尔等等。大学也是有传承的，教会中分离出来的产物，最初是叛逆，从文化中心向外逃-意大利-法国索邦神学院-英国的牛津-剑桥，到剑桥站稳了。美国的剑桥，哈佛，也来自英国的剑桥，都与牛津环境类似，傍河而建。都继承了划船运动。索邦神学院、牛津、剑桥、美国的剑桥，我还都溜达过。英国剑桥的卡文迪许实验室，很不起眼，三层楼，后来扩建了两翼，加了化学实验室。现在搬到郊区一片稻田旁很欢快的蛙声中的新建的、也是三座两层的很不起眼的建筑里。这是后来科学的中心，现在依然是。剑桥大学诺奖获得者超过了90人。） ~Ledoux应该是可以获诺奖的，早期工作体现在The Integrated Mind中，主要贡献是情绪的神经回路和突触调制，他的代表性的科普书，The Emotional Brain: The Mysterious Underpinnings of Emotional Life。 ~包括我在前面推荐的几本关于神经科学的书（From neuron to brain，这最早是由神经科学之父Kuffler主笔的，是神经科学奠基之作。In Search of Memory: The Emergence of a New Science of Mind。看看书名就知道它的魅惑力了。the principles of neural science，经典教科书），都是以至少一个获诺奖的工作为基础的。作者（后来的版本有的是其合作者或学生）本身就是该领域研究工作的最初开创者。 ~这些工作其实是在4、50年前开始做的。 ~很遗憾中国是空白，近年蒲慕明帮助中国建立了初步的实验室，有了一些成效。神经科学的实验研究难度很大，不是看文献就可以做的，实验技能很多是绝活，不拜师学艺做不到。 ~2014年的诺奖是新技术的应用获得的成果。但与Hubel、wiesel等的工作本质是一致的，异曲同工。他们早获诺奖了。1981年。用微电极测猴子和猫的视皮层神经细胞电位，看不同结构或组合（点、线、三角、四边形等）的光信息激活了视皮层上的哪些细胞，看它们的结构关系，就是揭示视知觉的细胞水平的编码和活动机制。所有知觉的过程类似。2014年获诺奖的工作是在一个更高的层面上的。具体工作是Moser夫妇做的，用的是老鼠，rats，和其活动环境。不是单细胞了，多细胞的组合，如何编码rats或环境。rats在特定环境跑来跑去的时候，对应的神经元是如何活动的。和天才们早期的预期一致，一种类似于拓扑同构的关系。这项研究依赖于仪器分辩率和效率的提升。一句话，就是揭示神经网络是如何编码和处理信息的。概念是他们老师提出来的，John O’Keefe，所以也拿了一半奖金。前几天一篇微信讲这个。 ~这是一个极其令人兴奋、激动人心并且彻底改变未来社会面貌的工作，但遗憾至少在中国还是很冷。哥伦比亚、剑桥等都在成为主导性的学科。 ~如果说现在那个学科很热，神经科学！~当然已经热了至少15年了，从2000年Kandel获诺奖开始。 ~像量子理论的开创者一样，这些最初的开创者当时可都是毛头小伙子差不多（薛定谔大一点），学生时代的想法和激情，只不过神经科学要艰苦的多。分子和细胞水平，什么意思呢，至少要能分辨单细胞的活动，极精细，这是困难所在。想象一下用显微镜看细胞的过程，突触是亚细胞结构。所以都经历了多年的努力。量子理论给出方程能有结果就差不多完事儿了。 ~主要是对其重要性认识不够。Kandel的工作理论意义很重大，揭示了记忆的基因调控机制。虽然所有的胞间连接其基本基因调控机制类似，不同形式只是特化而已。这也恰恰是科学家选题的聪明之处，举一反三。Kandel，犹太人，在维也纳生活过，后来迷恋弗洛伊德，所以会有意识或记忆的研究情结。但从单个神经元开始研究是受Kuffler影响。Kuffler，强调把意识、心理的研究定位在单个神经元上。是解剖高手，可以从青蛙中解离出单个神经-肌肉接头。同样，研究的主要手段是用微电极测电位。在哈佛大学最早建立神经生物学系，神经科学之父。Hubel、Wiesel、Kandel都可以说是他的学生。蒲慕明也做过Kuffler讲席教授，后来的事了。Kandel最早研究了真实的神经回路，为巴甫洛夫的条件反射给出了细胞水平的机制。~还研究了突触强度和数量与敏感性的关系,这是竞技运动的生理基础。 ~我在90年代后期97年左右看到kandel的工作，说过他可以获诺奖，后来果然得了。2000年。 ~现在突触构造和装配及其活动机制研究得很细很深入了，不仅是记忆、行为、情感物质层面机制的基础，也是所有精神疾病和治疗方法、药物开发的基础。 ~今天第一次看到这本书，上午翻了大半，有感而发，回聊。

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脑磁共振波谱学：神经科学研究的工具和最新临床应用

热度 2 sciencepress 2015-8-12 08:25

这是一部涵盖磁共振波谱技术及其应用各个方面的、专门面向神经科学研究者和临床医师的唯一顶级参考书，由磁共振波谱学领域的全球领军人物编写，全面而专业地介绍了磁共振波谱技术在神经病学、精神病学、放射学和基础神经科学中的应用，将使神经科学研究者和临床医师熟练地将磁共振波谱技术应用于研究和实践中成为可能。 磁共振波谱 ▽ 磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）是一种无创技术，其采用与水分子磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）相同的物理原理和检测方法，再增加另一个信息维度以检测代谢物的共振频率。根据共振频率（被称为化学位移）和这些共振峰的其他特性，可确定生化物质的种类、浓度和稳定同位素富集（stable isotope enrichment）。应用最广泛的 1 H MRS 是Robert G Shulmanf 教授实验室的Behar 及其合作者于1983 年首次应用于大脑的研究（Behar et al., 1983）。在这项开创性的研究中，对置于垂直孔腔磁体中的大鼠进行了磁共振波谱分析，确认了N-乙酰天冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA)、谷氨酸、谷氨酰胺、胆碱、肌酸和乳酸等共振峰。这些生化物质依然是活体 1 H MRS 研究中最重要的代谢物。在此项研究后的数年间，英国牛津仪器公司（Oxford Instruments）首次建立了用于人体扫描的高场强磁体（1.5T 及以上）。1985 年，美国通用电气公司（General Electric）的Bottomley 及其合作者发表了第一张人脑定域磁共振波谱（localised human brain MRS spectra）（Bottomley et al., 1985）。1986 年，荷兰飞利浦公司的den Hollander 及其同事在国际医学磁共振学会（ Society of Magnetic Resonance in Medicine）的会议上展示了磁共振波谱在人类疾病的首次应用，多个研究小组随即对卒中、肿瘤和其他临床疾病进行了开创性研究。 在这些和其他开创性研究之后，多年来 1 H MRS 作为一种研究脑神经化学的方法一直被应用于临床神经科学中，成为认识神经疾病和精神疾病的关键。 但是，常规临床扫描仪相对较低的信噪比限制了 1 H MRS 的应用。近年来，随着高场和超高场扫描仪使用的增多，以及对代谢物在神经能量转换（neuroenergetics）和神经冲动传递（neurotransmission）中关键作用认识的提高，MRS 已经出现了一定程度的复兴，并在转化神经科学和临床神经科学的MR 学界中越来越多地得到应用。采集技术和分析方法的进步使MRS 在传统临床实践和神经科学研究中的应用引起更多关注。尽管已经有面向物理学家的、涉及MRS 技术的优秀书籍，但是目前尚无面向临床医师和神经科学家的、涵盖MRS技术各个方面的专著。本书试图满足这种需求，这本参考书并非为物理学家而设计，而是面对应用MRS 的专家，如神经病学家、精神病学家、放射学家和神经科学家。但是，我们希望本书中实用技术和基本方法的范围能使涉及这一领域的物理学家从中获益，甚至使其他领域中经验丰富的磁共振物理学家也能使用本书中的先进技术。 为了实现这些目标，我们将本书分成如下4个部分。 第一篇 采集磁共振波谱的技术方法 ▽ 第一篇中我们召集了MRS 数据采集与处理领域的专家，提供了这一领域的简介及最新方法学的概况。虽然数学运算的内容已被控制到最低限度，但技术细节的描述也足以让读者能够理解其基本原理及其不同方法的优缺点。 在第一章中，Christoph Juchem 博士和Douglas L. Rothman 博士以基本原理为中心描述了磁共振的基础，并概述了用于MRS 和化学物质测定的一些最常见方法。 在第二章中，Hongxia Lei 博士、Lijing Xin 博士、Rolf Gruetter 博士和Vladimir Mlynárik 博士描述了单体素 1 H MRS 的研究现状和目前最新方法，如超短回波时间MRS。此章描述了须满足MRS 体积定位严格要求的方法，因为MRS 中具有水分子和头皮脂肪的高大共振峰。提高磁场均匀度和抑制体素内水信号的重要意义及最佳方法，以及未满足适当标准所致伪影的内容亦予以了详细描述。MRS 的信息可以大脑中单体素（或多体素）或代谢物图像（metabolic image）的方式呈现。 在第三章中，Vincent O. Boer 博士和Dennis W. J. Klomp 博士提供了磁共振波谱成像（magnetic resonance spectroscopic imaging，MRSI）的简介及其在超高场强（如7T）中的应用。此章展示了MRSI 的巨大潜力并综述了其局限性，这些局限性多与在整个成像容积内必须建立足够的静磁场和射频磁场均匀度相关（单体素MRS 只需在脑内很小区域优化场均匀性）。随着主磁场均匀度的不断优化和主磁场强度的不断提高，越来越多的代谢物由于其共振频率（化学位移）不同而得以区分；但是，较低浓度的代谢物如γ-氨基丁酸（γ-amino butyric acid，GABA）在临床3T 磁场下仍不能分辨。为了克服波谱重叠的局限性，已经开发出以共振频率和单分子内共振峰间的量子J-耦合（quantum J-coupling）为基础分离共振峰的MRS 方法。这些方法通常被称为“波谱编辑”（spectral editing），因为它们可把特定化学物质的共振峰从相互重叠的其他化学物质中编辑出来。 在第四章中，Robin A. de Graaf 博士提供了关于最新波谱编辑及相应的磁共振二维谱方法的指南。这些方法大多局限在研究专用型MR 系统上，但临床用3T 磁共振系统的发展已经大幅度拓展了这些方法的应用范围。 尽管使用了最佳数据采集方法，但MRS 的分析与校准方法对所获得结果的准确度与精确度仍起关键作用。在第五章中，Jamie Near 博士论述了用于分析和定量MRS 谱线的具体方法及其优缺点。 第一篇 采集磁共振波谱的技术方法 目 录 第一章 磁共振波谱学基础 第一节 引言 第二节 磁共振波谱方法学 第三节 小结 参考文献 第二章 定域单体素磁共振波谱的技术要点 第一节 引言 第二节 容积定义的工具性影响 第三节 影响波谱质量的因素 第四节 1 H MRS 基本定位方法 参考文献 第三章 多体素磁共振波谱成像的技术要点 第一节 引言 第二节 多容积选择 第三节 空间编码 第四节 快速梯度编码法 第五节 基于先验知识的编码 第六节 水峰抑制 第七节 脂质抑制 第八节 B 0 匀场 第九节 小结 参考文献 第四章 波谱编辑与二维核磁共振波谱 第一节 引言 第二节 标量耦合 第三节 活体γ-氨基丁酸编辑 第四节 二维核磁共振波谱 参考文献 第五章 波谱定量分析和波谱数据解读 第一节 引言：波谱定量的简单示例 第二节 测定谱峰强度 第三节 污染信号 第四节 波谱定量分析软件包 第五节 信号参照和绝对定量 第六节 质量控制 第七节 小结 参考文献 第二篇 磁共振波谱信号的生物化学基础 ▽ 第二篇论述了主要神经化学物质的生物化学性质，根据脑内这些化学物质增加或减少的水平可推断出的结论和不能解释的问题，为诠释MRS 结果提供了一个现代策略的描述。 在第六章中，John Moffelt 博士、Prasanth Ariyannur 博士、Peethambaran Arun 博士和Aryan Namboodiri 博士论述了健康与疾病的中枢神经系统中的N-乙酰天冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA）和N-乙酰天冬氨酰谷氨酸（N-acetylaspartylglutamate，NAAG）。NAA 是活体脑 1 H MRS 研究中最先被识别的代谢物，因其高浓度和甲基单峰（因质子多重性使敏感性增加3 倍）的存在，使NAA 成为临床MRS 研究中的主要生化物质。尽管NAA 应用广泛，但在中枢神经系统中的功能及如何解释其在MRS 谱线中产生的变化，存在着相当大的不确定性。本章论述了目前所知的关于NAA 和NAAG 作用的证据，描述了其生物化学基础及其在临床MRS 研究中的意义。 在第七章中，Clare Turner 博士和Nicholas Gant 博士论述了MRS 谱线中可测量的另一种重要代谢物——肌酸（creatine，Cr），也同样是因为其具有高浓度及存在甲基单峰。肌酸通常被用作MRS 谱线中的参照浓度（见第一篇第五章），使认识其浓度发生变化的条件显得非常重要。 临床MRS 研究中通常使用的代谢物是含胆碱化合物的复合共振峰。在第八章中，Nicholas Gant 博士和Joanne Lin 博士详细论述了脑内胆碱（choline，Cho）的生物化学和功能作用，以及胆碱水平所反映的疾病。 胆碱、肌酸和NAA 的变化往往相对缓慢，比贮存池生物合成置换的时间（更新时间）晚数天。但是，MRS 也可观察到代谢物通过参与能量代谢和神经传递所表现出的动态变化。在第九章中，Jun Shen 博士描述了谷氨酸在脑能量代谢和神经传递中的作用，以及如何使用 1 H MRS 和 13 C MRS（详见第三篇和第四篇）研究这些作用。本章还描述了MRS测定谷氨酸的其他背景。 在第十章中，Jonathan Best 博士、Charlotte Stagg 博士和Andrea Dennis 博士论述了肌-肌醇（myo-inositol）、GABA、谷氨酰胺和乳酸的生物化学和功能作用。GABA 和谷氨酰胺分别为评价占脑细胞绝大多数的BABA 能神经元和胶质细胞以及谷氨酸能神经元（构成大部分的谷氨酸信号）的代谢提供了一种方法。 1 H MRS 测定的GABA 水平也与GABA 能紧张性抑制相关，这为MRS 应用于神经科学开启了道路（详见第三篇）。由于乳酸产生于无氧糖酵解过程中，所以乳酸水平对脑组织的氧合状态高度敏感（详见第三篇），可用于诊断肿瘤坏死和其他疾病如脑缺血。肌-肌醇似乎主要位于胶质细胞内，其共振信号对神经退行性疾病和脑渗透性改变（如糖尿病酮症酸中毒和高血氨症）的存在高度敏感。 第二篇 磁共振波谱信号的生物化学基础 目 录 第六章 N-乙酰天冬氨酸和N-乙酰天冬氨酰谷氨酸的生物化学 第一节 引言 第二节 N-乙酰天冬氨酸 第三节 N-乙酰天冬氨酰谷氨酸 参考文献 第七章 肌酸的生物化学 第一节 引言 第二节 肌酸和高能磷酸化合物代谢 第三节 中枢神经系统中的肌酸激酶 第四节 治疗性肌酸补充 第五节 脑内肌酸的磁共振波谱定量分析 第六节 小结 参考文献 第八章 胆碱的生物化学 第一节 引言 第二节 胆碱的生物合成 第三节 胆碱的生物学功能 第四节 生物膜损伤的标志物 第五节 磁共振波谱中的胆碱峰 第六节 小结 参考文献 第九章 谷氨酸的生物化学 第一节 引言 第二节 脑内谷氨酸的作用 第三节 谷氨酸浓度的调节 第四节 谷氨酸浓度变化的原因解析 第五节 小结 参考文献 第十章 其他重要的代谢物生物化学：肌-肌醇、γ-氨基丁酸、谷氨酰胺和乳酸 第一节 引言 第二节 肌-肌醇 第三节 γ-氨基丁酸 第四节 谷氨酰胺 第五节 乳酸 第六节 小结 参考文献 一部由磁共振波谱学领域的全球领军人物编写的神经影像学专著，也是一本临床神经科学的优秀教材。 一部让科学出版社根据新书预告和目录即做出翻译出版决定的书。 第三篇 质子磁共振波谱的应用 ▽ 理论上任何具有磁矩的原子核均可产生MRS 信号，但是迄今为止用于研究的最常见原子核是氢质子。在活体内的原子核中氢质子具有最大的旋磁比，也是脑内含量最为丰富的原子核。这两个因素意味着 1 H MRS 具有相对较高的信噪比，因为氢质子存在于所有受关注的参与新陈代谢的化合物中，具有用于脑研究的极大可能性。另外，MRI 是对水分子进行成像的，意味着临床MR 扫描仪可用于 1 H MRS 而无需购买理论上向广大用户开放使用的其他昂贵的硬件。 本书第三篇讨论了 1 H MRS 在临床和神经科学应用中毋庸置疑的巨大潜力，以及推广应用中存在的技术缺陷。 在第十一章中，Carles Majós 博士、Margarida Julià-Sapé 博士和Carles Arús 博士讨论了MRS 在肿瘤检测与管理中的临床应用，探讨了MRS 在临床实践中最常见的应用。MRS 可用于鉴别肿瘤与非肿瘤性病变，有助于临床医师在获得病理诊断前确定肿瘤的性质，可通过区分肿瘤再生长和治疗后改变来监测治疗转归。 在第十二章中，Nicola De Stefano 博士和Antonio Giorgio 博士讨论了MRS 对炎症性疾病特别是多发性硬化在明确诊断和监测进展中的潜力。虽然MRS 可作为多发性硬化潜在治疗办法开发中可提供有用信息的生物标志物，但是目前各种MR 扫描仪存在着不能采集可重复数据的局限性，本章对这一问题的可能解决方案进行了讨论。 在第十三章中Julie Pan 博士和Hoby Metherington 博士着重讨论一种常见的神经疾病——癫痫，MRS 所具有的定量神经能量转换的能力意味着 1 H MRS 对研究癫痫的病理基础具有无可估量的价值。本章还叙述了 3 1 P MRS 和 13 C MRS（详见第四篇）对评价致痫组织能量改变的补充性作用。 在第十四章中Andrew Bivard 博士、Peter Stanwell 博士和Mark Parsons 博士评价了MRS 在研究卒中康复超急性期代谢活动中的潜力及在后续数月中作为一个了解功能恢复的窗口的拓展应用。但是，和所有神经疾病一样，对这些患者 1 H MRS数据的采集和解读存在着巨大的挑战，特别是在病变部位内部和周围采集的数据因组织不均匀性导致谱线显著增宽。对一些可能的解决方案和解读这些数据可能存在的误区也进行了讨论。 在第十五章中，Kim Cecil 博士讨论了MRS 在儿科疾病研究中的独特潜力，可无创性获得诊断信息（如无需注射放射性示踪剂）可能是最突出的价值。对先天性代谢缺陷如脑白质营养不良特别是Canavan’s 病中的研究，可更清晰地揭示这些疾病的病理机制。 第十六章着重讨论 1 H MRS 在增进我们对精神疾病的认识中的潜力。Matthew Taylor 博士着重论述了精神障碍和心境障碍中已经明确的神经细胞代谢和谷氨酸能信号转导中出现的一系列异常。 脊髓MRS 被认为具有毋庸置疑的临床应用价值，在第十七章中Amber Hill博士和Olga Ciccarelli 博士讨论了这种在技术上具有挑战性的方法。尽管由于脊髓的径线和活动度相对较小使得从中采集优质谱线存在困难，但是已经进行的数项临床前和临床研究的结果表明脊髓MRS 在未来有可能成为应用更为广泛的方法。 第十八章转为讨论1H MRS 在神经科学问题中的应用。Velicia Bachtiar 博士和Charlotte Stagg 博士概述了使用MRS 研究γ-氨基丁酸和谷氨酸的潜力，特别是提高了我们对基本生理学机制驱动下行为和可塑性个体差异的认识。 在第十九章中Dallas Card 博士、Margot Taylor 博士和John Sled 博士讨论了MRS 在自然老化研究中的应用，这些研究特别关注宫内发育期胎儿大脑的快速发育和老年期大脑的快速退化。讨论了这些数据的价值和纵向研究的挑战（特别是婴幼儿）。 在第二十章中，Jennifer Brawn 博士和Katy Vincent 博士讨论了MRS 在研究激素对大脑的影响中的作用。直到最近激素对大脑活动的实质性影响才被认识，但是越来越多的证据表明激素及其前体和衍生物均对神经细胞代谢和细胞信号转导有明显的影响。尤其是对月经周期的作用进行了相当详细的讨论，因为在其他情况下解释研究结果时考虑这些问题是非常重要的。 在第二十一章中，Nicola Sibson 博士和Kevin Behar 博士讨论了 13 C MRS 在脑生物化学研究中的应用。虽然不如 1 H MRS 那样应用广泛，但 13 C MRS 对活体脑能量转换和新陈代谢的研究具有独特的潜力。 13 C MRS 已经为动物模型中的脑功能提出了许多新的认识；随着技术的持续改进， 13 C MRS 在人体脑功能研究中的潜力开始得以实现，更为详细的描述见第四篇。 第三篇 质子磁共振波谱的应用 目录 第十一章 质子磁共振波谱在脑肿瘤临床管理中的应用价值 第一节 引言 第二节 1 H MRS 的采集和正常值 第三节 1 H MRS 在脑肿瘤诊断中的应用价值 第四节 1 H MRS 在脑肿瘤分类中的应用价值 第五节 1 H MRS 在胶质瘤分级评估中的应用价值 第六节 1 H MRS 在脑肿瘤随访中的应用价值 参考文献 第十二章 多发性硬化和炎症性疾病的质子磁共振波谱 第一节 引言 第二节 多发性硬化 第三节 小结 参考文献 第十三章 癫痫的磁共振波谱学 第一节 引言 第二节 癫痫患者中高能磷酸化合物的 3 1 P 磁共振波谱研究 第三节 癫痫的 1 H 磁共振波谱 第四节 小结 参考文献 第十四章 脑卒中和脑缺血 第一节 引言 第二节 缺血性脑卒中 第三节 出血性脑卒中 第四节 脑卒中的磁共振成像 第五节 波谱学： 1 H MRS 第六节 缺血半暗带和梗死核心区的MRS 第七节 波谱编辑 第八节 远隔功能抑制 第九节 脑卒中与抑郁症 第十节 MRS 对卒中后脑修复的评价 第十一节 脑卒中时MRS 采集存在的问题 参考文献 第十五章 质子磁共振波谱在先天性代谢缺陷病中的应用 第一节 引言 第二节 原发性脑白质营养不良 第三节 溶酶体贮积症 第四节 过氧化物酶体病所致脑白质营养不良 第五节 氨基酸尿症 第六节 有机酸尿症 第七节 小结 参考文献 第十六章 精神疾病的质子磁共振波谱 第一节 引言 第二节 疾病发作期的MRS 表现 第三节 临床痊愈后的MRS 异常 第四节 高危人群的MRS 异常 第五节 MRS 的临床价值 第六节 小结 参考文献 第十七章 脊髓 1 H 磁共振波谱的临床前及临床应用 第一节 引言 第二节 1 H MRS 发展的重要性 第三节 方法学挑战和注意事项 第四节 脊髓 1 H MRS 的临床前研究和临床应用 第五节 1 H MRS 在脊髓中的应用前景 第六节 结论 参考文献 第十八章 行为和可塑性的个体差异 第一节 引言 第二节 γ-氨基丁酸代谢概述 第三节 来自可塑性诱导动物模型的数据 第四节 人类活体内γ-氨基丁酸的定量分析 第五节 章节纲要 第六节 与行为相关的γ-氨基丁酸个体差异 第七节 临床试验人群中γ-氨基丁酸能神经元的变化 第八节 可塑性诱导中γ-氨基丁酸的变化 第九节 MRS 评估的GABA 与源于其他成像模式的信息之间的关系 第十节 小结与未决问题 参考文献 第十九章 生长发育和生命历程中的磁共振波谱 第一节 引言 第二节 概述 第三节 脑发育早期的磁共振波谱 第四节 整个人生阶段的磁共振波谱 第五节 发展方向 参考文献 第二十章 激素对磁共振波谱测量的影响 第一节 引言 第二节 激素生物学概述 第三节 神经化学物质的性别特异性差异 第四节 关于雌二醇和孕酮的总结 第五节 男性性类固醇激素与神经化学变化 第六节 小结 参考文献 第二十一章 神经能量转换和神经信号传递中的磁共振波谱 第一节 引言 第二节 脑能量代谢的 13 C MRS 测定 第三节 神经递质流量的MRS 测定 第四节 13 C MRS 在人类疾病中的应用 第五节 小结 参考文献 第四篇 非质子磁共振波谱的应用 ▽ 尽管大多数中枢神经系统活体MRS 研究使用的是氢核，但是使用其他原子核可获得大量的互补信息，如碳核（ 13 C ）、钠核（ 23 Na ）、氧核（ 17 O ）、磷核（ 31 P ）和钾核（ 39 K ） 。使用这些原子核的研究已经获得了对脑能量代谢和功能的深刻认识，其中的数项研究结果见第二篇和第三篇。因为这些原子核比氢核在更高的磁场下敏感性增强，所以超高场强系统如7T 更加普遍地成为标准。 在这一篇中，我们讨论这些原子核的应用状况和发展前景，以及如何在脑代谢和功能的临床诊断和基本认识中增添更多的信息。 在第二十二章中，Keith Thulborn 博士和Ian Atkinson 博士提供关于钠核、氧核和磷核MRS、MRSI 和MRI 最新进展的简介，并描述了在超高场强下进行钾核成像的可能性。钠核和钾核磁共振成像对检测可能严重影响脑功能的临床电解质失衡具有巨大的发展潜力，甚至可能成为一种更为直接的功能成像方式。作者进一步在这些测量结果的临床应用中提出了生物学标度（bioscales）的概念，为超越常规MRI 和 1 H MRS 提供了一个强有力的论据。 在第二十三章中，Henk De Feyter 博士和Douglas Rothman 博士讨论了 13 C MRS 结合 13 C 标记的脑底物（brain substrate）（如葡萄糖和乙酸）的方法和应用。尽管由于需要注射稳定同位素使之成为MRS 中最具挑战性的领域之一，但也已经为脑功能和疾病提供了新的认识并对各种临床疾病（包括阿尔兹海默病、健康老年人、恶性肿瘤、发育障碍、糖尿病、抑郁症和卒中）显示出高度的敏感性。这也是可用于研究人体细胞类型特异性代谢（cell type-specific metabolism）及谷氨酸和γ-氨基丁酸能神经传递的唯一方法。 使用 13 C MRS 的另一个限制是其敏感性比 1 H MRS 相对较低，导致空间分辨率也相对较低。虽然可使用反转 1 H- MRS 特别是在高场强下来解决，但是总体可实现的空间分辨率仍远低于PET 扫描和其他代谢成像方法。不过，最近超极化 13 C MRS 的发展已经克服了这种局限性。MRS 信号与平行和反平行于主磁场的核自旋数量的差异成正比。通常情况下，超额量是核总数的一小部分，但是由于 13 C 标记前体在注射前超极化使超极化 13 C MRS 的检测敏感性（以及原则上的空间分辨率）可提高超过10 000 倍。在第二十四章中，Brian Ross 博士描述了脑超极化 13 C MRS 的研究现状。由于超极化 13 C MRS均难以在常规MRS 扫描中完成，而且也难以将超极化化合物在其通过驰豫恢复到正常极化水平（失去增强效应）之前输注入大脑，使这项应用非常具有挑战性。不过，本章中描述的最新突破性进展有望对患者实施这样的超极化 13 C MRS 扫描。 第四篇 非质子磁共振波谱的应用 目录 第二十二章 人脑钠、氧、磷、钾定量代谢磁共振成像：生物学标度临床应用的原理 第一节 引言 第二节 定量分析磁共振信号的合理性 第三节 磁共振信号的定量分析 第四节 定量 23 Na 磁共振成像的临床应用 第五节 定量 17 O 磁共振成像的应用前景 第六节 定量 3 1 P 磁共振成像的应用前景 第七节 定量 39 K 磁共振成像的应用 第八节 小结 参考文献 第二十三章 碳（ 13 C）磁共振波谱 第一节 引言 第二节 谷氨酸-谷氨酰胺循环及神经元和神经胶质细胞能量转换的动物与细胞模型研究 第三节 活体人脑的 1 3 C MRS 研究 第四节 人体 1 3 C MRS 研究的未来展望 第五节 小结与结论 参考文献 第二十四章 脑部超极化磁共振成像与波谱 第一节 引言 第二节 从超极化MR 研究中通过动力学分析导出活体代谢率 第三节 超极化MR 在神经科学和神经病学中的未来发展方向 参考文献 （李 龙 李建奇 杨蕊梦 译） 本文由刘四旦摘编自 （英）斯塔格（Stagg, C. J.）、（美）罗思曼（Rothman, D. L.） 主编， 李龙 等译《 脑磁共振波谱学：神经科学研究的工具和最新临床应用 》一书。 《 脑磁共振波谱学：神经科学研究的工具和最新临床应用 》以磁共振波谱技术在神经科学中的应用为主线，详细描述了人脑活体磁共振波谱的采集技术和定量分析方法，阐述了磁共振波谱信号的生物化学基础，总结了质子磁共振波谱在神经科学研究和临床实践中的应用，探讨了非质子磁共振波谱的发展前景，全面介绍了磁共振波谱学在神经科学研究和临床实践中的最新进展。本书将有力地促进神经科学研究者和临床医师熟练地将磁共振波谱技术应用于科学研究和临床实践。 本书既是一部神经影像学专著，也是一本临床神经科学的优秀教材。适合于从事神经科学、神经影像学、神经病学、精神病学与精神卫生学、神经生物学、神经心理学、应用心理学、临床心理学等学科的科研人员、临床医师和研究生参考。

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神经科学最新研究成果分享

热度 1 WileyChina 2015-7-17 10:16

聚焦神经科学特刊 Developmental Neurobiology From Maps to Circuits: Models and Mechanisms for Generating Neural Connections 该特刊发表了多篇有关 神经地图的论文 ，并指出该领域仍处于高速发展时期。其还展示出跨越多种模型映射系统的理论和实践工作成果。 点击此处限时免费阅读 Developmental Psychobiology Developmental Plasticity in the Control and Functional Recovery of Motor Behavior 本刊从发展的角度，探讨了 控制运动神经系统的可塑性是否可以促进机能的恢复 这一问题。 点击此处限时免费阅读 Genes, Brain and Behavior G2B Annual Reviews Issue 该年刊记录了 Stress-related最新进展 ，这些文章为基础研究和临床工作领域构建了桥梁。 点击此处限时免费查看 Journal of Neuroscience Research Brain Energy Metabolism: How Energy Metabolism Shapes Brain Function 该特刊分别在健康和疾病时期，探索了 脑能量代谢问题 。学者就衡量脑能量代谢的新方法、脑能量代谢的可维持机制，以及脑损伤对脑能量代谢的干扰问题进行了探讨。 点击此处限时免费阅读 Neuropathology and Applied Neurobiology Vascular Pathology 血管疾病 是神经病理学具有广泛的临床意义的一个重要领域。作为“英国神经病理学暑期学校：遗传与病理生理学”的补充，该领域的研究进展最近发表在本刊中。 点击此处限时免费查看 顶级期刊优秀论文 Autism Research 关于 自闭症障碍患者是否具有可预测性行为 的研究(本文中开放获取)，对医疗诊断和治疗、识别病因子组具有重要意义。 Patterns of Risk for Multiple Co-Occurring Medical Conditions Replicate Across Distinct Cohorts of Children with Autism Spectrum Disorder Brain and Behavior 研究人员开发了 一系列脑电图范例以探索认知的核心方面 ，该过程无需运动反应。研究人员还利用健康对照组来测试这种方法的灵敏度。 A P300-based cognitive assessment battery European Journal of Neuroscience 研究人员为P300的新理论提供了证据： 神经的动态活动和决策的基本运算机制有关 。 The classic P300 encodes a build-to-threshold decision variable Hippocampus 30 多年来，越来越多的研究人员被 禽类海马结构的神经生物学组织 和其与显着的空间认知能力的关系所吸引。 The maturation of research into the avian hippocampal formation: Recent discoveries from one of the nature's foremost navigators Human Brain Mapping 研究揭示了 海马形状对成年人海马依赖认知老化的重要且独特的影响 。海马形状是认知老化的延迟策略的生物标志物，因此，研究的进程值得我们的关注。 Hippocampal volume and shape in relation to cognitive performance across the adult lifespan Synapse 研究人员揭示了 黑质和中脑顶盖的防御行为的作用机理 。 Recruitment of striatonigral disinhibitory and nigrotectal inhibitory GABAergic pathways during the organization of defensive behavior by mice in a dangerous environment with the venomous snake Bothrops alternatus The Journal of Comparative Neurology 研究发现，在已知无脊椎动物中， 头足类动物的垂直波瓣学习和记忆结构 最为复杂。 The gyri of the octopus vertical lobe have distinct neurochemical identities 生理角度看神经科学 The Journal of Physiology Interaction between visual and motor cortex: a transcranial magnetic stimulation study Experimental Physiology The heart is lost without the brain–the autonomic perspective Physiological Reports Activation of the habenula complex evokes autonomic physiological responses similar to those associated with emotional stress Inside the Books… Click covers and Browse 提名现已开放！ 第15届Wiley生物医学科学奖 该奖项用于表彰基础生命科学及应用生命科学领域突破性的研究。它旨在评选出 在生物系统和过程中具有影响力的杰出研究 。该国际奖项包含3万5千美元奖金。

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NERUOSCIENCE神经科学快报

WileyChina 2015-5-26 09:49

高影响研究 Annals of the New York Academy of Sciences : 神经病学与精神病学年特刊 This first contribution in a new specialissue series provides a dialogue between the fields while focusing on key advances in each area. Key reviews within the inaugural issue include those that comprehensively review the most recent advances in stroke prevention and animal models of Parkinson's disease to a review on autoimmune encephalopathies. 这本特刊是神经病学和精神病学年特刊系列的第一本特刊。特刊以各学科的主要进展为中心，收录了跨学科的对话。这本特刊内收录的只要综述文章包括了中风预防、帕金森病模型和自身免疫性脑病变的全面综述。 Developmental Psychobiology 特刊—早期生活经验模型的多样性：方法、益处和局限 Early-life caregiving or stress can shapethe architecture and function of the developing brain. This special issue focuses on models for understanding the ways in which early-life experience contributes to normal and abnormal development. 生命早期的看护和压力会塑造发育中的大脑的结构和功能。这本特刊通过关注早期生活经验模型来帮助理解早期生活经验中哪些因素会导致正常或不正常的发育。 European Journal of Neuroscience 特刊——听觉皮层 This Special Issue features peer-reviewed papers, nearly all based on invited talks presented at the 5th International Conferenceon Auditory Cortex, Towards a Synthesis of Human and Animal Research.” The issue includes two Open Access articles: 这本特刊收录了同行评审文章（几乎全都以第五届国际听觉皮层大会的特邀报告为基础）。“对人类和动物研究的合成。”特刊包括了2 篇开放获取文章： Mixed-complexity artificial grammar learning in humans and macaque monkeys: evaluating learning strategies Attention and prediction in human audition: a lesson from cognitive psychophysiology European Journal of Neurology 特邀综述文章 To celebrate the first full volume as theofficial journal of the European Academy of Neurology, this journal is publishing a series of invited review articles from European subspecialty experts covering topics of current interest 为庆祝欧洲神经病学学会（EAN ）官方期刊第一卷的发行， European Journal of Neurology 出版一系列特邀综述文章，由欧洲的行业专家撰写完成，覆盖了当下热门话题。 Synapse 特刊——神经科学超分辨率革命 Synapse is pleased to announce a collectionof timely review articles in this focused issue highlighting the impact andimplementation of super-resolution microscopy techniques in recent neuroscience research. Synapse 出版了一系列及时同行评审文章，最新研究中超分辨率显微技术的影响和实现。 关注脑中风 五月是美国的“全国脑中风关注月”，脑中风关注于的宗旨是——拯救每一个生命。我们很荣幸能呈现下列优秀的论文，并承诺 5 月整月这些论文都能免费阅读和分享。 Comprehensive Physiology The Control of Movement Following Traumatic Brain Injury Dorothy A. Kozlowski, J. Leigh Leasure and Timothy Schallert Experimental Physiology C e ntrally administered angiotensin-(1–7) increases the survival of strok e-prone spontaneously hypertensive rats Robert W. Regenhardt, Adam P. Mecca, Fiona Desland, Phillip F.Ritucci-Chinni, Jacob A. Ludin, David Greenstein, Cristina Banuelos, JenniferL. Bizon, Mary K. Reinhard and Colin Sumners JAHA: Journal of the American HeartAssociation Outcomes After Acute Ischemic Stroke in the United States: Does Residential ZIP Code Matter? Shikhar Agarwal, Venu Menon, and Wael A. Jaber J ournal of Neurochemistry Rapid mitochondrial dysfunction mediates TNF-alpha-induced neurotox icity Danielle N. Doll, Stephanie L. Rellick, Taura L. Barr, Xuefang Ren and JamesW. Simpkins International Journal of Stroke Global Stroke Statistics Amanda G. Thrift, Dominique A. Cadilhac, Tharshanah Thayabaranathan, GeorgeHoward, Virginia J. Howard, Peter M. Rothwell and Geoffrey A. Donnan 从跨学科的角度看心理健康 除了美国的“全国脑中风关注月”，五月也是关注心理健康、焦虑、抑郁症认知、儿童心理健康等问题的月份。我们在此感谢在神经系统科学和其它相关领域作贡献的工作人员。 关注 Genes, Brain and Behavior Reviews Epigenetics and memory: causes, consequences and treatments forpost-traumatic stress disorder and addiction The GAD65 knock out mouse – a model for GABAergic processes infear- and stress-induced psychopathology 关注显微镜学研究和技术 Mapping brain circuit function in vivo using two-photon fluorescence microscopy 关注心灵、大脑和教育 Neurobiological Processes of Risk and Resilience in Adolescence: Implications for Policy and Prevention Science Journal of Child Psychology and Psychiatry 特刊中的 开放获取文章 Capturing the dynamics of development and psychopathology: fromneural circuits to global trends 期刊新闻 Journal of Comparative Neurology 皮层进化特刊即将上市！特刊将包括原创研究和综述，这些文章强调了大脑皮层进化中解剖学、遗传学和发育过程的全新概念。 新书——书展区

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神经科学最新成果分享

WileyChina 2015-4-30 09:32

神经系统科学 Hippocampus 期刊编委获得诺贝尔奖！ 卡罗林斯卡医学院的诺贝尔大会授予 JOHN O’KEEFE, MAY-BRITT MOSER, 和 EDVARD I. M OSER 2014 年诺贝尔生理学或医 学奖 （照片从左到右），以奖励他们发现的大脑中构成定位系统的细胞—内在的 “ GPS ”，这些细胞能让我们在空间中定位、知道我们所处位置和找到一个地方到另一条地方的道路成为可能。 点击进入诺贝尔奖主页查看更多信息 Hippocampus 期刊介绍 期刊中文名：《海马》 影响因子： 4.302 2013 年期刊引证报告排名（ JCR Rank ） : 61/252 (Neurosciences) 期刊简介： 《海马》 Hippocampus 为对神经生物学中海马结构及相关构造感兴趣的研究者们的时下信息交流提供了一个论坛。送交的关于与海马结构的关系的文章会经过公平和充分的评估，合格的文章主旨应该涉及海马结构本身或者海马结构与其他大脑区域的相互作用。这份杂志的范围很广泛：来自基础科学所有学科领域的单一的或多学科实验性研究，理论性文章，研究为理解中心神经系统充当模型的海马准备的文章，关于临床研究的文章，以上文章都可考虑发表。此刊编辑特别欢迎能够有助于海马结构功能认识的文章投稿。 EUROPEAN JOURNAL OF NEUROSCIENCE 编委会迎来新主编 （左： Bolam 教授，右： Foxe 教授） 欧洲神经科学学会联合会（ FENS ）宣布 Paul Bolam 教授（牛津大学）和 John Foxe 教授（爱因斯坦医学院）将成从 2015 年 1 月起担任 European Journal of Neuroscience (EJN) 《欧洲神经科学杂志》（ FENS 的官方期刊）的新主编。 “我们对 EJN 都有强烈地热情， EJN 是一本历史悠久的国际性神经科学期刊。 EJN 是属于您的期刊，我们将会对它、也对您负责。在带领 EJN 前进的过程中，我们期待与世界的神经科学研究社群互动。“— Bolam Foxe （ 点击阅读主编寄语 ） EJN 第一任主编谈 EJN 的建立（点击阅读） 最新一期虚拟刊—限时开放获取 （点击进入） 最佳出版物 （点击图片即可了解更多） 顶级期刊的最新研究文章 Journal of Neurochemistry This meticulously performed study, which used a comprehensive combination of both in vitro (cell culture) and in vivo (rat/mouse) models, contributes significantly to clarifying the mechanisms of brain injury and recovery after intracerebral hemorrhage (ICH). Read it here free for a limited time! （限时免费开放） ● Cleaning up afterICH: the role of Nrf2 in modulating microglia function and hematoma clearance Synapse New research indicates that ABP688 may be appropriate for examination of the in vivo occupancy of the mGluR5 therapeutic drug fenobam. To the authors’ knowledge, this is the first use of PET to characterize fenobam, albeit preliminary. Read more, article will be open for a few more days … ● Dose-dependent,saturable occupancy of the metabotropic glutamate subtype 5 receptor by fenobamas measured with ABP688 PET imaging Aging Cell – Now Fully Open Access!! Anatomic studies in healthy older adult brains identifies the networks more vulnerable to atrophy and loss of structural associations that could help to discriminate healthy aging from neurodegeneration. Read this Open Access article! ● Associationsbetween age and gray matter volume in anatomical brain networks in middle-agedto older adults Biotechnology and Bioengineering Don’t miss this research that describes safe and efficient delivery of molecular drug HIRMAb-IDS across the Blood-Brain Barrier to treat Hunter syndrome … Read it here! ● Insulin receptorantibody-iduronate 2-sulfatase fusion protein: Pharmacokinetics, anti-drugantibody, and safety pharmacology in Rhesus monkeys

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CNS Neuroscience & Therapeutics 精选特刊【氯胺酮|儿童癫痫】

WileyChina 2015-3-9 09:07

CNS Neuroscience Therapeutics 期刊介绍 CNS Neuroscience Therapeutics （原名《 CNS DrugReviews 》），苏定冯教授主编，影响因子3.784 ，在药理学和神经科学领域内排名分别为46/256 和 81/252 。主要刊登神经科学及临床治疗方面的原始论著和综述，重点关注神经精神类疾病，如卒中、帕金森氏病，阿尔茨海默氏病，抑郁症，精神分裂症，癫痫症，和药物滥用等。 杂志采用在线投稿，评审周期短，85% 的投稿在一个月内决定。月刊，出版速度快，稿件接受至在线出版平均时间为45 天。 特刊之一： Ketamine Revisited 特刊特邀编辑： Frederic Dorandeu 出版时间：2013年6月 Volume 19, Issue 6 Pages 369-460 特刊简介： Ketamine （氯胺酮）在 1962 年首次合成，是一种短效的麻醉剂，可单独使用或与其他全身或局部麻醉复合使用。在氯胺酮发明 50 周年之际， CNSNeuroscience Therapeutics 出版了 一 期特刊，发表了 10 篇特邀综述，详尽介绍了 Ketamine 的药理学最新进展，及其在麻醉、镇痛、抗抑郁、神经保护等方面的作用，以期读者能全方面地了解 Ketamine 的特性。 点击阅读特刊之一 特刊之二： Interdisciplinary Chemical Approaches for Neuropathology 特刊特邀编辑： GiuseppeDi Giovanni and Rona Ramsay 出版时间：2014年7月 Volume 20, Issue 7 Pages 571–701 特刊简介： 大脑内的单胺类神经递质在众多神经精神疾病中起重要作用，针对这些递质，设计新药并做生物学评估是疾病治疗的关键。此期特刊是欧盟 COST Action CM1103 “Structure-Based Drug DesignFor Diagnosis And Treatment of Neurological Diseases: Dissecting and ModulatingComplex Function in the Monoaminergic Systems of the Brain” 的跨学科协作成果。 点击阅读特刊之二 特刊之三： Basic Mechanisms of Pediatric Epilepsy 特刊特邀编辑： CarlosCepeda and Jie Wu 出版时间：2015年2月 Volume 21, Issue 2 Pages 71-214 特刊介绍： 儿童癫痫发病率高，但受到的关注甚少。在此期儿童癫痫基本机制的特刊中，我们汇集了该领域十几位顶尖学者的综述和原始论著，希望能帮助读者对儿童癫痫这一疾病有全面的了解。 点击阅读特刊之三

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神经科学类期刊影响因子及相关内容推荐

WileyChina 2015-2-26 09:54

期刊影响因子发布 感谢我们的编辑、作者、审稿人、研究者和读者！ Developmental Neurobiology 4.189 Developmental Psychobiology 3.163 Glia 5.466 Hippocampus 4.302 Human Brain Mapping 6.924 Journal of Neurochemistry 4.244 同行评审内容规则 以下的“必读研究”系列文章 限时开放 ——赶快来阅读然后分享给更多的人吧！ European Journal of Neuroscience This new Research Report highlights a model of chronic fatigue syndrome, in which the authors deciphered a multistep cascade which starts with the stimulation of the immune system (with a viral mimic) and ends with altered serotonin transmission. Induction of interleukin-1β by activated microglia is a prerequisite for immunologically induced fatigue. Masataka Ifuku, Shamim M. Hossain, Mami Noda and Katafuchi Journal of Comparative Neurology Using 3-T magnetic resonance spectroscopy in healthy neonates, children, and adults, scientists identify key age-related metabolic changes within the brain. Early metabolic development of posteromedial cortex and thalamus in humans analyzed via in vivo quantitative magnetic resonance spectroscopy A ndrew J. Degnan, Rafael Ceschin, Vince Lee, Vincent J. Schmithorst, Stefan Blüml and Ashok Panigrahy Journal of Neurochemistry Linking two of the most prevalent diseases, Parkinson’s and diabetes,this articlehas broad societal impact. How to preserve or restore health in an aging society has been drawing vast public interest lately; this study initializes possible interventional approaches towards that goal. Diet-induced obesity accelerates the onset of terminal phenotypes in α-synuclein transgenic mice Carola Rotermund, Felicia M. Truckenmüller, Heinrich Schell and Philipp J. Kahle Synapse Researchers find differential effects on the developing brain of prenatal exposure to VPA with implications for autism spectrum. Prefrontal cortex, hippocampus, and basolateral amygdala plasticity in a rat model of autism spectrum Nuvia Sosa-Díaz, Maria Elena Bringas, Marco Atzori and Gonzalo Flores Online Only和Open Access内容推荐 您可以在 Journal of Neurochemistry 上发表开放获取文章 点击这里查看更多相关信息 Open Access Online Only Online Only Online Only 访问 Wiley Online Library ，查看最新神经科学期刊文章 查看发表在 Open Access 和 Online Only 上的研究

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年轻人的血液是返老还童的灵丹妙药？

热度 3 medjaden 2015-2-10 15:01

通过炼丹术追求长生不老或返老还童是中国历代皇帝的梦想和追求，最近的科学研究似乎向其迈近了一步：科学家们认为血液中含有某种致年轻因子。 由加州大学和斯坦福大学科学家发表在《自然-医学》的研究发现输过年轻小鼠血液的老年小鼠的认知功能和突触可塑性（学习与记忆的一种机制）可以得到明显改善，该效应是由血液中的一种调节大脑功能的蛋白质Creb介导的。相反，输过老年小鼠血液的年轻小鼠的认知功能和突触可塑性受到损害。而几乎同期发表在《科学》杂志上由英国伦敦大学学院和哈弗大学的科学家完成的研究发现，年轻血液中的循环蛋白生长分化因子(GDF11)可使得老年鼠的肌肉年轻化，使老年鼠变的更强壮。同时由于肌肉功能增加而使老年鼠的耐力增强，同时还可诱发老年鼠的血管重塑、增加神经元发生、改善嗅觉识别。另外，发表在《血液》杂志的研究也表明老化的造血干细胞是可以被多能干细胞（iPS）重新改造并恢复其造血功能的。这些研究表明返老还童也不全是梦想，很可能在未来会实现的。 美捷登编辑：Dr. Yufeng Xie 文献链接： http://www.nature.com/nm/journal/v20/n6/pdf/nm.3569.pdf http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4104429/pdf/nihms602399.pdf http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24797482 http://www.bloodjournal.org/content/121/21/4257.full-text.pdf+html 美捷登版权www.medjaden.com欢迎转载，转载请勿修改内容 欢迎关注我们的微信

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数学、物理与人脑之谜

热度 5 aejj 2015-2-9 10:22

“入行”也有段时间，尤其最近与不少教授或者同学有机会交流，星期五在 IU ，从早上 8 点到午夜，耳朵和嘴巴几乎就没停过——当然不止是讲话和听人讲话，还有吃东西和喝酒，对我们都是免费，所以我也就敞开了喝，吧台上所有牌子的啤酒几乎顺着一样来了一瓶，台上乐队弹着摇滚。吉他手是这里神经系的主任。 我继承了喝高一点就要谈天说地的习惯，晕晕乎乎地与刚认识的朋友 R 大侃人生和科学一晚上。他在神经细胞层面做偏生物和化学方面的研究，一听到我的方向是计算神经，连连说这才是神经科学的核心、神经科学中的战斗机，甚至听到我对人工智能——不管是之前的还是现在的——都有点意见的时候，他都快要生气地说你怎么能这么讲人家 AI 呀，那可是我渴望做而做不了的东西。 于是我一个生物知识只有高中生水平的、初中高锰酸钾制氧气那样的实验都要把水和粉末撒的一桌子都是的人，喝了点小酒以后开始大言不惭地劝他说对生物现象的观察和实验是多么重要，从托勒密到人工智能，聪明的数学家和理论家们犯了多少低级错误，那样的错误，甚至有时候对于数学技巧更好的人，还更容易犯呢。 R 将信将疑，我说，这个体会可不是只有我才有，前两天还有两位用统计物理和数学搞神经的教授跟我这么说呢。一位跟我说的类似，说很多数学家、物理学家和计算机科学家得意地把他们在自己领域的东西用到神经或者生物上，很多犯了错、或者即使没错，也只做了些无用功或者意思不大的东西。另一位教授，我跟他说我还要多学点物理，他说看你这个样子，有些物理你怕都可以自己学，但是生物，更需要某种 intuition ，说不定还更难学呢。 就连我现在的导师，她早年也是做计算和生物物理的，但是现在她更主要是在做行为和生理了，我问过她怎么回事，难道不再相信对神经有数学和物理上的解释了，她说倒不是不相信，而是她觉得最终做不出来，太困难了，不仅仅她做不出来，她觉得没有人能最终做出来。 我的新朋友有点服气了，但是他还是说，自己依然坚信神经科学的最终答案在数学和物理中。我想了想，把现在理论物理的终极大 boss 威腾搬出来，我为了先震慑他一下，说大名鼎鼎的霍金只是做了一个广义相对论里的具体工作，而这个叫威腾的人才是把今天理论物理统一在更大的弦论里的人，才算是今天的爱因斯坦。他一听到“弦论”，眼里也生出景仰的目光。 我跟他讲，威腾觉得现在的物理学根本没有解释神经科学的可能，他完全看不到这样一种可能性，因为如果这是可能的，已知的所有物理基本定律都要彻底地改，而他也完全看不到怎么个改法。 我的朋友终于差不多信服，但是又觉得失望，咽了一大口酒，嘴里 f*** 了一声。我说，是啊，当你这么去想一下之后，会觉得这还真是可怕， it ’ s so scary 。 不过，我还没告诉 R 的是，威腾在说完那些话之后，接着说他觉得人脑将会是永远的迷；我也没有告诉 R ，我第一次听到威腾说这些时，一下子忽然觉得快哭出来，不过不是失望，而竟然是一阵感动。 我跟 R 说，我其实依然相信有人脑之谜被数学和物理解开的那么一天，只不过可能离我们有点远或非常远，也许二十年，也许两千年，我们现在可能等待的还只是神经科学里的伽利略，或甚至托勒密都说不定。他一下子却又乐了起来，说，嘿，说不定更糟，现在的神经科学，也许只是像史前第一个在夜色中抬起头的人，发现原来夜空中还有个月亮啊… .. 午夜过后，曲终人散，我们各自要回去睡觉，他想抽根烟醒醒酒，便抱怨美国的房子里不能抽烟。我说你来中国吧，中国想执行室内禁烟都没办法，因为中国人要炒菜，房子里是不能装烟雾报警器的。即便在美国，就算报警器炸了天一样响，也不能禁止我们中国人在没有抽油烟机的厨房里，云腾雾绕地炒中国菜。

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请教科学岀版社推荐的新书

dsm9393 2014-12-3 11:58

请教科学岀版社推荐的新书 今天笔者在科学网头版看到一篇博文： 神经科学中悬而未决的问题 精选 本文引用地址： http://blog.sciencenet.cn/blog-528739-848068.html  笔者对这篇文章提岀一些疑问和看法： 神经系统和脑的悬而未决的问题，迥然不同于物理学、化学，乃至一般来说生物学中的那些问题。笔者是业外人士，对这种说法有不同看法，其原因是： １. 夲书列出的例子不是无人关注，中国传统文化和中医理论都认为是心主导，不是脑主导。这是东、西方文化差异的起源，不可偏颇，否认一方。关于心的主导内在含义与机理尚难说清。 2． 这夲书是沿着脑科学思路探索，是从微观层面向纳观层面转化，而纳观层面不清楚的问题很多，会提出很多新名词和新的说法，这是必然。 3. 如果脑科学研究者跳岀自已的知识框架，用物理学、化学、电学、电磁学的知识去探索，会有不同的见解。 4. 就脑神经回路而言，夲文未提及，至今脑神经学科专家说不清：人的活动、思维、心理等是心还是脑主导？心与脑谁主导？ 5. 脑科学家承认有脑神经回路和网络，请问人的能源中心在哪里？人体内有多少种能源？如果能源中心说不清，又怎样界定脑神经回路的性质？尽管现在有人用电极取出脑电信号，而且驱动假肢，机理如何解释？ 总之，笔者看了这篇博文疑惑多多。

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请教科学岀版社推荐的新书

热度 1 dsm9393 2014-12-3 11:54

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Wiley实验室指南(Current Protocols)在线讲座免费注册【神经学】

WileyChina 2014-9-24 10:51

Wiley实验室指南Current Protocols在线讲座 神经性炎症模型：在神经退化与重生研究中的使用 注册地址： http://view6.workcast.net/register?pak=7048743581815943 时间： 2014 年10 月8 日（周四）0:00am – 1:00am （Beijing Time) Tuesday, October 7, 2014 at 12pm-1pm EDT (09:00-10:00 PDT; 17:00-18:00 BST; 18:00-19:00 CEST) 主讲人介绍 ： M. Kerry O’Banion 博士 目前任职于罗切斯特大学医学与牙医学院，担任神经生物学与解剖学系教授及代理系主任，已在神经性炎症领域内开展研究近20 年。O’Banion 博士于1987 年毕业于美国伊利诺伊州香槟分校，获得医学博士学位；1987-1991 年间他作为博士后及讲师在罗切斯特大学生物化学系Donald Young 博士的实验室里工作。在这段时间里， O’Banion 博士 主要的工作是在研究 糖皮质激素在转化细胞表型的快速 适应过程中的作用导致 环氧合酶 -2 的识别和繁殖，还有糖皮质激素在炎症中的重要作用。1991 年，O’Banion 博士被任命为罗切斯特大学神经学副教授，主持一系列研究，主要利用细胞培养模型和人体组织探究环氧合酶以及神经性炎症在阿尔茨海默症病理中的地位。后来在他与John Olschowka 博士及Stephanos Kyrkanides 的长期合作中，将这些研究都扩展到了动物模型的阶段。除了阿尔茨海默症，O’Banion 的实验室还开展了其他神经退化疾病的研究，目前他的主要研究方向是海马的神经发生中神经性炎症以及神经中枢系统接触辐射后的损伤。他的实验室已经接受了NIA,NIAID, NIEHS 和 NASA 提供的资金支持。O’Banion 博士的工作不仅只是研究，他还主管罗切斯特大学的医学家培养项目，培训60-65 名博士学生。 主持人： Gwen Taylor， Wiley 高级开发编辑兼Current Protocols在线讲座项目主管 讲座内容介绍： Neuroinflammation , definedas the activation of endogenous glial cells and their complex interplay withother cell types via cytokines, chemokines and other factors, is a component ofall central nervous system (CNS) injuries, infections, and neurodegenerativediseases. Althoughneuroinflammation is a normal response to CNS injury, a great deal of emphasishas been placed on its potential negative effects and how these might be modifiedto effect better outcome in CNS disorders. To this end, multiple models of neuroinflammation have been developedfor use in preclinical animal studies. In this webinar, Dr. KerryO’Banion (Universityof Rochester) will discuss several different models of neuroinflammation andprovide an overview of their use in studies of neurodegenerative disease. Emphasis will be placed on differencesbetween the models, including considerations for their implementation and limitationsin interpreting results. 主要学习目标: · Approaches used to elicit neuroinflammation inanimal models · Considerations for selecting specificapproaches · The information that can be gleaned from thesetypes of experiments 讲座主要目标人群： · Those interested in neuroinflammation and itscomplex role in brain injury and neurodegenerative disorders · Scientists who need to become knowledgeableabout designing experiments that investigate the effects of neuroinflammationin CNS disease processes 涉及Wiley实验室指南（currentProtocols）以及延伸内容： 神经科学/药理学/小鼠生物学/细胞生物学/干细胞生物学 细胞与分子生物学/神经病学/病理学

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两种神经科学间的选择

热度 4 aejj 2014-6-3 22:11

去年大半年的时间，除了完成最后一学期音乐学院的生活，最重要的就是决定接下来的路怎么走。我决定不继续在音乐学院待下去搞演奏（关于音乐学院我以后会再写），而是重新回去读科学。 两年前的时候，很多路和选项可以摆在我面前，这种选择的奢侈让人幸福又苦恼。在音乐学院里除了实现我学音乐的愿望之外，我也终于有时间沉淀之前发展出来的诸多兴趣，并且探索将它们变成为我以后职业的可能。我找到的第一条意想不到的路是将我之前对认知科学、语言学的兴趣，和音乐理论以及我新近了解的认知神经科学结合在一起的可能。这是一个30年以前才诞生，最近十几年才有一些成熟的理论和实验研究的领域。我在大半年的业余时间里几乎读通了这个领域的所有重要的分支的文献。我知道凭我的潜力和背景，在这样的领域做出东西只是时间的问题。我最后在没有任何心理系课程和实验经历的境况下只申了一个相关方向的认知心理学系就被录取。我同时还试着写理论语言学论文，并且申了几个美国最好的语言学系、同时也有可能做语言学与音乐的地方，虽然多半被拒绝，但是他们有的也告诉我，我的雄心让他们印象深刻，其实我差的也就是再多有几门系统的、或者门面上的语言学课程的成绩单。毕竟我申的方向几乎从头到尾我都只是自学过，即便进步飞速，要直接和在语言学系呆了四年甚至六年，经历满满的人争那么几个名额，几乎不可能的。我也考虑过申请音乐理论系，这边音乐理论系的系主任知道我的情况，就是他私底下考了几个试以后给我免了几乎所有本科的音乐理论和音乐史的课程补课要求（因为我来音乐学院之前除了自学，也没有任何修过音乐课的记录，所以我的钢琴硕士录取上本来有一堆其它的课要补），他听了我的方向，看过我写的论文，给我开了七八个可以做这些东西的最顶尖的音乐理论系的大学和教授名单，然后说随便报，你录取肯定没问题。我最终考虑到几乎申请截止的最后一刻，想想申请铺的也实在太开了，而没有去报音乐理论系。 另一方面我其实一开始就对自己的这个选择感到有点不踏实。对于语言或者音乐方向的认知神经科学来说，一大感觉就是研究的对象太高，而方法和成果都太不过瘾。一个这样的新兴学科的好处就是容易上手，而且重要的问题还没有被回答，甚至刚刚被提出来。认认真真做几年也许就能有一些有分量的研究甚至开拓性的发现。但是不好的地方就是因为学科新，方法和结果可能会很基本和琐碎。在实际中，好的坏的研究鱼龙混杂，甚至有时候整个学科的方法和基础都不是很清楚。 就是在这个时候发现了另外一个学科，计算神经科学。虽然也是一门新兴的学科，但是方法上用的是相当传统的数学和物理。方法的严密自不用说，研究的对象也很踏实，至少每个神经元都看得见摸得着。要说问题，可能就是这样的神经科学离回答像语言、音乐甚至意识这样的大问题还差的很远，现在的计算神经能很好地研究几百个神经元的机制便了不起了，但是像语言和音乐这样的现象随便就涉及数百万个以上的神经元，根本没法严密地研究。 但是能用数学和物理研究神经和大脑本身，即便在很基础的层面上，已经足够让我兴奋了。在偶然撞到这门学科之前，我其实不知道神经科学已经发展到了如此地步：科学家们在研究大脑上已经不是自顾自地构建一些复杂、但和实际的大脑没什么太大关系的人工神经网络，而是可以和神经科学的实验和大脑的现实紧密的结合，开始严密地深入一些复杂而微妙的神经和大脑机制。 所以我最终面临着两种神经科学之间的选择，一种面对那些我最关心的大问题和现象，比如语言和音乐，但是方法和结果上不过瘾或者不那么令人信服；另一种有严密的方法和对象，但是离大脑最重要的问题还差得很远。所有神经科学家都希望这两种神经科学有一天能对接到一起，不过想想在哪怕相对来说简单的多的物质科学层面，物理和化学仅仅在基本原理上的”对接“都花了两百多年，面对大脑这样复杂的现象，不知道融合的一天什么时候能够到来。 最终我也幸运地争取到了物理系和计算神经科学系录取。我最后放弃了做语言和音乐的心理学和认知神经科学的机会，选择了计算神经，暑假去做计算神经的第一个研究，关于啮齿动物的嗅觉神经建模。这个选择也让我以曲折和想不到的方式回到了从前喜欢的物理，并且把我对物理和对人脑的兴趣结合到了一起。我当然希望在很远的将来有一天我能以我觉得踏实的多的方式，重新审视那些关于人脑最终极和最令人困惑的大问题上。当然连乔姆斯基在五十年之后都看不到他的理论被神经科学验证的丝毫可能性，我不知道如果我活到他那么大的岁数，能看到多少我想看到的进展和发现。 今天和我两年前在山里读书时的心态完全不一样，两年前，人生的很多可能性都还在像我敞开（或者至少是我认为是这样），我也能设想自己会去热烈地拥抱那些完全不同的可能性中的任何一种；而在今天，那些可能性已经或融合或汇聚，告诉我接下来的方向。今天的我已经可以告诉自己，我人生最想实现的那么几件事是什么，它们怎样通过接下来二十年以上的一步一个脚印的努力有可能得到实现。 这样一个转换比我当初转换到音乐学院似乎还要艰难。（当然就我个人的体验，学习音乐演奏的难度要比我上面提到的学很多学科都大，我曾看过张五常有点夸张的建议，说除了音乐表演，其他东西什么年龄学都不会太晚。）除了学习和申请本身带来的压力，还有终于要踏入现实生活所必须面临的种种琐碎。我依然不知道未来会发生什么，我二十年以上的雄心会不会不出两个月就遭遇什么变故或者我能力的局限。我现在才走出第一步，甚至要复习一些大一物理里一些忘掉的内容。但是知道自己要做什么，不管发生什么，去死不回头地做也就是了。

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2014年卡夫里奖（Kavli Prize）揭晓

热度 1 zhpd55 2014-5-30 09:48

2014 年卡夫里奖（ Kavli Prize ）揭晓 诸平 2014 KAVLI PRIZE NANOSCIENCE Recognized “for their transformative contributions to the field of nano-optics that have broken long-held beliefs about the limitations of the resolution limits of optical microscopy and imaging. Thomas W. Ebbesen Université Louis Pasteur Université de Strasbourg, France Stefan W. Hell Max Planck Institute for Biophysical Chemistry, Germany Sir John B. Pendry Imperial College London, UK 据 CEN 网站 2014 年 5 月 29 日 报道， 2014 年度的卡夫里奖（ 2014 Kavli Prize ）已经揭晓。奖项涉及在光学成像（纳米光学 nano-optics ）以及天体物理学和神经生物学的突破性成就。 2014 年度的卡夫里纳米科学奖授予了法国斯特拉斯堡大学（ University of Strasbourg ）物理化学 托马斯 · 艾布森 （ Thomas Ebbesen ）教授 ; 德国哥廷根（ Gottingen ）的马克斯 · 普朗克生物物理化学研究所（ Max Planck Institute for Biophysical Chemistry ）生物物理学家斯蒂芬·黑尔（ Stefan Hell ）以及伦敦帝国理工学院（ Imperial College London ）的物理学教授约翰·彭德里（ John Pendry ），以表彰他们在纳米光学领域的革命性贡献，打破了我们长期固有的观念 —— 关于光学显微镜和成像的分辨率受限的局限性。 美国加州大学洛杉矶分校（ University of California, Los Angeles ）的化学和生物化学教授、加州纳米系统研究所（ California NanoSystems Institute ）所长保罗 · 韦斯（ Paul Weiss ）在新闻发布会上，宣布 2014 年卡夫里纳米科学奖获奖者情况时说到，获奖者已经做了许多基础性的发现 ,“ 他们所做的就是教我们如何重新认识光学。 ” 黑尔能够通过利用一个环状的线圈，弱化照射其上光线，大大减少探测光点的大小。该策略导致光点很小以至于可以与生物学规模相匹配。韦斯认为 “ 他（ Hell ）已经成为仪器开发的冠军。 ” 艾布森开发了允许光有效穿越小于其波长的洞孔的方法 , 通过重组洞周围的材料而达到上述目标。而彭德里解决了 “ 完美的镜头 ” 问题，发明了削弱折射光的方法 , 使得科学家能够解决小于观察光的波长的物体图像问题。 自 2008 年以来 , 挪威科学与文学院已经每两年授予三个 Kavli 奖即天体物理学奖、纳米科学奖和神经科学奖，奖金 100 万美元。如果说 2008 年是第一届， 2010 年是第二届， 2012 年是第三届，则 2014 年就应该是第四届卡夫利奖了。该奖是以已故的科学家、慈善家弗雷德·卡夫里（ Fred Kavli ， 1927-2013 ）而命名的奖项，弗雷德·卡夫里是一位美籍挪威人，物理学家、企业家、商界领袖、创新者和慈善家，致力于支持对人类有积极影响的研究和教育事业。他与 2013 年 11 月去世 , 享年 86 岁。 “卡 夫 里奖”设立是 由 卡 夫 里基金会 和 挪威科学院 等共同设立的杰出国际科学奖，而 卡 夫 里基金会由 弗雷德 ·卡 夫 里（Fred Kavli）设立， 弗雷德 曾是商人和工程师，从小就对大自然充满好奇，并一直热爱科学。2000年，他把公司卖掉，换得3.4亿美元，此举让他从商界抽身，并凭借着雄厚的资金，开始赞助科学研究，他正在重温儿时的梦想——“探索宇宙，发展科学！”2000年12月，卡 夫 里基金会成立，总部设在美国加利福尼亚州的海滩城市圣巴巴拉。 2014 年卡夫利天体物理学奖授予了美国麻省理工学院（ Massachusetts Institute of Technology ）的艾伦 · 古兹（ Alan H. Guth ），斯坦福大学（ Stanford University ）的安德烈 · 林德（ Andrei Linde ）以及俄罗斯科学院的阿列克谢·斯塔罗宾斯基（ Alexi Starobinsky ），以表彰他们发现宇宙膨胀理论。 2014 KAVLI PRIZE ASTROPHYSICS Recognized “for pioneering the theory of cosmic inflation.” Alan H. Guth Massachusetts Institute of Technology, US Andrei D. Linde Stanford University, US Alexei A. Starobinsky Landau Institute for Theoretical Physics Russian Academy of Sciences, Russia 2014 年度的卡夫利神经科学奖授予了加拿大蒙特利尔麦吉尔大学（ McGill University ）的布伦达 · 米尔纳（ BrendaMilner ）、英国伦敦大学学院（ University College London ）的约翰 · 奥基夫（ John O’Keefe ）以及美国华盛顿大学医学院（ Washington University School of Medicine ）的马库斯·赖希勒（ Marcus Raichle ），以表彰他们在 神经网络的基本内存 研究方面的突出贡献。 2014 KAVLI PRIZE NEUROSCIENCE Recognized “for the discovery of specialized brain networks for memory and cognition. Brenda Milner Montreal Neurological Institute McGill University, Canada John O’Keefe University College London, UK Marcus E. Raichle Washington University School of Medicine in St. Louis, US 更多信息请浏览： http://www.kavlifoundation.org/2014-kavli-prize ； 卡弗里奖 _百度百科

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Elsevier《神经图像》SCI发文统计与投稿指南

wanyuehua 2014-2-20 13:58

NeuroImage 《神经图像》美国 ISSN:1053-8119 ， 1992 年创刊， 1992-1994 年出版第 1 卷 4 期，现全年出版 12 期 ， Elsevier Science 出版社 ， SCI 收录期刊， SCI 2012 年影响因子 6.252 ， 5 年影响因子 7.063 。 刊载应用于神经生物学基础研究的成像、图像合成和图像分析方面的论文。 该刊 JCR 中 2012 年神经图像排名第 2 位（ 14 种）， Q1 （一区）；神经科学排名第 26 位（ 252 种）， Q1 （一区）； 放射学、核医学与医学成像 排名第 3 位（ 120 种）， Q1 （一区）。 该刊 1994 年入选 SCI ，目前在 SCI 数据库可以检索到该期刊的 1994 年第 1 卷到 2014 年的第 85 卷 共 12245 篇文章，其中学术论文 9524 篇（包括会议论文 176 篇）、会议摘要 2081 篇、综述 381 篇、社论 142 篇、更正 103 篇、通讯 8 篇等。主要国家和地区分布：美国 5237 篇、英格兰 2189 篇、德国 2185 篇、加拿大 879 篇、法国 736 篇、日本 730 篇、荷兰 665 篇、意大利 590 篇、瑞士 480 篇、澳大利亚 340 篇、中国 332 篇（不包括台湾地区 139 篇）、比利时 312 篇、丹麦 297 篇等。 该刊每年出版的文献量和引文量 在 该刊发文的主要研究机构为英国伦敦大学学院（ UCL ） 602 篇、哈佛大学（ HARVARD UNIV ） 529 篇、牛津大学（ UNIV OXFORD ） 358 篇、加州大学洛杉矶分校（ UNIV CALIF LOS ANGELES ） 351 篇、美国国家精神卫生研究院（ NIMH ） 306 篇等。 9905 篇论文（仅统计学术论文、会议论文和综述）文章共被引用 392150 次（其中 2010 年被引用 43800 次、 2011 年被引用 50604 次、 2012 年被引用 59821 次、 2013 年被引用 64784 次、 2014 年被引用 6127 次），平均引用 39.59 次，年均引用次数 1867.31 ， H 指数为 212 （有 212 篇文章每篇最少被引用 212 次以上）。 中国学者在该刊共发表论文 332 篇（不包括台湾地区 139 篇），其中学术论文 304 篇（包括会议论文 4 篇）、会议摘要 23 篇、更正 3 篇、综述 2 篇等。共被引用 6408305 次，平均引用 19.30 次， H 指数为 41 。在该刊发文的主要的中国研究机构为中国科学院 88 篇、北京师范大学 62 篇、香港大学 50 篇、北京大学 34 篇等。 中国学者在 该刊每年出版的文献量和引文量 中国学者在该刊发表的 332 篇论文和 23 个国家与地区开展国际合作，其中美国 152 篇、英格兰 35 篇、德国 13 篇、加拿大 9 篇、意大利 8 篇、 澳大利亚 7 篇 等，中国学者在该期刊开展国际合作 最多的研究机构为 加州大学欧文分校 合作发表论文 11 篇。 网址： http://www.sciencedirect.com/science/journal/10538119 编委会： http://www.journals.elsevier.com/neuroimage/editorial-board/ 作者指南： http://www.elsevier.com/journals/neuroimage/1053-8119/guide-for-authors 在线投稿： http://ees.elsevier.com/ynimg/ NeuroImage 《神经图像》 高被引论文： 1 、标题 : Voxel-based morphometry - The methods 作者 : Ashburner, J (Ashburner, J); Friston, KJ (Friston, KJ) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 11 期 : 6 页 : 805-821 DOI: 10.1006/nimg.2000.0582 子辑 : 1 出版年 : JUN 2000 在 Web of Science 中的被引频次 : 3108 2 、标题 : Automated anatomical labeling of activations in SPM using a macroscopic anatomical parcellation of the MNI MRI single-subject brain 作者 : Tzourio-Mazoyer, N (Tzourio-Mazoyer, N); Landeau, B (Landeau, B); Papathanassiou, D (Papathanassiou, D); Crivello, F (Crivello, F); Etard, O (Etard, O); Delcroix, N (Delcroix, N); Mazoyer, B (Mazoyer, B); Joliot, M (Joliot, M) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 15 期 : 1 页 : 273-289 DOI: 10.1006/nimg.2001.0978 出版年 : JAN 2002 在 Web of Science 中的被引频次 : 2838 3 、标题 : Thresholding of statistical maps in functional neuroimaging using the false discovery rate 作者 : Genovese, CR (Genovese, CR); Lazar, NA (Lazar, NA); Nichols, T (Nichols, T) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 15 期 : 4 页 : 870-878 DOI: 10.1006/nimg.2001.1037 出版年 : APR 2002 在 Web of Science 中的被引频次 : 2148 4 、标题 : A voxel-based morphometric study of ageing in 465 normal adult human brains 作者 : Good, CD (Good, CD); Johnsrude, IS (Johnsrude, IS); Ashburner, J (Ashburner, J); Henson, RNA (Henson, RNA); Friston, KJ (Friston, KJ); Frackowiak, RSJ (Frackowiak, RSJ) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 14 期 : 1 页 : 21-36 DOI: 10.1006/nimg.2001.0786 子辑 : 1 出版年 : JUL 2001 在 Web of Science 中的被引频次 : 2059 5 、标题 : Improved optimization for the robust and accurate linear registration and motion correction of brain images 作者 : Jenkinson, M (Jenkinson, M); Bannister, P (Bannister, P); Brady, M (Brady, M); Smith, S (Smith, S) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 17 期 : 2 页 : 825-841 DOI: 10.1006/nimg.2002.1132 出版年 : OCT 2002 在 Web of Science 中的被引频次 : 1715 中国学者在 NeuroImage 《神经图像》 发表的高被引论文： 1 、标题 : Changes in hippocampal connectivity in the early stages of Alzheimer's disease: Evidence from resting state fMRI 作者 : Wang, L (Wang, Liang); Zang, YF (Zang, Yufeng); He, Y (He, Yong); Liang, M (Liang, Meng); Zhang, XQ (Zhang, Xinqing); Tian, LX (Tian, Lixia); Wu, T (Wu, Tao); Jiang, TZ (Jiang, Tianzi); Li, KC (Li, Kuncheng) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 31 期 : 2 页 : 496-504 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2005.12.033 出版年 : JUN 2006 在 Web of Science 中的被引频次 : 239 通讯作者地址 : Jiang, TZ ( 通讯作者 ),Capital Univ Med Sci, Xuanwu Hosp, Dept Radiol, Beijing 100053, Peoples R China 2 、标题 : Regional homogeneity approach to fMRI data analysis 作者 : Zang, YF (Zang, YF); Jiang, TZ (Jiang, TZ); Lu, YL (Lu, YL); He, Y (He, Y); Tian, LX (Tian, LX) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 22 期 : 1 页 : 394-400 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2003.12.030 出版年 : MAY 2004 在 Web of Science 中的被引频次 : 199 讯作者地址 : Jiang, TZ ( 通讯作者 ),Chinese Acad Sci, Natl Lab Pattern Recognit, Inst Automat, Beijing 100080, Peoples R China. 3 、标题 : The neural system underlying Chinese logograph reading 作者 : Tan, LH (Tan, LH); Liu, HL (Liu, HL); Perfetti, CA (Perfetti, CA); Spinks, JA (Spinks, JA); Fox, PT (Fox, PT); Gao, JH (Gao, JH) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 13 期 : 5 页 : 836-846 DOI: 10.1006/nimg.2001.0749 出版年 : MAY 2001 在 Web of Science 中的被引频次 : 166 通讯作者地址 : Tan, LH ( 通讯作者 ),Univ Hong Kong, Dept Linguist, Lab Language Neurosci Cognit, Pokfulam Rd, Hong Kong, Hong Kong, Peoples R China 4 、标题 : Regional coherence changes in the early stages of Alzheimer's disease: A combined structural and resting-state functional MRI study 作者 : He, Y (He, Yong); Wang, L (Wang, Liang); Zang, YF (Zang, Yufeng); Tian, LX (Tian, Lixia); Zhang, XQ (Zhang, Xinqing); Li, KC (Li, Kuncheng); Jiang, TZ (Jiang, Tianzi) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 35 期 : 2 页 : 488-500 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2006.11.042 出版年 : APR 1 2007 在 Web of Science 中的被引频次 : 161 通讯作者地址 : Li, KC ( 通讯作者 ),Chinese Acad Sci, Natl Lab Pattern Recognit, Inst Automat, Beijing 100080, Peoples R China 5 、标题 : Neural basis of cultural influence on self-representation 作者 : Zhu, Y (Zhu, Ying); Zhang, L (Zhang, Li); Fan, J (Fan, Jin); Han, SH (Han, Shihui) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 34 期 : 3 页 : 1310-1316 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2006.07.047 出版年 : FEB 1 2007 在 Web of Science 中的被引频次 : 145 通讯作者地址 : Zhu, Y ( 通讯作者 ),Peking Univ, Dept Psychol, 5 Yiheyuan Rd, Beijing 100871, Peoples R China. NeuroImage 《神经图像》 热点论文： 1 、标题 : Spurious but systematic correlations in functional connectivity MRI networks arise from subject motion 作者 : Power, JD (Power, Jonathan D.); Barnes, KA (Barnes, Kelly A.); Snyder, AZ (Snyder, Abraham Z.); Schlaggar, BL (Schlaggar, Bradley L.); Petersen, SE (Petersen, Steven E.) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 59 期 : 3 页 : 2142-2154 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2011.10.018 出版年 : FEB 1 2012 在 Web of Science 中的被引频次 : 228 2 、标题 : The influence of head motion on intrinsic functional connectivity MRI 作者 : Van Dijk, KRA (Van Dijk, Koene R. A.); Sabuncu, MR (Sabuncu, Mert R.); Buckner, RL (Buckner, Randy L.) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 59 期 : 1 特刊 : SI 页 : 431-438 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2011.07.044 出版年 : JAN 2 2012 在 Web of Science 中的被引频次 : 185 3 、标题 : Network modelling methods for FMRI 作者 : Smith, SM (Smith, Stephen M.); Miller, KL (Miller, Karla L.); Salimi-Khorshidi, G (Salimi-Khorshidi, Gholamreza); Webster, M (Webster, Matthew); Beckmann, CF (Beckmann, Christian F.); Nichols, TE (Nichols, Thomas E.); Ramsey, JD (Ramsey, Joseph D.); Woolrich, MW (Woolrich, Mark W.) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 54 期 : 2 页 : 875-891 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2010.08.063 出版年 : JAN 15 2011 4 、标题 : Meta-analytic evidence for common and distinct neural networks associated with directly experienced pain and empathy for pain 作者 : Lamm, C (Lamm, Claus); Decety, J (Decety, Jean); Singer, T (Singer, Tania) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 54 期 : 3 页 : 2492-2502 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2010.10.014 出版年 : FEB 1 2011 在 Web of Science 中的被引频次 : 143 5 、标题 : A Bayesian model of shape and appearance for subcortical brain segmentation 作者 : Patenaude, B (Patenaude, Brian); Smith, SM (Smith, Stephen M.); Kennedy, DN (Kennedy, David N.); Jenkinson, M (Jenkinson, Mark) 来源出版物 : NEUROIMAGE 卷 : 56 期 : 3 页 : 907-922 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2011.02.046 出版年 : JUN 1 2011 在 Web of Science 中的被引频次 : 126

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美国 BRAIN Initiative六大资助方向

flamingo 2014-1-15 03:02

美国脑图计划的六大资助方向。 Non-domestic (non-U.S.) Entities (Foreign Institutions) are eligible to apply. RFA-MH-14-215 : Transformative Approaches for Cell-Type Classification in the Brain (U01) RFA-MH-14-216 : Developmentand Validation of Novel Tools to Analyze Cell-Specific and Circuit-Specific Processes in the Brain (U01) RFA-MH-14-217 : Planning for Next Generation Human Brain Imaging (R24) RFA-NS-14-007 : NewTechnologies and Novel Approaches for Large-Scale Recording and Modulation inthe Nervous System (U01) RFA-NS14-008 : Optimizationof Transformative Technologies for Large Scale Recording and Modulation in the Nervous System (U01) RFA-NS-14-009 : Integrated Approaches to Understanding Circuit Function- in the Nervous System (U01) 其中 RFA-MH-14-215 着重建立脑细胞的清单，从分子、形态、功能连接三个层次对脑细胞分类及统一命名。 RFA-MH-14-216: RFA-MH-14-217，RFA-NS-14-007, RFA-NS-14-008 集中于新工具和新技术的研发。其中RFA-MH-14-217 强调交叉学科的合作，并鼓励高风险、高影响力、具有颠覆性的项目。 RFA-NS14-009: 偏向于数据分析和理论建设，以及以验证模型和理论为目标的实验，目标是提出在大尺度上的信息整合理论。

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书法中的科学（1）

热度 5 guoweihehe 2013-9-1 21:04

书法养生的说法一直存在，看起来并不那么靠谱。 像“书法家高寿”——古今书法家多长寿，如久负盛名的颜、柳、欧、赵四大家，其中三位都年逾古稀。颜真卿寿至 76 岁，柳公权 87 岁，欧阳询 84 岁，明代书法家文徵明寿至 89 岁，清代书法家梁同书寿至 92 岁，现代书法家孙墨佛寿至 100 岁，舒同 93 岁，苏局仙 110 岁，董寿平 94 岁。（百度百科） 书法家也有很多寿命并不长的：王宠 38 岁；王献之 42 岁；王羲之 59 岁（后两位在书坛上的地位恐怕比那些长寿的更高一些）…… 这就是典型的选择性使用数据。 书法对于长寿的贡献恐怕并不大。 而且性格平和的人更可能选择书法这样平和的活动，而性格平和的人常常寿命更长，这就更难说书法和长寿之间的关系了。 但我相信，书法和手部精细动作的调节之间是存在紧密关系的。 在神经科学研究历史上有两个著名的“小人”（ 1950 年代建立起来的，虽然有所修改，但整体变化不多）。 体感小人 运动小人 研究发现，躯体不同区域的感受视野和运动调控视野，在大脑皮层并不是均匀分布的。手部，都占有很大的区域。 书写的过程，是一系列手部精细运动的过程，在此过程中经过复杂的刺激，对于建立精细运动的调控是有作用的。 在儿童时代，书法练习和乐器练习等，在这一点上，应该是有相通之处的。

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习惯的力量

热度 13 fouyang 2013-5-16 10:29

“习惯”是一个非常诱人的字眼。它支持着我们绝大部分的日常活动。假如没有“习惯”这个东西，我们早上起来就要面临无数的决定：先穿哪只袜子，先刷牙还是先刮脸，早饭喝咖啡还是果汁。。。这样我们将寸步难行。但可别以为习惯只管这些“小事”。我们的行为方式，是工作狂还是逍遥派，住城市还是郊区，是否保持锻炼，是否吸烟喝酒。。。很大程度上都是习惯使然。所以，养成好习惯，改掉坏习惯的方法，就是很多人所孜孜以求的了。 《纽约时报》记者杜黑格（Charles Duhigg）２０１２年出版的《习惯的力量》(The Power of Habit: Why we do whatwe do in life and business)是第一本试图在科学基础上认识“习惯”的大众读物。它出版后受到热烈追捧，在《纽约时报》畅销榜上呆了至少３７周，并被译成３１种语言。 其实仔细说来，“习惯”并不是一个简单的东西。从个人层次说，习惯可以是很简单的日常动作如走路，开车，系鞋带等，也可以是比较复杂的一系列行为，如去贩物机买零食，饭后阅读等。甚至是更高层的思想活动如认知定式，思考偏见等也可归为习惯。在组织层次，有规律重复的活动如每周的教堂聚会，以及组织成员间互动的模式（我们通常称为“文化”的东西）也可以从“习惯”的角度来认识。 神经科学研究表明，“习惯”并非只是行为学层次上的描写，而是有神经学上的意义。当老鼠开始学习一个新的行为时，整个大脑的很多部分都参与分析信息和作出决定。但当这个行为不断重复而变成习惯后，相关的脑活动就基本局限在较原始的脑部位基底核（basalganglia）。人的大脑也有类似的现象。大脑受损的病人可能完全失去了短期记忆功能，但却能学会和保持比较复杂的习惯，如从街上走到自己家，尽管他的意识里对此过程一无所知。这些观察都说明，“习惯”行为和通常意识控制下的行为在脑部活动上是不同的。“习惯”在神经科学里是一个相对独立的现象。 一般来说，习惯行为有三个部分：诱因，程序和奖赏。诱因是一个或一组事件，它启动了习惯的“程序”。而“程序”就是在习惯控制下的行为。它可以很简单也可以很复杂。奖赏是行为结束后外界提供的奖励。有了奖励，大脑才会保持和加强这个习惯。我们要驾驭习惯，也就从这三个环节入手。 要建立一个新习惯，就需要设定“诱因”和“奖赏”这两个外界因素。例如刷牙，需要有“牙齿需要清洁”这个主观需要作为动力，这就是诱因。而牙膏中故意加入了轻微的刺激剂，让人使用后嘴里有一种特别的感觉，认为是“清洁”的效果。这两点被人接受后，中间刷牙的“程序”就容易生存了。另一个例子是：有公司发明了除去房间异味的非常有效的喷雾剂，但不论如何宣传其效果，还是没有多少人使用，因为人们本来没有除味的习惯。后来公司通过广告引导人们在每次吸尘后就喷上一些，并在喷雾剂中加入“清新”的香味作为“奖赏”。这个做法有效地推广了产品。这种借助现有诱因的做法其实很普遍。例如，建立和保持运动习惯的一个诀窍就是将运动与日常生活中的某些事联系起来。例如早晨起来就运动，或者每次去购物就到体育馆去，等等。 而要去掉一个旧习惯，光靠意志力来制止“程序”行为是不够的。实验表明，老鼠在习惯行为停止很久后，一旦旧的诱因与奖赏出现，旧习惯马上就恢复。所以更好的办法是：找到一个新的，无害的“程序”来取代旧习惯。例如，假如你想除掉每天下午去吃零食的习惯。你发现诱因是下午某一个时间。而奖赏是离开座位换换脑筋。这样的话，你可以建立一个新的习惯：每天到了这个时间就出去和同事聊一会天。你能得到同样的奖赏，但没有吃零食的害处。这样旧习惯就不会卷土重来了。当然，找到真正的诱因与奖赏并不容易，需要对自己的行为和感受作比较长期的记录和分析。这方面需要侦探般敏锐的观察和推理。 有时，一个人需要对现有生活有个大改变，也就是同时改变很多习惯。这种时候，一个有效的做法是着眼于某个“关键习惯(keystonehabit)”。关键习惯的改变可以带动其它变革。那么什么是关键习惯呢？ 首先，它是容易改变的。也许是它所需要的努力和代价都不大，例如开始每天读一段书。也许是你有很强的动力去改变它，例如为了健康而戒烟。关键习惯的改变这件事本身并不一定对生活有重大意义。但它是一系列改变的开头。 那么关键习惯的改变为什么会带动其它改变呢？因为它为新的习惯建立了一个平台。例如，建立了每天读一段书的习惯，然后就可以选择读书的内容来学习一个特定的知识。能否建立新的平台，也是选择关键习惯的一个标准。 关键习惯的改变还可能触发一个有助于其它改变的心态。例如，戒烟的成功会使人更关注健康，从而更有动力节食，锻炼等。所以分析了解自己的心态，也是选择关键习惯的重要一环。 改变习惯的另一个秘密是：在生活发生大变动时，最容易改变自己的习惯。所以商家热衷于发现怀孕的顾客，以种种优惠吸引她们来购物，希望这个习惯在孩子出生（生活变动）后能保持下去。我们自己也可以能动地运用这个现象。在换工作，搬家等生活变动时，借此机会对自己的习惯进行一次“大扫除”。在需要改变习惯时，也可以考虑从改变有关的生活作息程序着手。 除了个人外，一个组织也有其习惯。我们通常说“组织文化”，就是说一个组织有相对固定的行为模式。这种行为模式也有“习惯”的特征。例如，它们不是每次都经过理性的对策选择而是遵从前例或遵从多数人的做法。这些行为模式也有相应的诱因和奖赏。所以我们也可以用对待习惯的策略来对待组织文化。例如，要想发动一场社会运动的话，最有效的方式不是从头做起，而是借助现有的诱因和奖赏。如在教会聚会中宣扬自己的主张。 其实，“习惯”问题是一个更大框架中的一环。这个框架就是下意识。我们都知道下意识对我们的决定和行动有很大影响。但现代神经科学的发展让我们对下意识有了更为具体深入的了解，发现以前对它的估价仍然不足。习惯就是在下意识层面上的。对它的了解与对下意识的了解是密不可分的。与“习惯的力量”几乎同时出的一本书《隐身大脑》（Incognito:The secret lives of the brain by Divid Eagleman）是专讲下意识问题的大众读物。这两本书可以对照看。 其实，，《习惯的力量》并非一本“如何驾驭习惯”的励志读物。作者借助“习惯”这个吸引眼球的话题介绍了关于神经科学，心理学和社会学的很多故事和掌故，可说是一本饶有兴趣的科普书。作为记者，杜黑格的笔法细致流畅，讲的故事很引人入胜。不管从实用，好奇还是娱乐的角度，这本书都值得一读。

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猴子咬一小口，人类走一大步

热度 7 slsql2013 2013-3-11 09:56

猴子咬一小口，人类走一大步 希望瘫痪病人可以像猴子一样，经过训练能够只用思维来控制机械手 在匹兹堡大学进行的一项试验中，一只猴子用脑信号来控制着一只机械手，从一个叉子上拔 下一块 果汁软糖，并把它放进嘴里。 科学家们最近宣布，两只猴子经过训练，可以用一只靠思维控制的机械手来取食少量的食物，研究者将猴子的大脑与计算机通过一套电极连接起来。 这项惊人的壮举正被看作是在发展机械假肢和其它自动化装置中的一个重大突破，瘫痪病人只用思维控制就能操纵这些机械假肢和自动化装置。 科学家们最终计划在开发对脊髓损伤或 运动神经元疾病患者的修复术中 使用这项技术，完全瘫痪的 人除了控制人造假肢或轮椅，几乎没有别的选择。他们希望有朝一日开发出一些机械，就像人类身体的自然延伸，能让这项技术适合多种目的，例如开车、操作铲车等。 匹兹堡大学的神经生物学教授安德鲁·施瓦兹（ Andrew Schwartz ）说，这些猴子能够移动机械手把果汁软糖或水果送进嘴里，这是一套“流动的且控制良好的”动作。 “现在我们正开始理解大脑是如何利用大脑－机器接口技术工作的，”施瓦兹博士说。他的研究在线发表于《自然》杂志上。 “关于大脑我们了解得越多，我们就能够更好地治疗多种脑部疾病，从 帕金森氏症和瘫痪最后到 老年性痴呆，甚至是 精神病。 ”他说。 为找到深入研究大脑复杂的控制肌肉运动的电活动（ electrical activity ）的方法，科学家们做出了巨大的努力，这项研究是其中一部分。最终，科学家们希望开发出一种检测大脑模式的方法，而大脑模式预示一个人的关于肢体运动的意图。 这项技术被称为“大脑－机器接口”，该技术希望把电脑微处理器的硅硬件与人类神经系统的碳基“软件”连接起来，以便机器能被大脑控制。 “我们的近期目标是为完全瘫痪的患者制造一个假肢装置，最终，我们的目标是更好地理解大脑的复杂性。”施瓦兹博士说。 试验中的猴子最初接受训练，用一根 操纵杆来控制机械手，而操纵杆是由猴子自己的手操作的。后来，对猴子的手臂施以轻柔的约束，它们被训练使用它们大脑运动中枢（运动中枢是控制肌肉运动的）中的电模式来操作机械手。 科学家们说，他们惊讶地发现训练猴子移动机械手是非常容易的，看来机械手作为一件有用的取食工具很容易被猴子接受。 当运动中枢发出指令进行肌肉运动时，数百万个脑细胞被激活，从中选出一个大约有 100 个脑细胞的代表性样本，科学家们用电极来监控这个样本。电信号模式被送进一台电脑中，这台电脑事先已被输入了特定程序，它分析这些信号模式并用其来控制机械手的运动。这只机械手由一个肩关节、一个肘关节和一只像爪子的夹子“手”组成。 “这只猴子首先通过观察运动来学习，这样可以激活它的脑细胞，仿佛它自己在做一样。这非常像体育运动训练，教练要让运动员们首先想象一下，他们正在做他们想做的动作。”施瓦兹博士说。 试验中用的机械手有 5 个自由度—— 3 个在肩上， 1 个在肘关节上， 1 个在手上。这应该是仿效人的手臂的运动。训练猴子用机械手花了几天时间，用食物作为奖励。 科学家们说，这个研究团队的前期工作集中在训练猴子移动电脑屏幕上的光标，但是最新的研究工作是使用机械手，这涉及到更复杂的运动系统。 蒙特利尔 大学神经科学家 约翰 · 卡拉斯卡（ John Kalaska ）说，这个试验是第一次示范使用“大脑－机器接口技术”来完成一个实际的行为活动，例如取食。“它代表着神经修复控制器开发的最新进展，原则上讲，有朝一日复杂的、像手一样的机器人能够帮助病人完成许多日常事务，如吃东西、用杯子喝水或使用工具。”卡拉斯卡博士说。 “一个令人鼓舞的发现是这些猴子学习控制机械手是非常容易的……同样令人鼓舞的是，猴子控制和与机械手互动显得很自然。”他说。 “当试验者意外地改变了食物的位置时，这些猴子为避开障碍，让夹子‘手’划了一个弯曲的轨迹，对原来的轨迹做了快速的修正，甚至用夹子‘手’作为支撑，把食物推了一下，以便把食物从唇边送进嘴里。”卡拉斯卡博士说。 2000 年， 麻省理工学院的科学家们第一次向世人表明，存在这种可能：记录猴子大脑中的神经活动，并通过网络把这种神经活动传送出去，来控制距实验室 600 英里的一个遥控机械手的运动。这个研究团队也使用了微电极，把它植入猴子大脑中，但是猴子没有用机械手来做有用的工作，例如取食。 卡拉斯卡博士说，下一个任务就是开发出一种方法，通过机械手把 感觉信息传回给猴子，这样猴子就会知道抓住一个物体是很困难的，这一点对人类之间的互动是必不可少的。 “对于身体与环境之间的相互作用，主体必须也能感觉到，以便控制机械手施加于物体或表面的力。例如，它们能用足够大的力捡起一个物体以防止物体从机械手中滑落，却没有足够大的力压碎它，”他说，“这些和其它的技术问题都是具有挑战性的，但并非不能克服。”

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知识的领航者：神经科学是21世纪人类面临的挑战

热度 1 slsql2013 2013-3-11 09:31

知识的领航者 ： 神经科学是 21 世纪人类面临的挑战 在我们的头颅里面，有一个惊人的、重约 1.5 公斤 、由亿万个微小的细胞组成的器官。它使我们能感知到周围的世界，也使我们能够思想和谈话。脑是人体最复杂的器官，也是地球上最复杂的东西。 脑的研究涉及多学科的科学家和医生， 从分子生物学到 实验心理学，还有解剖学、生理学和药理学等。 因为他 们有共同的兴趣，因而开创了一 个新的学科叫做 神 经科学——脑的科学。 脑是由神经细胞（或称为神经元）——它的建筑 砖块—— 组成的， 这些神经细胞被连接在不同的网络上，而这些网络不断地处于电子和化学活动的状态。脑能看、听、嗅和感觉， 它能感 觉疼痛， 而且它的化学特性又具有能控制疼痛的 难受程度的作用。它有几个区域致力于协调我们的运动而执行复杂的动作——例如给你的配偶发短信。 能做这些和其它许多事情的脑不是一生下来 就完善的：它是根据我们的基因“制定的计划”逐 渐发育而成的。 当 这些基因中的一个或几个发生变异时， 各 种各样的问题就会出现， 譬如 诵读困难。 脑能记住电话号码 和最近一个圣 诞节你所做过的事，并且幸运的是，还能记住你考试中的许多重要信息！但是，正如你所知，脑也能时常忘记重要的事情。它还能感到压力大和疲倦，因此脑也需要有规律的放松和睡眠。 目前在神经科学领域仍有很多问题尚待发现和研究。新技 术—— 如可以接触 细胞表面的特殊电极、光学显像、人脑扫描机器、 包含人工 脑电路的硅片等——正在改变着现代神经科学的面貌。因此，神经科学，即脑科学，毫无疑问是 21 世纪的一门科学，并且是我们面临的最重要的挑战之一。 触及人们的生活 当想到以科学为职业时，我们大多数人的脑海里会浮现出白大褂和实验室。但是，神经科学有许多不同的方面，脑的研究会以多种方式触及人们的生活，从实验室到医院到编辑部，有许多不同的令人兴奋的职业可供选择。 大学的神经科学课程 现在许多大学提供神经科学的大学学位。通常这个专业的课程收取有生物学、生理学、药理学、心理学或其它相似学科基础的学生，有遗传学和分子生物学知识的也能被收取。 但是，你不一定要在高中学习科学时才申请这些课程。你可以在互联网上登录 www.ucas.co.uk 查找神经科学课程和入学要求，这样就可以通过课程或你感兴趣的大学查到所需资料。 医学 医学在英国是大学学位。许多大学有医学院，并且最近几所新医学院的创建扩大了学生的数量。专业化的课程，如神经学、神经外科学、精神病学和放射学是大学高年级的课程，但是在别的专业插入期间和暑假里，神经科学研究实验室多有工作机会。进入医科大学的竞争相当大，不过以医学为职业的回报也很大。 神经科学研究 在这个领域里，有各种各样的研究机会，范围从脑显像和行为学到神经生理学和分子遗传学研究。大学里的研究人员总是喜欢鼓励兴趣浓厚的学生发现适合他们学术研究的道路。 制药工业 新的医药经常被发明和改进，而脑是药物治疗的一个重要目标。制药公司和有财政支持的学术机构也开展他们自己的研究，许多与大学合作开发实验室技能和经验。从各科生物医学科学课程，包括神经科学毕业的学生是理想的雇员，尤其是有相关的实验室经验者。 电脑工业 如果你对电脑或信息技术感兴趣，那么在大学里你不会想到神经科学这门学科。但是，人们对 “ 脑式 ” 电脑越来越感兴趣，而且随着世界互联网的发展，脑神经科学在非医学领域的应用不断扩展。 学校教学 目前在学校里还没有神经科学这门学科。但是，神经科学的毕业生能在学校里教生物学， 并且他们有许多其它的技能，包括数字技能，这些将是教学事业上的无价之宝。 科学和传媒 从新闻报业到广播界和电视界，大众传媒职业富有竞争性而且需求量很大。不过，传媒业还有一个优势，即：有很多机会进入科学交流的领域。科学知识不断地更新，新的研究发现需要为教育和公共利益服务而及时报道出来，脑研究的工作也不例外。社会对它的兴趣颇大，媒体对它又有很好的认识，而且最新的研究结果对社会有可观的潜在影响。获得大学学位，拥有良好的科学背景，对研究又有了解，将能更加容易地将复杂的研究结果与其他科学家和公众进行准确而有效的交流。 科学和艺术 科学和艺术不会互相排斥。富有想象力的科学介绍吸引更广泛的听众，这是普及科学知识的关键。博物馆、画廊、媒体和其它组织机构鼓励和资助科学家和艺术家之间开展富有创造性和实验性的合作。 阅读延伸 科学和神经科学有许多引人入胜的书可供继续阅读，这里推荐几本： 1 . 错把妻子当作帽子的人（ Picador ）（作者：欧力夫尔·萨克斯（ Oliver Sacks ））：一本写得很有趣的关于脑损伤对精神的影响的书，作者是杰出的神经学家； 2 . 潜水响铃和蝴蝶（第四个庄园）（作者：珍娜 - 多米尼克包比（ Jean-Dominique Bauby ））：一本感人的非常个性化的描述中风的后果的书； 3. 神经科学——脑的科学：英国神经科学协会为年轻的学生编写的神经科学导论（英国神经科学协会出版），这是一本极好的、短小精悍的入门书，书中收集了一些探索博大精深的神经科学的文章，适合大学一年级学生阅读。

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[转载]神经科学，仍在等待它的牛顿

pkucarer4300 2012-12-19 10:20

“神经科学尚未遇见它的牛顿，更不用说爱因斯坦了”：神经科学如今面临的真正问题并不在科学，而在于我们对它的预期。关于大脑，目前的了解还很少很少。 Rob Dobi, via crucialparts.blogspot.com （文／GARY MARCUS）20世纪90年代初，还是MIT研究生的大卫•坡佩尔（David Poeppel）发现了一件惊人的事情。他当时正在研究言语知觉的神经生理学基础，而一种新的技术才刚刚开始流行，那就是正电子发射断层扫描（PET）。 那时候大约有6篇PET研究言语感知方面的论文得到了发表，都是在顶级的科研期刊上，大卫试图整合这些论文，本质上就是把每篇论文中提到的大脑在识别言语 的过程中产生兴奋的那一部分拿来作比较。令人震惊的是，他没有找到任何彼此相一致的地方。这些研究每一个发表出来都广受瞩目，但合起来看它们之间完全没有 一致性，加在一起什么也不是。整件事情就好像有6个证人以6种完全不同的方式描述罪案。 学科发展，意外的流转 这对神经科学来说可是糟糕透顶——如果6个研究得出了6种不同的结果，那谁还要相信神经科学家说的话呢？随之而来的是许多纠结的讨论——是不是PET不可靠，因为它涉及往大脑里注射放射性的示踪剂？还是说这些研究本身不够严谨？似乎没有人知道。 然后，让人想不到的是，这个学科发达了起来。大脑成像图不但没有遭到弃用，反而变得更加流行。PET技术被更加灵活的功能核磁共振成像（fMRI） 所取代，由此科学家不必使用危险的放射性示踪剂也能研究人脑，还能进行时间更长的实验以采集更多的数据，得出更可靠的结果。渐渐地，实验方法也变得更加谨 慎。随着fMRI仪器变得更加普及，实验方法变得更加标准和完善，研究者们终于开始在实验室里取得了一定程度上的共识。 与此同时，神经科学开始走向公众，而且声势浩大。工作中的大脑的那些花哨的彩色图片，成了媒体在提及人类思维时必定会举出的例子，从而诱使人们产生 了一种错误的理解。（在《Duped》杂志的一篇特稿里，作者玛格丽特•塔尔博特［Margaret Talbot］描写了耶鲁大学的实验发现，在论文里加入神经学的内容会使人更加相信它们。）1990年时普通人根本连听都没听过的大脑成像技术，成了理解 人类精神生活最负盛名的方法。“神经”这一前缀到哪里都能见到：神经法律、神经经济学、神经政治学。神经伦理家们还想是不是能基于一个人新皮层的大小来改 变他的定罪。 然后，轰！局面又来了个转变。在几乎可谓绝对霸主的位子上坐了20年以后，少数几个聪明人开始说话了，问：所有这些脑部研究真的想我们想的那样告诉 了我们很多东西吗？去年出版的一本名不见经传的绝妙好书《神经狂热》（Neuromania），便对我们对大脑成像越来越深的迷恋表示了忧虑。雷蒙德•塔 利（Raymond Tallis）的一本书已于今年出版，书中也援引了这一词汇，并论证了类似的观点。在《走出大脑》（Out of our Heads）一书中，哲学家•阿尔瓦•诺埃（Alva Noë，加州大学伯克利分校的哲学教授）写道， “很容易忽视一个事实……用 PET 和 fMRI 得到的并非是大脑在实际行动中的图片。” 实际上，大脑的图像是依靠复杂的数学假设精心重构的结果，而根据今年早些时候的一项研究，在不同类型的计算机上进行分析，这种重构有时会产生稍微不同的结 果。 就在前不久，类似这样的忧虑以及一些神经学博客上发人深省的博文，终于闯入了主流视野，在《纽约时报》的一篇评论文章中亮了相。在文中，纽约时报记 者阿利萨•柯尔特（Alissa Quart）表明了自己的态度，“我举双手赞成抵制这种有时也被称为大脑色情的东西，它对这种还原论的、不严谨的思维方式和我们愿意接受一切看似神经科学 的解释这一事实提出了重要的问题。” 更恰当的应对之道 柯尔特和那帮不断壮大的神经学批评家队伍只说对了一半：如今这个21世纪初的世界里的确充满了大脑色情，充满了草率的还原论思考和对神经科学解释不 体面的欲望。但正确的解决方法不是把神经科学一刀切掉， 理解神经科学能够告诉我们什么和不能告诉我们什么，才是更恰当的做法。 为什么我们不应该简简单单地把神经科学全部否决，首先也是最重要的原因是显而易见的：如果我们想要了解人的思维、了解所有的人性生发的地方，我们必 须去理解大脑的生物学。第二个原因，是神经科学已经告诉了我们很多，只是不是我们所想的那样。能上报纸的研究往往是相关性不好、但是讨论了有意思的人类行 为的那种，比如“性高潮时女性大脑的3D图”，以及“玩扑克时你的大脑是这样的”。 但很多这样的报道都建立在了一个错误的前提之上：在大脑中最亮的神经组织就是参与认知功能的唯一组织。实际上，大脑很少以这样的方式运作。大脑做的 大部分事情都要牵涉到许多不同的组织一起工作。说情感在杏仁核里面，或是决策是前额叶皮质的事，顶多只能算是简写，而且是一个误导性的简写。举例来说，不 同的情感依赖于神经基质的不同组合。理解句子的行为可能涉及布罗卡区（在左脑与语言相关的地方），但同时也会动用颞叶中分析声音信号的脑区和一部分感觉运 动皮层，基底神经节也会变得活跃。（如果是先天失明的人，一些视觉皮层也会发挥一定的作用。）总之，不是只有一处，而是有很多处，其中一些可能没那么活 跃，但仍然有着至关重要的作用；真正重要的，是庞大的神经网络是以何种方式一起工作的。 fMRI 能从大脑图像中选出的最小元素是种叫体素（voxel）的东西。但是，体素比神经元大很多，而且从长远看，了解大脑最好的方式可能不是问哪些特定的体素在 一个给定的过程中最活跃，而是看这些体素里面的许多的神经元是如何共同工作的。也因为这一点，到头来我们可能会发现fMRI并不是研究大脑的最佳工具，尽 管在眼下它用着很方便。fMRI最终可能成为把人类引向显微镜的放大镜，而显微镜才是我们真正需要的。如果人脑中的行为大部分都发生于神经元而不是体素或 脑区（通常包含数百或数千的体素）的层面，我们可能需要新的研究方法，比如光遗传学或用于研究单个神经元的自动化机器人引导工具；我自己的猜测是，我们需 要对其他动物的大脑有了更多的见解之后，才能完全掌握人类大脑的运作。关于独立神经元组成的阵列是如何与复杂行为相关联的，科学家们还仍然处在努力构建理 论的阶段，连大体框架都还没有搭好。神经科学尚未遇见它的牛顿，更不用说爱因斯坦了。 但这并不是放弃的借口。当达尔文写下《物种起源》的时候，没有人知道DNA是做什么的，也没有人想到我们有朝一日还能给它测序。 神经科学如今面临的真正的问题并不在科学——虽然许多方法论上的挑战仍然存在——而在于我们对它的预期。人脑是一个极度复杂的组合体，在任何时候都 有数十亿神经元参与（以及脱离）协作。有一天我们的多数行为都将有神经科学的解释，但这些解释将非常复杂。现在，关于这些部分是如何关联起来的，我们的理 解能力相当有限，有点儿像试图从克利夫兰上空的飞机窗口去看清俄亥俄州的政治动态一样。 这或许就是为什么今天最好的神经科学家可能是那些最少登上头条新闻的人，比如研究人在理解单个字时脑中复杂动力如何作用的那些科学家。正如大卫•坡 佩尔所说的，我们现在需要的是 “一丝不苟地把一些基本的大脑功能给一层一层分析透彻，而不要听着宏大而实际意义模糊的概念，比如脑基美学（brain-based aesthetics），现在我们连大脑是如何识别一条直线这么简单的事物都还不了解”。 那些对复杂大脑功能的简短的解释往往能成为很好的标题党，但极少是真实的。不过，这并不意味着以后也没有解释，只是意味着我们的大脑没有演化成很容易理解的样子。 编译自: 《纽约客》 What neuroscience really teaches us and what it doesn't 作者简介: Gary Marcus 是纽约大学的心理学教授，著有《吉他原点：全年龄音乐学习背后的科学》（Guitar Zero: The Science of Becoming Musical At Any Age）一书，在《纽约客》网站上发表了道德机器、深度学习等文章。 文章图片: Rob Dobi, via crucialparts.blogspot.com

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斯坦福大学《从生物学看人类行为》学习笔记10——神经科学1

热度 1 monica0569 2012-8-30 20:40

我们首先来讨论一个很久远的话题，为什么鸡要过马路？ 整个课程其实就是教我们鸡为什么要过马路，尤其是前半部分的课程，会讨论不同的学科分支如何看待这个问题，从进化角度讲，这个过马路的行为如何在数百年来演化的，为什么它能适应，为什么会过马路的鸡繁衍的后代更多；从分子遗传学讲，哪一部分基因控制这个进化过程；从行为遗传学讲，这些单独的基因如何导致鸡过马路方式的不同，有的鸡过马路快，有的慢，这种差异如何从这些鸡的基因组结构体现。动物行为学，讨论鸡过马路这一固定行为模式，鸡受到什么刺激会过马路。今天我们讨论另一种思考鸡过马路的方式——神经科学。 今天的任务是讲大脑，神经系统概况，了解它们的不同组成部分。然后具体讨论大脑里的细胞如何交流。Thomas Edison:“身体的主要功能就是带着大脑走动”，这是以大脑为核心的思考世界的方式。很多研究神经科学的人也是这样思考的。当然神经科学也有局限，有的时候以大脑为思考核心可能并没有考虑到更广泛的进化论的层面，就讨论起负责不同行为的大脑部分。 “大脑只有在你站在大众前面开始演讲的时候才会停止转动。” 神经系统可以分为两部分：中枢神经系统和外周神经系统 。神经科学主要讲的是大脑和脊髓。大脑负责加工，脊髓负责传递信号。小脑的功能是纠正学习过程中的错误。脑干和小脑上有大脑外层的褶皱部分叫大脑皮质，有四种不同圆形突出物。额叶，在大脑的前侧，和很多其他部分，主要负责计划你的行动，控制动作，这部分大脑会通过脊髓发出很多连接点让你活动。它后面是顶叶，主要负责外界世界的，顶叶的不同部分负责身体的不同部分。顶叶下面是颞叶，在你的太阳穴旁边，它和很多其他部分主要接受听觉信息。大脑后面有枕骨脑叶，负责接受视觉信息。 边缘系统 是在大脑皮层地下脑干之上的结构，掌控的是和情感、学习、记忆相关的。还有两种我们会经常听到的是 海马体和杏仁核 (hippocampus and amygdala)。海马体对于记忆和形成新的记忆非常重要。科学家第一次发现它可以算是意外，因为它不是通过实验发现的。一个饱受严重癫痫之苦的病人HM，医生把他大脑的一部分切除，其中包含了海马体，手术完成后他不犯癫痫了，但是同时他也无法形成新的记忆，只能记得手术之前的事。这就是发现海马体的过程。杏仁核在海马体的前方，它和恐惧紧张有关。如果一个人因为害怕流汗，他的杏仁核就会发亮，如果是因为运动流汗，杏仁核就不会那么亮。 下丘脑和脑下垂体 （hypothalamus and pituitary gland）,被视为荷尔蒙中心，负责释放荷尔蒙到身体各部分，也控制很多不同的行为。下丘脑在大脑中间，偏下方右部，脑下垂体在它的下方，分泌荷尔蒙到血液。有一个很老的笑话，下丘脑控制的不同行为可以用四个词来表示：打斗，逃跑，喂养和繁殖。 在7个州，如果讲神经科学部提到Santiago Ramony Cajal是非法的。他的科学研究主要在19世纪末，当时的理论是大脑工作的方式，并不是依靠细胞个体发挥功能，而应该被看成一种网络，他想通过实验证明这个理论。所以他采用Golgi发明的技术，可以把大脑分成很多细小的部分，拿出1%的细胞，画出非常细致的大脑构成图，这些图告诉我们大脑实际上有细胞个体在发挥作用，不是很完整的网络。 大脑和脊髓里90%的细胞都不是神经元，是 神经胶质 （glial），起初人们认为它们只是来连接神经元的，后来发现这些细胞的作用不仅如此。有种叫星形胶质的细胞，主要给神经元提供养分，帮助引导神经元放电；少突细胞，包绕神经元轴突，加速放电；还有格子细胞，主要是大脑的免疫系统，它们在大脑里移动，释放突起，到大脑的某些部分去检测大脑是否收到某种细菌、病毒感染。 神经元是大脑复杂奇妙的计算单元，人脑平均有1000亿神经元，每个约有1万连接点（突触），1千兆突触。树突（dendrites），是神经元上接受信息的部分；细胞体，细胞核内有DNA;轴丘（axon），信号集合；轴突，发射信息。 Nathan，神经科学博四学生，个人觉得他有点像《生活大爆炸》里的sheldon. 1891年，一位德国的解剖学家Heinrich Wilhelm Gottfried von Waldeyer Hartz,提出神经元学说，说神经元体系是由细胞个体组成。讲突触之前，我要先提到动作电位，它发生在轴丘，一旦动作电位是放电，一直传到轴突，传递在轴突末端，这是轴突末尾的结构，这里储存了大量的神经传递素，这些神经传递素不仅仅在细胞内部游动或释放，它们实际上在这些叫做小囊的薄膜球状结构里。 发出信号的神经元叫突触前神经元，接受信号的叫做突触后神经元，连接这两个神经元的称做突触。 怎么证明一个分子是神经传递素呢？首先，神经递质在哪个部位？其次，什么引起神经递质的行为？最后，引起什么结果。一种叫多巴胺的神经递质，与犒赏系统、愉悦有关，像其他神经递质一样，也有很丰富的功能；叫肾上腺素的神经递质，主要在打斗逃跑反应里。降肾上腺素，与肾上腺素结构相似，可以与肾上腺素互换。血清素，负责睡眠、食欲、心情。乙酰胆碱。还有一定要提到的是GABA and glutamate，GABA是大脑最常见的抑制性递质，谷氨酸钠是最常见的兴奋性递质。 神经肌肉接头，和大脑的很多神经元会对不同的神经递质反应不同，在神经肌肉接头，只有一种。 神经药理学，利用外界突触活动，主要目的是加强或者减弱突触间的交流强度。 以上由Anthony讲，生物学博一学生。 这节课只有1个小时，讲的都是一些基本概念，大部分是高中生物的内容，两个学生讲的还是不错滴。

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波兰 2010年创刊的《转化神经科学》被SCI收录

wanyuehua 2012-7-17 05:19

2010 年创刊的 Translational Neuroscience 《转化神经科学》 ISSN: 2081-3856 ，季刊，波兰 Versita 出版社（ VERSITA, SOLIPSKA 14A-1, 02-482 WARSAW, POLAND ）出版， 2012 年入选 Web of Science 的 Science Citation Index Expanded ，目前在 SCI 数据库可以检索到该期刊 2010 年的第 1 卷第 1 期到 2012 年第 3 卷第 2 期共 110 篇论文。 110 篇文章包括学术论文 104 篇、综述 5 篇、社论 1 篇。 110 篇文章的作者涉及 26 个国家与地区，主要国家与地区分布：克罗地亚 41 篇，美国 37 篇，英国 12 篇，德国 7 篇，加拿大 5 篇，法国、荷兰、瑞士各 3 篇等。 110 篇文章的作者单位涉及 116 个研究机构，在该刊发表论文最多的研究机构为克罗地亚萨格勒布大学（ UNIV ZAGREB ） 33 篇，美国西奈山医学院（ MT SINAI SCH MED ） 14 篇、路易斯维尔大学（ UNIV LOUISVILLE ） 8 篇等。 110 篇文章共被引用 37 次（其中 2010 年被引用 2 次、 2011 年被引用 14 次、 2012 年被引用 21 次），平均引用 0.34 次， H 指数为 3 （有 3 篇文章每篇最少被引用 3 次以上）。 Translational Neuroscience 《转化神经科学》投稿指南： 该刊是 SCI 收录唯一的研究转化神经科学的同行评价期刊，涉及神经科学的所有领域，刊登神经病学，精神病学和神经外科等相关学科的文章。该刊可以在 Springer 数据库可以获得全文。 网址： http://www.springerlink.com/content/2081-3856/ 编委会： http://www.springer.com/medicine/neurology/journal/13380?detailsPage=editorialBoard 作者指南： http://www.springer.com/medicine/neurology/journal/13380 在线投稿： http://www.editorialmanager.com/tn/ 热点论文： 1. 标题 : POTENTIAL APPLICATION OF GRAPE DERIVED POLYPHENOLS IN HUNTINGTON'S DISEASE 作者 : Wang Jun; Pfleger Cathie M.; Friedman Lauren; 等 . 来源出版物 : TRANSLATIONAL NEUROSCIENCE 卷 : 1 期 : 2 页 : 95-100 DOI: 10.2478/v10134-010-0022-y 出版年 : JUN 2010 被引频次 : 4 ( 来自 Web of Science) 2. 标题 : EARLY-STAGE VISUAL PROCESSING ABNORMALITIES IN HIGH-FUNCTIONING AUTISM SPECTRUM DISORDER (ASD) 作者 : Baruth Joshua M.; Casanova Manuel F.; Sears Lonnie; 等 . 来源出版物 : TRANSLATIONAL NEUROSCIENCE 卷 : 1 期 : 2 页 : 177-187 DOI: 10.2478/v10134-010-0024-9 出版年 : JUN 2010 被引频次 : 3 ( 来自 Web of Science) 3. 标题 : ALTERED CALCIUM CURRENTS AND AXONAL GROWTH IN Nf1 HAPLOINSUFFICIENT MICE 作者 : Wang Yuying; Brittain Joel M.; Wilson Sarah M.; 等 . 来源出版物 : TRANSLATIONAL NEUROSCIENCE 卷 : 1 期 : 2 页 : 106-114 DOI: 10.2478/v10134-010-0025-8 出版年 : JUN 2010 被引频次 : 3 ( 来自 Web of Science) 4. 标题 : THERAPEUTIC APPROACHES FOR SPINAL CORD INJURY INDUCED SPASTICITY 作者 : Yates C. C.; Garrison M. K.; Charlesworth A.; 等 . 来源出版物 : TRANSLATIONAL NEUROSCIENCE 卷 : 1 期 : 2 页 : 160-169 DOI: 10.2478/v10134-010-0021-z 出版年 : JUN 2010 被引频次 : 3 ( 来自 Web of Science) 5. 标题 : C. ELEGANS MODELS OF NEUROMUSCULAR DISEASES EXPEDITE TRANSLATIONAL RESEARCH 作者 : Sleigh James N.; Sattelle David B. 来源出版物 : TRANSLATIONAL NEUROSCIENCE 卷 : 1 期 : 3 页 : 214-227 DOI: 10.2478/v10134-010-0032-9 出版年 : SEP 2010 被引频次 : 3 ( 来自 Web of Science)

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文化与精神 – 认知科学

benlion 2012-6-29 17:18

人类的认知活动起源于对自身灵魂、精神和心理的宗教探索，艺术、文字和宗教、仪式的发明和采集、狩猎的经济组织行为进入远古文明时代。印度传统的心理哲学、希腊传统的自然哲学和华夏传统的社会哲学发展，然后是经验科学、工匠作坊和实验科学、机器工业的创造发明。 19 世纪 -20 世纪，人类进入现代文明时代，东西方文化的整合形态和教育、科技、产业和金融的全球化社会形成。在心理物理学领域产生认识科学、系统科学的理论方法，计算机技术和互联网媒体的信息技术发明，生物（化学）物理学和（社会）心理生物学等交叉学科形成神经科学的系统思维，这就是神经控制论、人工智能和遗传算法等，为心身医学、行为医学的和仿生学、仿生技术等奠立了基础，而行为遗传学、转基因技术的进展为进入细胞分子生物系统的研究开拓了门径。在这背景上90年代我提出系统医药学、系统遗传学和系统生物工程等概念和结构论原理等。 1993 年德国科学家一篇研究神经系统疾病的论文中就提及“ systems biology ”。神经元与神经网络的基因分析与基因工程、神经 - 内分泌与免疫的信号传统与基因调控研究等，从生物系统角度和系统科学、计算机技术和实验生物技术等方法，将成为重要的发展方向，包括机理研究和工程应用，比如，神经元与神经网络的基因回路设计，疾病与药物的系统生物技术研究与开发等。 依据生物（化学）物理学的视野，经络是一种神经 - 内分泌、免疫和循环系统的机能整合的动态网络和时间节律的数学图式或模型，生理发育与病理发生、药理作用是心理和行为的精神与社会环境复杂因素等，以及复杂药物分子之间和机体复杂分子系统相互作用等过程。 认知科学与神经 - 内分泌、免疫网络的系统生物学研究与合成生物学开发，细胞信号传导路径、基因调控网络和代谢反应链的蛋白质、酶的基因工程设计与合成，将成为系统遗传学解释人类心智的机理和系统生物工程开发纳米计算机、细胞通讯网络和智能机器人的重要领域，并将可能带来生物工业、医疗工程的技术突破和产业发展。 （参见 - Systems Biology of the Synapse ）

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Schwartz：心灵之脑

热度 1 quantumuniverse 2012-6-26 23:04

后记 心灵之脑 老布什总统将一九九○年代命名为“大脑时代”，请注意是大脑时代，不是心灵时代。因为不论是科学家或一般人都是往大脑寻找答案，希望从大脑灰质的深沟浅壑中寻找性格与气质的根源，或探究精神疾病、情绪、性认同，甚至是对美食的偏好。在我所从事的神经精神医学里，这种心态可归结为一句话：“每个纠缠的思维都可找到一串对应的分子。”过去我们以为某些心境、偏好或行为可归因于教养方式或甚至自由意志，现在全部被视为基因与神经传导物质的产物，而这些是我们几乎完全无法控制的。 大脑诚然是心灵的具体表现，是心灵赖以发挥任何作用的器官。大脑神经元负责记录五官的知觉与内在的世界：我们已知内在的意象可引发与外在意象同样具体可测的神经元活动。但大脑不仅是基因而已，第三章说过，三万五千个基因绝不足以承担连结一百兆个突触的复杂任务。大脑是经验塑造镂刻出来的——包括周围神经接收到的无数感觉刺激、我们习得的技能、储存的知识、思想与注意力形成的模式等，这些都会留下印记。 不过，二十年前，神经科学家以为大脑结构在童年初期就已固定不变，大脑功能是基因设计好的。但现在我们知道事实恰恰相反：大脑的神经元会形成新的连结，因为频繁使用而变得更强韧，无用的突触则会萎缩到无法传递任何信息，就像以一条绳子连结两个空罐是无法假装是电话的。出生时脑部配备的神经元在我们一生中都会继续编织回路，脑部会划分出多少位置给特定活动或身体部位或心理习性都是会变动的。换句话说，我们的生活方式会在脑部留下印记，造成神经回路的持久改变。这就是神经可塑性。莫山尼奇说，神经可塑性有助于了解“皮质如何影响我们表现出独特的行为能力，甚至可解释为什么有些人是天才，有些人是蠢才。” 但即使是这种观点所叙述的大脑，仍比我们现在所知的更为被动。这反映的是过时的经典物理学的心物观。因为除了“皮质的影响”之外，我们的选择、决定、意志不但是驱动行为的因子，更可透过引导性精神力量形塑大脑回路。 自莫山尼奇提出上述观点之后十年，人们对神经可塑性有了更深的了解。现在我们知道大脑回路会因手指拨动琴弦而改变；因截肢或中风而改变；因耳朵习惯于本国语言而不再听见外国语的音素而改变。简而言之，大脑回路会因感觉信息的改变而改变。这一点银泉猴的实验已经证明了。但大脑反映的不只是身体信息的改变，更能具体反映物质与心理的互动结果。难以捉摸的思维变化或心理初萌生的意志——简而言之，当我们选择注意时——也会使神经回路随之改变。注意力不只能选择心理活动的方向，更能让神经回路发生系统功能的改变——在科学实验中这是可以印证的。 我们每一天，甚至每一秒的经验基本上是由被动的心理活动主导的，而这又完全由脑部机制引发。 在日常生活中大脑的运作确实很像机器。大脑接收感觉信息后加以处理，与原先储存的感觉经验连结，然后做出反应。 若说这部分的生活只是大脑的预设反应也不算太夸张。莫山尼奇等人证明有一种因注意而产生的神经可塑性，但这占日常经验的一小部分（年轻时期花较多心力学习，可能占的时间多一点）；有机会像托柏的中风患者那样运用注意力发挥康复效果的人更是少数。一般而言，即使是严谨的静坐也只花几个小时。且即使在这些较特殊的例子里，注意时意识经验的内容仍大部分由大脑的内在运作决定。 性格则不然，意识经验固然是被动的，对其中各部分的注意程度与品质却可以主动选择—这不能纯粹从大脑机制来解释。在治疗强迫症患者时，被动与主动心理过程的区分便很重要。当强迫观念或冲动进入患者心中时，所引发的恐惧与焦虑在生物学上是既定的。但从临床资料与正电子断层扫描检查可以看出，患者可凭意志改变对这些感觉的注意程度，从而改变大脑的运作。 患者如何做到的？就是凭着我所说的引导性精神力量发挥注意力。注意力不仅有临床上的疗效，也有生物学上的效力（可改变症状背后的脑部化学活动）。现在我们知道，头骨里这三磅重的胶状物确实是心灵之脑。 我们的意志及行为构成了心理经验里主动的部分。这是最重要的主动意识。一般我们想到意志力总是想到外在的行为表现：选择走哪一条路或做哪个决定。即使从内省的角度来思考，也会把意志力等同于外在追求的目标。但我认为意志的最重要最基本的表现是选择注意的目标与品质，而这也是一切决定与行为的根源。 在十九世纪末，詹姆斯便已认为我们能注意的范围是被动由神经状态决定的——但注意之后特定意识层面能得到多少注意，则是主动的心理过程，他称之为“精神力量”（ spiritual force ）。他在个《心理学》里说，“用力注意就是意志的基本表现。”这个主动的成分甚至比大脑更能决定注意的方向、方式与品质——例如是否用心、明智、坚定。 心理如何选择注意对象？佛家哲学提供一个理解的角度。佛家传统的禅修系建立在两种心理活动：静，观。在静的初期阶段，须注意于单一的对象，例如湖面或鼻息。目标是达到纯粹注意的状态，稳定而集中，然后才能进入观的境界。佛家认为习惯可使业力大增（业等于意志行为）。因此伟大的佛家学者雷地尊者（ Ledi Sayadaw ）说，“不断重复而养成习惯”会使业力“产生愈来愈大的效力与能量，就像一个人读同一篇课文许多遍，自然会愈读愈精熟。”在日趋科技化与物质主义的文化里，意志的力量被严重低估，至少在西方国家是如此。佛家因果论认为凡行为必有后果，因此非常重视意志，这对于过度轻信物质的西方文化多少有平衡的效果。不过，现在我们已逐渐发现引导性的心理努力可有系统改变大脑的结构与功能，随着大众对这些信息的了解愈来愈多，意志所扮演的角色或许可以重新获得认可。 探究心灵改变大脑的证据有很重要的影响，不仅能改变我们对自己的认识，更具有实际的功能（例如协助中风患者的康复）。不过，这方面的研究只能算刚起步。三十多年来，生物学的物质主义几乎扼杀了神经科学（乃至所有生命科学）的发展，现在终于出现了一线生机。有人说哲学是象牙塔里艰涩的学术研究，与现实生活没有多少关联。生物学物质主义及其将人类机器化的中心论调如果真的这么遥远就好了，问题是这些观念确实对人们的实际生活造成影响。如果你是个极易害羞的人（所谓社交恐惧），医药公司会告诉你吃一颗药丸就好了。当你陷入忧郁、焦虑或无法注意，医生会告诉你，只要让神经化学活动恢复平衡就可重获健康。生物学的物质主义当然有它的吸引力，只要信仰它，我们就无须探讨悲伤的情绪或精神根源，无须质疑自己教养孩于的方式是否与他的注意力缺损障碍有关。我无意贬损以生物化学或基因探索行为与疾病的重要发展，事实上其中有些证据就是我最要好的朋友发现的。问题是人类远比这些发现更复杂。 相关领域的重要学者多数也同意人的研究不能只局限于生物学，但到目前为止关于物质主义的世界观所造成的道德真空，却几乎没有人提出来讨论。我曾经和一位杰出的同事聊天，他慨叹若依据主流的物质主义科学观，他对妻子的爱“就只是脑部与生理的生物化学反应”。但他是一个不好争辩的绅士，在专业领域的言行丝毫没有透露这种不以为然。我真诚地希望，引导性精神力量的神经生物学能改变这种现象。 若将人类视为物质过程的产物，对真相必无法得到全面的了解。人类会思考、判断、依据判断发挥力量，进而改变内外在世界的物质层面，这些不是狭隘的物质主义分析模式能够涵盖的。要了解人类有系统改变自身神经生物状态的能力，就必须将选择与努力等概念纳入科学的语汇。随着新世纪来临，当我们探讨人类在医学、经济、政治等各领域的表现时，会发现心脑关系的问题愈来愈重要，我们不能忽略心灵可透过觉察与努力重塑神经生物机制的事实。 引导性神经可塑性的临床资料所显示的绝非固定的物理过程，而只能以心理的努力来解释。听起来这似乎太一厢情愿，甚至过于冒险；毕竟，一个人若对生物决定论表示怀疑只会招致嘲弄，或被污名化为“非科学”或“新世纪谵语”。虽然我们对神经可塑性的了解简属起步阶段，但我认为已足可证明物理之脑无法完全决定我们的命运。然而我们的经验、选择、行为又是如何在大脑皮质上写下日记？大脑不断调整处理能力以符合我们的要求，不断提高神经元与回路的沟通能力，以配合经常进出的信息。就是因为脑部具有惊人的学习、遗忘、调整、改变的能力，容许生活的经验一再刻下印记，我们才得以摆脱生物学物质主义的桎梏。也就是说，生活方式决定一个人拥有什么样的大脑。了解心灵形塑大脑的力量不仅能增进知识，也能增长智慧。偏激地将世界解读为只有物质而没有心灵，等于忽略了人类的特质。发挥引导性精神力量，才不枉万物之灵的美称。 在第一章我首先探讨心灵源自物质的观念，以及笛卡儿二元论所引发的问题。最初二元论确实为科学界提供很大的便利：将心灵的问题划归宗教之后，也就摆脱了教会的监督，其后几百年科学才得以不被宗教界视为毒蛇猛兽（抱歉了，伽利略）。但对道德哲学而言，笛卡儿二元论却是一大灾难，终于将人类贬抑为机器。如果过去与现在的所有行为都只是机器式物理机制的被动结果，毋须论及意识的存在，更遑论意志，那么谈道德责任便没有意义了。如果我们的选择与行为都与意识思维无关，那么我们何须比机器人承担更大的责任。因此当我们探讨心理是否具有真正的活动力（能引发具物理效果的精神力量），其实是在探讨一个道德问题。詹姆斯在《决定论的困境》（ The Dilemma of Determinism ）里说， “不论行为者有什么感觉，我相信一个人既有行为的意愿，必同时对行为的好或不好有一定的信念。”若说心灵及其注意力只是物质因素的被动结果，詹姆斯说“这百分之百违背我的道德观”。 但如果我们采取目前最精确的世界观——量子理论，则科学与道德哲学的冲突立刻会像朝雾一样消散无踪。依据量子理论，物质与意识并非遥遥相对于鸿沟的两端，而是可透过定义清楚测试完备的数学规则连结起来。斯塔普说： “量子理论重新巩固了道德哲学的基本假设。我们认为一个人的行为取舍是受到意识的影响，而意识不受任何已知的自然法则的严格控制。” 心灵的量子理论涵盖了非定域性定理与量子芝诺效应，为修补科学与道德哲学之间的裂痕提供一线希望。这套理论明确指出，真实、主动、具致果性的心灵能在物理世界运作。 物质主义的决定论认为人类不过是肉身电脑，依据某种既定的神经基因程式做出行为反应，但现在我们对神经可塑性与心灵形塑大脑的力量有了新的了解，已足可挑战上述论调。物质主义者说，“大脑要做什么就会做什么，你无法控制。”但现代物理学与神经科学告诉我们这是错的。宗教界早已对物质主义的心态提出谴责，现在神经科学与物理学也加入讨伐。随着新世纪兴起的科学明白告诉我们，人类不只是物质的产物，更不是物质的奴隶。佛陀在公元前五百年演绎的因果律在二十一世纪的今天依旧撼动人心：“假使千百劫，所作业不亡，因缘会遇时，果报还自受。”

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Schwartz：专注的重要性

quantumuniverse 2012-6-26 23:03

第十章 专注的重要性 最重要的……不是发现前人所未见；而是在人人所见的现象里，想到前人不曾想到的。 ——薛定谔（ Erwin Shrodinger ） 一九九九年圣诞节前夕，我搭机到旧金山找斯塔普。他来机场接我，我们在北岸的小饭馆吃过午饭后，开车过桥到伯克利。我刚重读詹姆斯探讨注意的作品，发现这位十九世纪心理学家的观点奇异地预示了斯塔普的研究内容。我手边没有带詹姆斯的《心理学》，我们决定立刻去找一本。 我把车停在电报街，路上看到一些流浪汉蜷缩在人家的门口或人行道上，与商店欢乐的圣诞装饰形成强烈的对比。我们快步走进柯迪书店，分头寻找，从自助类找到宗教类，一无所获。所幸在相距不远的莫氏二手书店找到了，在心理学书区的角落里，在无穷尽的荣格作品中间，找到薄薄的一册詹姆斯。打开书看到下列这段文字： 我的说法彷佛指注意力完全由神经决定。我相信能被注意的事物确实是由神经决定的，若非透过神经机制，任何事物都无法引起我们的注意。但引发注意后持续被注意的程度则是另一回事，这通常需要花点力气。且我们会觉得可选择多花点力气或少花点力气。如果这个感觉是真实的……那么努力程度应该与脑部状态同样会影响注意的结果。这种努力虽未引发新的意念，却能深化或延长意念留在意识层的时间，而不任其快速消逝……某个意念是否会排除其他意念而占据脑部并继续发展，往往与开头的注意力多一秒或少一秒有关……所有自主心理活动的关键就在于对不同事物注意程度的细微差异……努力可能是原始的力量而不只是效果，且努力的程度可能不是既定的。 我们到柜台付帐，斯塔普一反平时淡漠的表情，看得出来他的兴趣已被挑起。我说：“你瞧——我就说詹姆斯与注意力的物理学相似到近乎诡异 ! ”甚至连收银员都似乎很感兴趣。 走回斯塔普汽车的路上，我继续大声读出来（这是圣诞夜的伯克利：没有人多看我们一眼）。我告诉他，还不仅如此，我将书翻到好几章之后看到：“意志力就是用力注意。”再听听这段：“意志力的功能是……继续确认与采用某个稍纵即逝的思维。”还有，“因此用心注意是意志的基本现象。”最后一句：“简而言之，维持一注意的状态（亦即思考）是唯一的道德行为。”这正是詹姆斯的一个核心观念，在竞夺意识的诸多思维或行为中选择一注意对象——这是真正的道德行为，也是意志开始参与“大脑状态”，并对最后的选择结果做出“同等贡献”的时候。有了这种注意力，才使得意志的表现成为可能。 我不禁又重复一次：“太诡异了 ! ”斯塔普也说，“不可思议。”一个十九世纪的人竞能从量子理论的基础详述注意与意志力的关系——那正是我们在《意志之脑》里所讨论的。詹姆斯在百年前就已指出，意志的致果性是注意力致果性的更高阶表现。所谓意志的表现就是注意于一个意念，注意于意识层无数刚萌生的行为方向中的一个；意志必透过注意来实施，注意才能使其中一个意念扩大、稳定、清晰、脱颖而出。意志所能做的就是注意一样事物，将其清晰稳定地牢牢抓在眼前，让其他竞争思绪纷纷消失，就像太阳一出众星尽灭。这正是量子理论的概念。我将书交给斯塔普，说：“圣诞快乐，千禧年快乐。” 注意力的重要性 我们坐进斯塔普的车子，往回开过海湾桥，途中热烈讨论着詹姆斯如何从科学的角度分析意志的根源与效力，与百年后出现的量子理论恰相吻合。我觉得我们正好延续了詹姆斯留下的线索，仿佛进入时光隧道，越过了整个二十世纪，直接从十九世纪末走进二○○○年。 我们知道詹姆斯有强烈的哲学倾向，他会如此重视注意与意志这两个概念自然不足为奇。他很清楚探讨意志的问题必会引发何种复杂的争议，更何况他又立志要将心理学提升到自然科学之列。詹姆斯坚信（虽然他无法完全以科学方法证实），注意力是主动、原始、致果性的力量，而不完全是刺激作用于被动之大脑的结果。在一千三百多页的《心理学原理》和十五个月后出版的《心理学简明教程》（四百四十三页）里，他都指出用力注意“能使瞬间消逝的意念停留在意识的时间延长”。他相信只要能了解注意力，对于了解意志的性质便有很大的帮助。 最让人佩服的是，詹姆斯认识到到这些观念的厘清具有深远的影响。注意力（以及意志）自由与否“是形而上学最重要的问题，这将影响我们的世界观是否从物质主义、宿命论、一元论转向精神主义、自由与多元主义——或是相反。”但可不可能注意力完全取决于大脑的功能？对于这一点，詹姆斯也给与审慎公平的考虑。他认为注意力纯粹由物质法则“预先决定”，在逻辑上绝对是可能的，亦即完全取决于外在的刺激或内在的思维或意象，及其与脑部回路的互动。例如一个声音或意象若与强烈的记忆相关联，所引发的（不费力的）注意必然比无关联的刺激更多。在这种情形下，“是意象因联想而先被带到意识的‘注视’之下，注意力只是将之固定与保留。”亦即刺激本身激发神经机制，使其被注意。这一派观点认为注意力是结果。 但詹姆斯不认为注意力永远是刺激的结果。在回洛杉矶途中，我不断思索着我们对注意力的了解及其重要性。 我们每天“看到”而没有注意到的东西不可胜数。少了注意，意象（或声音或感觉——注意力与各种感官都有关系）就不会在脑中留下印记，甚至可能不会在记忆里停留片刻。假设一张照片里有一大群人，你将整张照片慢慢看过一遍，我敢保证上面每个人都会到达你的视觉皮质。但如果我问你，戴呢帽穿背心的男人在哪里，你一定答下出来。人的脑子在任何时候都没有太多能力处理很多东西。美国国家卫生院的神经科学家凯斯纳（ Snbine Kasmer ）和安格雷德（ Leslie Ungerleider ）在二○○○年探讨注意力的文章里说，“由于人类处理信息的资源有限，同时存在视野里的很多影像必须竞争神经的反应权……同时存在神经接收范围的两种刺激不会被分开处理……而是以互相抑制的方式彼此影响。”探讨注意力时最重要的问题是，什么因素决定竞争的胜负？ 假设我先要求你找出戴呢帽穿背心的男人，再让你看照片。你的心里已有准备，可能几秒钟就能找出来。你会选择相关的刺激，去除不相干的。这是怎么做到的呢？就我们目前的了解，照片里几十个人的影像会同时快速从你的视网膜传送到视觉皮质，然后就开始有了竞争。胜败取决于几项因素：刺激的强度（也许戴呢帽男子比其他人明亮）；新奇程度（例如在正式宴会里若有一只穿燕尾服的猴子，我们通常会先注意到猴子再注意到人）；关联性（在人群中寻找熟人通常比找陌生人快）；还有最有趣的一项，是否负有任务，前面的例子里你的任务是“找出戴呢帽穿背心的男子”。选择性地注意于一个目标会大幅提高你对目标的神经反应。 特别是当邻近的刺激会让你分神时。一般而言，同时呈现的两个意象会互相抑制彼此引发的神经活动。但选择性的注意会抵消这个效果，将分神的事物过滤掉。这是有实验根据的，生理学家研究发现，当猴子从事需要选择性注意力的活动时，目标意象所引发的神经元活动明显增加，从而减少邻近意象的抑制作用。根据功能性核磁共振成像检查，人脑也是一样的：针对目标意象的神经元活动程度强过其他意象。美国心理健康学院的戴西蒙（ Robert Desimone ）是全美研究注意力生理学的领导人物，他说：“注意力的运作方式似乎是特别礼遇重要刺激在脑部的回路。当你注意一样东西时，其他事物的抑制效力会被降低。” 换句话说，选择性注意可强化或弱化视觉皮质上的神经活动。这至少可从两方面来分析，其一，脑部对注意目标的神经反应会增强。在一系列很有趣的实验里，猴子被训练注意萤幕上某些图案的颜色，这时相应颜色的神经元就会活跃起来。同样的，当猴子注意图案移动的方向或面向，负责这些任务的神经元也会变得活跃。人类也是一样的，注意脸孔时，负责扫描与分析脸孔的区域会活跃起来。 你以为这是理所当然的吗？别忘了：到达脑部的视觉信息并没有改变，改变的是脑部对这些信息的反应——且这是当事人能够控制的。上述实验中，萤幕上所有的视觉信息（形状、颜色、动作等）都会到达猴子的脑部，但猴子的注意目标决定脑部的反应方式。取决于猴子有兴趣观察的是什么，才决定脑部各区域的固定机制是动起来或静止下动。注意力一向被视为心灵的性质之一，其实却可决定脑部的活动。 注意不仅能提升选择性神经元的反应，也可降低竞争区域的活动。平常——亦即不特别注意的时候——其他事物会压抑目标刺激源的处理（这也是为什么当薄壁另一边有人在尖叫时，你很难专心看一篇艰涩的文章）。要让一撮神经元在吵杂的派对里听到声音并不难，但必须注意才可能真正听得清楚。注意于与一人的对话可压抑其他的声音，因为处理其他声音的神经元会真的安静下来。你如果不幸曾经掉落隐形眼镜，一定知道注意于一物（隐形眼镜）时，如何压抑其他影像（一小块棉絮）的神经元反应。如果你是在波斯地毯上寻找，你必然对地毯的繁复花草图案无动于中，而特别能敏锐发现那一片小圆碟反射出的闪光。值得一提的是，注意所引发或压抑的是脑部深处视觉回路的神经元，而不是主要视觉皮质。 注意是需要力气的，因此碰到复杂的高速公路交流道时要特别注意才能找到出口。一旦注意之后，就可引导脑部过滤掉可能分散注意力的信息。这又是引导性精神力量影响神经元功能的另一个例子。 注意究竟如何运作 刺激的新鲜感与相关性会影响脑部决定处理哪些信息，除此之外，选择性注意至少也能发挥同样的效果。事实上，即使在完全没有感觉刺激的情况下，注意也可发挥神奇的效果。例如科学家可以教导猴子注意于电视萤幕上的一小块地方，单细胞纪录会发现负责该区域的神经元电脉冲比平时多出 30 ％到 40 ％，即使萤幕上那块地方空无一物也是如此。这又是心理活动作用于脑部的证明。功能核磁共振成像发现人脑也是如此，当志愿者等待空白的萤幕出现影像时，注意力已能让神经元做好准备，激活视觉皮质，额叶与顶叶的激活更是强烈——这个区域似乎正是产生注意力的源头。当刺激源终于出现时，视觉皮质的反应比未注意做准备的情况更强烈。戴西蒙（安格雷德的丈夫）说：“这个发现非常有趣。在 没有视觉刺激的情况下，竟也可引发对应该刺激的细胞反应，仿佛那些细胞已做好准备。此外，前额叶皮质与顶叶也会被激活，强烈显示这些地方可以对感觉系统产生由上而下的控制。 ” 简而言之，选择性的注意——有意地激活 A 回路而非 B 回路——可促使脑部处理特定的信息。 神经科学家关于注意的新发现多要归功于脑部成像。就像神经生物学的其他领域一样，脑部成像仿佛不断吸引科学家去“找出神经对应关系”，亦即确定大脑特定部位的活动与心理活动的对应关系。我是坚决反对将这两者划上等号的，但利用成像技术探讨注意时的脑部状态还是很有价值的。简单地说，最近的研究显示脑中并无单一的注意中枢，而是分散于各处，包括前额叶皮质（负责与任务相关的记忆与规划），顶叶（身体与环境的觉察力），前扣带（激励）。此外，被激活的还有小脑和基底核（习惯的形成与运动协调）。不过我们还是无法知道注意究竟如何运作（这也是研究神经对应关系的问题所在 ) 。所幸目前已有更进步的成像技术，可以让我们对注意有更进一步的了解。 过去的注意研究多以猴子为主，一九九○年，由华盛顿大学科贝塔（ Maurizio Corbetta ）领导的研究小组进而以人为对象，显示注意于一事物可使脑部负责该事物的区域激活。他们让实验者看电脑萤幕，上面会出现十几个同样的小方块约四百毫秒。停顿两百毫秒后，再出现另一组几何图形构成的画面。有半数的时候，两次出现的画面完全相同；半数时候会有一两个地方不同，例如图形的颜色、形状、运动等。实验者有时被要求注意两组图形是否有异，有时则须注意颜色、形状、运动等某个方面有异。前者是所谓的“分离注意”（ divided attention ），亦即必须注意视野内不只一种差异，而须整个扫描找出差异处。第二种称为“选择性注意”，亦即注意寻找特定差异。 读者应该可以猜得到，选择性注意（“这个画面里图案的颜色是否与上一个画面不同？”）比分离注意（“这两个画面有何不同？”）容易做到。但这个研究获得另一项重要的发现，注意于特定性质（例如颜色）可刺激大脑处理该性质的部位。不论注意的是颜色、运动、形状或其他性质都一样。不仅如此，在过程中前额叶皮质也会被激活。第九章说过，这个部位似与意志有关。 翌年，另一组神经科学家证实注意确可发挥实质的物理效果。这次他们检查的不是神经元的激活，而是连带产生的血流增加。毕竟神经元和身体其他细胞一样需要靠血液来输送氧气。就好像进行有氧运动的肌肉迫切需要氧气，大量产生电冲动的神经元也是一样。在一九九一年的一项实验里，科学家请部分志愿者特别注意指尖的振动，结果发现，注意组躯体感觉皮质里代表指尖的部位激活程度比未注意组高出 13 ％。再次证明注意可影响原本被动处理感觉信息的大脑部位，可见注意并不是模糊飘忽的概念，而是会对脑部的结构与活动产生作用。 注意于一种感觉（例如视觉）不仅能激活负责该感觉的部位，也可降低其他感觉的活动。如果你真正注意于这一页的文字，应该比较不易感觉有人与你擦身而过，或听到旁人的谈话。观赏芭蕾舞表演时，如果注意于舞蹈，可能音乐就不是听得那么清楚。如果在嘈杂的派对里注意与一个声音低沉的人谈话，听觉皮质里负责低音的部位会强化，负责高音的部位则会减弱，以致你可能真的没有听到同室里一个女高音的说话。都柏林三一学院（ Trinity College Dublin ）的神经科学家罗伯森（ Ian Robertson) 说： “注意力可影响特定突触发生电冲动的频率，从而影响脑部的活动。我们知道突触若一再发生电脉冲便会变得比较强韧，足见注意力是神经可塑性的重要元素。” 这一点我们稍后会再讨论。现在我们只需调一点：注意于特定感觉能提高脑部对应部位的活动。 愈来愈多的证据显示禅定冥想可能在整个过程中扮演关键的角色。牛津大学的帕兴汉（ Dick Pasingham ）与伦敦神经研究所（ Institute of Neurology ）的同事进行一项很有趣的实验，他们请一个年轻男性找出八个字母的排列顺序，然后比较解题前后的脑部活动。实验者其实只能用猜的，当他按错键时，会听到低音，按对键则会听到高音。所以他要一方面记住对的键，一方面猜测后面的七个字母。在整个过程中，正电子断层扫描显示他的脑部非常活跃，尤其是前额叶皮质、顶叶皮质、前扣带、尾状核和小脑——这些部位与计划、思考、运动有关。 八个字母完全猜出后，研究人员要求他继续打这些字母，直到能正确轻松地打出。一个小时后，志愿者已经开始觉得很无聊了，不但手指可以飞快地打字，甚至还可以一边复述六位数字或一串动词。这种轻松的状态也反映在脑部的明显改变：检查显示许多部位一一降低活动，仿佛下班时间办公室的灯光一一关闭。他的脑子还在记忆那八个字母的顺序及指示手指按键，但背后的心理与脑部活动都大幅降低。只有运动部位仍维持活跃。 最让我感兴趣的是下一个实验步骤，因为这与我正在酝酿的精神力量理论颇相吻合。帕兴汉下一步探讨的是：当实验者在做一个自动化的事情时，突然再特别注意于那件事时又会如何？结果发现大脑的前额叶皮质与前把带仿佛瞬间苏醒，新陈代谢活动又活跃起来。这是一项重要的发现，显示 注意觉察有激活脑部的效果。事实上，正是前额叶皮质的激活使我们从自动化的机器跃升为人类 （ Homo sapiens 一词的拉丁字源为“有智慧”）。 别忘了，前额叶皮质与自发反应的意志选择有关，足见透过注意力调节脑部特定活动是很有可能的。 麻省理工学院的康维雪（ Nancy Kanwisher ）实验室也提供了类似的证据。先前他们已证实颞叶与枕叶交接的一个地方专司脸孔信息的处理，康维雪称之为纺绽状脸孔区（ fusiform face area ）。然而这个区域是自动反应的，还是可透过注意进行调节呢？他们请八个志愿者观看萤幕，上面会同时出现两张脸孔和两栋房子，但出现时间仅五十分之一秒。实验者有时被要求注意脸孔是否为同一组，有时被要求注意房子——结果他们大概有超过四分之三的时候都可正确配对。研究者发现：注意于脸孔时，脸孔辨识区显然比被动注意时（被要求注意房子时）活跃。也就是说，脸孔与房子虽然都会印入视网膜与其他部分的视觉系统（包括脸孔区），主动选择注意脸孔可立刻提升对应区的活动。足证脸孔辨识的活动不全然是自动的，如研究小组所说的，“而是依赖自主地对注意力进行分配”。后续的研究显示，注意也可增进辨识地点（例如房子与建筑）的脑部活动。且同样的情况不仅限于对外在世界的注意，在心里唤起某种意象也可达到同样的效果。当你闭起眼睛刻意在心里唤起某个熟悉的脸孔或地方的意象，脑部激活的区域和实际看到时是一样的。康维雪说：“在知觉过程中，我们并不是被动的接受者，而是主动的参与者。” 内省可重绘心灵版图 注意力的影响还不仅如此而已。我们都知道知觉与行为并不是在真空里进行的，而是发生于心灵所创造的舞台上。例如一个人若熟知点彩派的画法（运用三原色的小点创造出其他颜色），他所看到的秀拉（ Seurat ）的画与不熟知点彩画或不注意的人便大不相同。但这三种人在观画时，画作的光子落在视网膜然后转化为电脉冲传送到视觉皮质的过程是一样的。信息确实是从外在世界进入脑部，但正如莫山尼奇所说的，“进入后的内在表现却不断变化”。我们可以进一步推断：心理状态不只是对脑部的物理活动有影响，对最终知觉的贡献甚至比刺激本身更大。神经科学家现在已开始（虽然有时不太情愿）承认心理状态的重要，原因很简单：前面几章所说的皮质可塑性显然并不是特定皮质刺激的单纯结果，正如看到秀拉画作的知觉绝非完全由油彩发出的光子模式客观决定的——事实甚至完全相反。 一九九八年末期，我偶然看到莫山尼奇和狄强斯（ Rob de Charms) 的一篇论文，让我更坚信心灵影响意志表现的方式就是透过注意的机制。他们发现，当一个人注意于特定刺激时，大脑皮质对应该刺激的神经元会更为活跃。不仅如此， “神经元的活动模式会随注意模式的改变而改变，导致信息接收范围的改变或个别神经元的功能变化。”既然个别神经元可依注意状态而因应不同的刺激，表示“整个皮质的分布图都因注意而扭曲……皮质的功能划分会产生快速的变化。” 莫山尼奇在一九九三年所做的实验显示，光是被动的受刺激还无法导致脑部的改变。他与学生一再让猴子听特定的声音频率，当猴子很注意时，果然便发生听觉皮质的重组。但如果以其他事情分散猴子的注意力，使其无法注意于声音时，这种重组便不会发生。容我再重复一次：同样的刺激在注意的脑子里可引发长久的改变，对不注意的脑子却不具改变皮质的力量。换句话说，注意是必要的。 一般认为注意是内在引发的状态，神经科学界似乎已不知不觉和东方哲学的观点达成一致的结论： 内省、注意、主观状态（或其他类似的说法）可重绘心灵的版图，重塑大脑的连结。注意的重要突显出心灵影响大脑的可能。 莫山尼奇和狄强斯两人的结论是： “经验加上注意导致神经系统结构与未来功能的改变。显然……我们每一刻都在塑造瞬息万变的心灵运作方式，选择自己下一刻成为什么样的人，而这种选择就以物理的形式刻印在物质之我上。” 我早就觉得四步骤疗法之所以能成功治疗强迫症患者，患者的注意力扮演关键的角色。因此我很高兴看到莫山尼奇及其他科学家的实验提供相关的证据。第六章提过巴斯库尔里昂的实验，证实注意想像弹琴与实际弹琴一样可增加手指的对应皮质范围——志愿者堪称是凭空想出新的大脑。 托柏的实验也发现，注意力能增加中风患者的功能重组与复原机会，但前额叶皮质受损的中风患者则比较难复原。中风两个月后让患者接受简单的注意测试（例如从耳机中听声音数数），对预测将来运动功能的复原程度精准得让人惊讶。三一学院的罗伯森也得到类似的实验结果：“观察右脑中风患者的注意力，可预测他们两年后使用左手的能力。”但若额叶的注意回路受损，则恢复的程度较差。 但注意力与神经可塑性的关系却不免让我们再度陷入笛卡儿二元论的思考。举一个简单的问题： 强迫症患者（或我们之中任何人）是否能选择注意的目标？或者注意力完全受制于脑部的机制？ 根据我在圣诞夜读给斯塔普听的片段，詹姆斯认为两者在逻辑上都说得通。如果注意力完全由刺激决定，那么只要你精确知道人脑的神经元与亿万突触的连结，也就能预测一个人注意的目标。物质主义还原论者相信这是做得到的。 我们可以预测某些刺激一定会引发注意——例如突然窜到眼前的蛇，或大楼拆毁时的砰然巨响；有些刺激则无法预测。纯粹使用物质主义的语汇恐怕无法理解经验的意义，即亿万突触的连结如何被心灵解读。以我的强迫症患者为例，他们要注意于强迫观念或告诉自己那是脑部连结出错的结果，便无法预测。由于这种疾病有自我不协调的特性，患者清楚知道两者的区别。事实上，一般人日常生活中也有类似的经验，只是程度轻微许多。多数心理经验都是被动发生的，非意志能够控制，因此我们常说脑中“浮现”某些意念。这些意念或可找出明确的刺激源，例如一首曲子唤起回忆，或一个景象引发相关思维，且似乎是源自我们无法控制的固定回路。不召而来，转瞬即逝，与强迫症者的差异只在于后者的思维更强烈、更具侵入性，也更让人不安，因而必须花更大的力气才能忽略它。如此说来，强迫症格外突显出被动经验的心理事件与必须注意的心理事件的关键差异。这也是为什么我认为研究强迫症有助于探讨心脑的关系，尤其是心灵是否能影响大脑的问题。 我们展开非正式合作之后，斯塔普第一次思索精神力量的概念在他的意识的量子理论里占有何种地位。但首先他必须回溯到几十年前的伯克利学生生涯。一九五○年他自密西根大学物理系毕业后，继续到伯克利加州大学攻读博士。他的目标是建立一套理论架构来分析塞格雷（ Emilio Segre) 与张伯伦（ Owen Chamberlain ）在回旋加速器上所做的质子对散射实验（这两人因发现反质子而获得一九五九年诺贝尔物理学奖）。实验中进入的质子会撞击其他质子后反弹出去，起初进入的质子有一定的方向，反弹出去后则变成不同的方向。我们可以逻辑地预期前后的方向有相互关系。塞格雷二人有一个很聪明的学生叫易西兰提斯（ Tom Ypsilantis ），碰巧是斯塔普的室友。有一天他请斯塔普帮忙分析散射的结果，这项研究后来成为斯塔普的论文，并因而熟悉粒子的相关性。相互关联的粒子——这些在时空中分离却产生于同一起源的粒子，不久就引发了我们实在观的革命性变革。 被观察的现象才是现象 上述论文使斯塔普成为第一个注意到贝尔理论（ Bell's Theorem ）重要性的人。贝尔（ John Bell ）在瑞士日内瓦外占地极广的欧洲核子研究组织（ CERN ）负责设计粒子加速器。他的工作不包括研究理论物理学，但这位说话温文尔雅蓄红须的爱尔兰科学家发现了“科学史上最重要的现象”（斯塔普之语）。在一九六四年的论文里，贝尔探讨了自一九三五年一直困扰物理学界的一个问题。那一年爱因斯坦与两位年轻的同事，波多斯基（ Boris Podolsky) 与罗森（ Nathan Rosen ）发表了一篇论文，试图解决爱因斯坦与玻尔针对量子理论长达十年的争辩。爱因斯坦相信量子理论只是一种统计叙述，背后深层的实在还有待科学家去发掘。他设计了许多假想实验（ thought experiments ），试图证明玻尔量子理论的不足。 爱因斯坦三人在一九三五年提出现代物理学里最有名的假想实验，主题是“以量子力学理论叙述物理实在是否完备？”探讨定域性（ locality) 这个物理性质。定域性是指一地的物理实在不能瞬间被某人同时间在遥远地方的决定所影响。根据经典的物理因果观念，所有的物理效果都是起因于粒子与粒子场之间的互动。因此，两个受时空限制的地区若相隔极远，甚至连光速都无法到达时，则一地的行动无法影响另一地的行动。 这篇论文的主角是 介子（我采用的是美国理论物理学家玻姆〔 David Bohm 〕的简化说明）。 介子会衰变为一个电子和一个正电子，两者快速往相反方向运动。别忘了，量子力学认为在被观察之前，粒子的性质（例如位置、动能、自旋方向等）都是无法确定的。但因为电子与正电子源自同一量子态，两者的性质（根据量子理论）永远是相关的，处于一种奇特的纠缠态（ entanglement ）。它的存在多次获得证实，但背后的意义却是量子力学最难解的谜题之一。薛定谔认为纠缠是量子物理学的“根本特质”。两个互相纠缠的粒子并非独立的，假设母粒子的自旋是 +3 ，那么子粒子的自旋必然是 +1 与 +2 或 +5 与 -2 。我们可以从另一个角度来思考这个问题，如果已知原始粒子的自旋，测量一子粒子的自旋后，应可推断出另一子粒子的自旋。这是纠缠的最简单表现。 爱因斯坦三人说，假设我们要做这样的测量。由一位物理学家（且称之为爱丽丝）在正电子飞到很远之后测量它的自旋角动量，假设远到测量时连快如光速的讯号也无法到达那个电子，那么测量正电子的行为应该不可能影响到电子的性质。这就是定域性法则。但因为正电子与电子互相关联，爱丽丝可根据测量结果计算出电子的自旋。如果测量结果是 x 轴之上，而 介子的自旋是 0 ，电子的自旋应该是 x 轴之下。如果正电子的自旋是在 y 轴左边，电子就应该是 y 轴右边。 但这便出现了一个问题。第八章说过，量子力学认为被观察的量才是真实的量，自旋方向必须在被测量时才存在。那个电子理应有上与下、左与右叠加的状态，唯有在被测量时才塌缩为单一状态（就像前面提过的薛定谔的猫）。但爱丽丝测量了正电子的自旋后立刻就知道了电子的状态，这便打破了量子理论的法则。爱因斯坦三人这样分析：“如果在不干扰一个系统的情况下，我们可确切预测一物理量的值，表示存在一个对应于该物理量的物理实在。”有了这个物理实在的合理标准，他们指出，在爱丽丝测量正电子自旋的那一刻，电子的自旋必然是存在的物理实在。 爱因斯坦三人确定他们已抓到量子物理学的矛盾。玻尔的“哥本哈根解释”坚称量子的性质必须在被观察时才存在，但在这个假想实验里，电子的自旋却是在未被观察的情况下真实存在。他们相信一些性质具有独立于观察行为之外的物理实在：位置、动能、自旋方向。他们支持实在论 (realism ）的哲学立场，亦即相信量即使未被观察也是存在的。按照这个观点，即使你不抬头去看，月亮还是会高挂天空。 他们同时还找到量子理论的另一个弱点。纠缠现象使得爱丽丝在此地的测量决定立即影响另一地的实在性质，显然违背了定域性。爱因斯坦称这种远距影响为诡异的“超距作用”（ action at a distance ），他认为其荒谬性足以推翻量子理论。如果远方那个电子的性质取决于爱丽丝测量正电子的决定，那么量子理论根本是哲学的谬论。 有兴趣探讨量子理论之哲学内涵的物理学家为上述现象论辩了近三十年之后，贝尔提出《关于 EPR 悖论》（ On the Einstein Podolsky Rosen Paradox ），在文中探讨定域性是否为物理界的一个性质。容我再重复一次，定域性是指一地的物理实在不能被遥远地方的行为瞬间影响。根据贝尔理论，符合量子理论预测的理论都必违反定域性，因此定域性只能被视为愚蠢的迷信。宇宙是非定域性的。在比较深刻的层次里，这个世界比经典物理学所了解的更紧密相连，在某些情形下，某人在此地的自由决定可立即影响另一地的实在，而所谓另一地可以是实验室或银河的另一端。 物理学家立刻纷纷投入实验，希望验证量子理论所预测的粒子的纠缠是否符合超距作用。很多实验都是测量光子对的偏振相关性，如同爱因斯坦三人的假想实验，不同的是这些实验是实际做出来的。一九八二年阿斯派克（ Alain Aspect ）与巴黎大学的同事发表一系列实验的结果，至今仍被认为为定域性盖棺论定。阿斯派克特测量粒子对的相关性，粒子间的距离大到不可能有任何因果关联——除非一者能以快于光速的速度立即对另一粒子产生影响。结果发现两者的关联性确实如量子力学所预测的，而唯一的解释是物理世界是非定域性的，一地的行为可立即影响另一地的情况…晅种结果让贝尔大失所望，他和爱因斯坦一样对量子力学的诡异感到不安）。 一九九七年日内瓦大学的季辛（ Niculus Gisin ）等人的研究证实了阿斯派克特的结论。这个瑞士团队创造了纠缠的光子对，经由光纤线传送到两个瑞士村庄。阿斯派克特确认非定域性定理适用于十三公尺的距离（实验设备的大小），季辛的实验则扩及十一公里之遥。以量子物理学的标准来说，十一公里简直和一百一十亿光年差下多了。季辛发现两个光子似乎都能知道遥远对方的测量结果，据以表现出相应的性质。物理学家的解读是：即使相隔整个丰宙，物理的实在还是非定域性的。亦即这是宇宙的一个基本性质，就算爱因斯坦反对，这个世界似乎真的有诡异的超距作用。 在思考定域性问题时，有些人会产生一个疑惑：预测粒子对的偏振性有这么诡异吗？这不就好像有人告诉你抽屉里有一副手套，你闭着眼睛抽出一只左手，理所当然就知道另一只一定是右手。问题是手套与粒子对有一个关键差异，手套属于宏观物理界，可适用经典物理学，亦即具备不受观察者影响的客观实在。量子系统则不同，所以惠勃说：“被观察的现象才是现象。”根据量子物理学，不管是遥远那一方的粒子或实验室这一方的粒子，都必须测量后才能确定其自旋方向。直到测量之前，每个粒子都处于各种可能自旋值的叠加态。如果我们测量第一个粒子的自旋，并发现它是“向上”，那么我们就同时以同样的精度决定了另一个被发射大宇宙另一端的孪生粒子的自旋必然“向下”。如果此一性质真的是观测后才确定，那么一地的观测直接影响了另一遥远地方的实在。量子力学看上去就是以这种穿越超远距离而即刻发生作用而运行的。这就是量子力学的非定域性。 非定域性定理的发现，使得我们对于实在的观念以及笛卡儿的二元论从根本发生动摇。科学家奈道（ Robert Nadeau ）与物理学家卡发多斯（ Menns Kafatos) 在一九九九年合写了一本很精采的《非定域性宇宙》（ The Non-Local Universe ）。书中指出：“很多人认为，非定域性定理是科学史上最重要的发现。”主要的原因是非定域定理推翻了经典本体论。在经典物理学与笛卡儿二元论里，心灵与物理世界分隔着无法跨越的鸿沟，就像大峡谷两边的蝶螈一样绝不可能有任何互动。但在非定域性宇宙里，心物的分隔面临终极的挑战。正如奈道二位所说的， “经典物理学所认可的心物分隔与我们的科学世界观相违。当我们在探讨物理学与生物学里部分与全体的关系时，如果将非定域性定理考量进去，那么宇宙就是个完美交织的整体，心灵或者意识必然是其涌现的现象。” 涌现现象（ emergent phenomenon ）是指其整体特质或行为无法以部分的总和来解释；如果心灵是涌现现象，便无法完全以大脑来解释。 非定域性定理的内涵在物理学界相当不受重视——几乎没有引起任何的反应，就像婚礼上出现一个令人尴尬的亲戚。主要原因是这类问题的争辩无法引发任何实用的结果。有兴趣的研究生或许可在午夜围坐探讨实在的意义等等，但这终究不是电晶体的基础。忽略非定域性定理的结果，顶多是想到经典物理学所支持的心物二分法与现在的了解不相符合，因而产生些许不安。从十八世纪至二十一世纪，几乎所有的科学家都相信（虽未必说出来），观察者与被观察的对象是分开的，前者对后者不会产生影响（除非把实验器材打破）。这种态度通常也不会造成任何问题，但是当观察者与被观察者属于同一系统时（例如心灵观察大脑），问题就出现了，心脑二分的观念也需要再被检验。 这正是斯塔普努力研究的方向：探讨心灵能够影响大脑的物理学基础。为此他把重心放在研究一个奇特的量子现象：量子芝诺效应（ Quantum Zeno Effect ）。这个以希腊哲学家芝诺为名的现象，是一九七七年奥斯汀德州大学物理学家苏达先（ George Sudarshan ）及其同事提出的。如果你喜欢非定域定理，你会更喜欢芝诺效应，相较之下前者显得太正常了：根据芝诺效应，你向自然提出的问题能够影响一个系统的动态演化。尤其是指重复频繁的观测一量子性质，可使该性质永远固定，或至少停留在该状态更久。 假设一个原子吸收了一个光子的能量，这能量使原子的一个电子跑到较高的轨道——有点像是超大质量的小行星将水星撞到金星的轨道，这时我们说这个原子处于“受激态”（ excited ）。那个电子必须等到原子释放光子时，才会回到原来的轨道，但原子何时释放光子？这和放射性原子的衰变一样是机率的问题。科学家发现，如果重复频繁地观测该原子是否回复原状，可使原子维持在原来的状态。这就是所谓量子芝诺效应：连续快速的观测可使一个系统固定在原来的状态，观测的次数愈频繁，愈能抑制状态的改变。也因此芝诺效应又被形容为，不断被观察的那壶水永远烧不开。 为什么会如此？我们以一个实验为例，一个氨分子是由一个氮原子与三个氢原子组成的，因于四个原子都在运动，其排列方式会随之改变。假设起初氮原子在三个氢原子之上，就像三足鼎上的一个蛋（氦只能在氢的上面或下面，不可能在中间）。以波函数来表示，发现氮在最上面的机率几近百分之百，随着时间的推移，在下面的机率逐渐增加。但假设在改变之前我们即进行观测，这个动作会使波函数从多种可能性塌缩为单一实在。到这里都属于标准的量子理论。 但接着有趣的事发生了。苏达先及同事罗斯曼（ Tony Rothman ）解释说：“波函数停止移向底部，而是被‘重新归零’。如此，藉由重复频繁的观测……可避免氮原子离开上面的位置。”如果你快速重复问一个系统是否处于某种状态，然后进行观测，那个系统便不会依正常方式演化，而是形同凝结。如斯塔普所说的，“一个肯定的答案将变成固定不变，有利这个肯定答案的状态被迫停留较长的时间。” 量子芝诺效应已经过多次实验验证，最明确的一次是一九九○年的美国标准与科技学院的研究。他们测量铍离子从高能量衰变为低能量状态的机率，发现能量转变的机率会随着测量频率的增加而降低；因为研究人员的不断探问：“你到底衰变了没有？”使得铍原子停留在最初的高能量状态。一直被观测的那壶水烧不开，就像苏达先与罗斯曼所说的，“不断的观测确可停止原子的衰变。” 量子芝诺效应的心理作用 斯塔普认为量子芝诺效应与我的研究正是完美的搭配，至少在理论上，此一效应显然可让重复的注意行为影响大脑的量子状态。斯塔普说，“如果心灵可以不断向自然提出一个问题：我应注意于此一意念吗？大脑便会将注意力集中于此一意念，这正是量子芝诺效应。仅仅是快速注意的心理活动就可影响脑部的状态。”这不仅能解释我的强迫症研究，也符合每个人的经验：注意可避免心思游移。前面说过，莫山尼奇发现只有被注意的刺激才能改变皮质图，使处理该刺激的皮质范围扩大；巴斯库尔里昂也发现，引导性注意所造成的皮质改变与实际练习弹琴的效果相当。我的强迫症患者在重新聚焦步骤里能引发脑部的改变，注意力很可能扮演关键的角色。 一九九八年斯塔普在加州克雷蒙特的一场会议里表示，“量子芝诺效应可运用在一种心理经验上，亦即极力注意于一个意念能使该意念固定下来。”但量子理论并未指明要向自然提出什么问题或何时提出，“也许这是依赖一种不受物理界控制、与心灵相关的力量。这个力量可控制自然的某些物理层面，透过观察者的注意力，使脑中直接与经验相关的某些特质偏离物理力量所左右的方向。” 斯塔普开始针对这些概念发展相关的数学表述。第八章说过海森伯抉择是指问题的选择可决定自然显露的面貌，而所谓问题的选择还可以用一般人较熟悉的现象来说明，亦即注意对象的选择。从一九九九年冬天到二○○○年斯塔普与我逐渐确认，要了解精神力量的起源及其物理学原理，注意是很好的着力点。我们可藉此探讨强迫症患者如何运用精神力量，一再选择以健康的行为取代冲动，改变强迫症的脑部回路。 但这中间产生了一个问题。强迫症患者如何能将注意力从行之有年的问题回路转移开，导向起初还很微弱、甚至可能根本不存在的健康回路？在复杂的脑部活动中，我们主观知道有无数种选择，有些根本没有浮现于意识层。可能有一瞬间，我们的心中存有未来各种可能的状态——去洗手或去种花。不同的脑部状态各有具体的物理对应表征。就像哈佛大学科斯林（ Stephen Kosslyn ）所说的，心理意象所激活的大脑部位与实际知觉活动一样。因此想到洗手就和实际洗手一样会激活关键的脑部结构，尤其当患者心理浮现站在洗脸台前洗手的意象时。在量子大脑里，组成一个思维的所有元素——钙离子的扩散、电子的运动、神经传导物质的释放——是以量子叠加状态存在的。结果是各种可能性并存，其复杂程度远甚于薛定谔的猫。而某种状态能存留在注意焦点较久，则是因一连串的快速同意权引发了量子芝诺效应。 斯塔普认为，这便提供了注意可引发意志力的可能解释。大脑里神经末端钙离于的移动适用于海森伯的不确定原理，钙离子引发囊泡释放神经传导物质是一种机率，不是确定的，因此神经元是否将信息传递给下一个神经元而引发行动或任其夭亡，也是不确定的。正如原子处于衰变与不衰变的叠加状态，突触也存在释放神经传导物质与不释放的叠加状态，也就等于不同行为的叠加状态。 斯塔普愈来愈相信，注意力就是从脑部提供的多种可能性挑选其一，亦即决定何者将成为注意的目标。前面说过，使波函数塌缩的第一步是向自然提出问题，在这里要问的是：这个特定的心理事件将发生吗？用力注意等于增加提问的频率。根据量子芝诺效应，重复快速的提问会影响被观测的系统——亦即脑部。当心灵选择注意于一种可能时，也就等于将对应的神经状态一部分固定下来。 脑部最重要也最易理解的量子过程可能是钙离子的移动：进入神经元末端并移动到引发囊泡释放神经传导物质的位置。这是或然的过程：离子可能激发或不激发囊泡释放物质，亦即后突触神经元可能产生或不产生电脉冲。这个过程之所以不确定，连十九世纪的物理学家都明白原因是温度的变动及其他变数。但还有一个因素是量子效应，尤其是海森伯不确定原理：因为离子进入神经元末梢所经过的通道非常狭窄（不到一毫微米），因此适用不确定原理。离子在通道的位置极度受限，其速度的不确定性便极大。这表示当离于从通道出口要到潜在激发位置时，其落点也有无数可能，亦即存在到达或不到达激发位置、囊泡释放或不释放神经传导物质的叠加状态。如同薛定谔方程所叙述的，大脑会演化出多种分支，每一支代表一种意识经验的神经状态，且都有一定的发生机率。 意志力即注意力 但最后实际发生的是那一个意识经验？第八章说过，量子理论的创始者认为，实验者或观察者的心灵对于决定自然将显露哪一面具有关键影响。这个影响取决于实验者选择探索自然的哪一面；选择向物理界提出哪一个问题；选择他要注意哪一个目标。在这样的模型里几乎所有的动作都是脑部产生的，但心灵可对脑部已设想及短暂提出的问题快速进行再询问，使脑部活动继续注意于特定行为上。 我们可藉由图 10-1 强迫症治疗过程为例，了解心灵如何以无法还原为神经元电冲动的方式影响脑部的活动。这个精神力量赋与思想效力，让意志得以发挥影响力。意向引导注意力，注意力则会对脑部运作产生实质的物理影响。当我发展出强迫症的四步骤疗法时，我知道重新聚焦与重新评价有心理学的基础，但并没有想到会与量子力学的理论相符。斯塔普帮助我了解这一点。在第三章，我们谈到笛卡儿二元论引发的科学与道德哲学的冲突，物理与心灵两个世界根本无法互动。这个影响深远的冲突现在即将获得解决。因为量子理论清楚地解释了注意力如何塑造意志，再由意志塑造行为，而注意力绝无法完全被任何已知的自然法则控制。 不过在此我们还是需要怀抱一点谦虚的心。过去的哲学家根据牛顿及十七世纪其他科学家的发现建立一套世界观（物质主义），现在我们知道这套观点不够完备，其哲学内涵甚至有误导之嫌，尤其是将世界描绘成欠缺道德内涵的僵化机器。今天我们运用量子力学建立另一套科学的世界观，当然也不能确定将来这套理论不会被推翻。但就像维格纳在本书开头所说的，自然法则不可能完全排除意识，这一点是我们现在知道的。人类的心灵在物理宇宙里确能发挥一定的作用。 如果要为“人确实有能力做出道德行为”的信念找到科学的理性基础，我们便不能再以“我思故我在”来叙述内在的经验，而应以詹姆斯的名言——意志力即是注意力——来取代。心灵创造大脑。我们确有能力发挥注意力与意志力，为脑中一个酝酿成形的状态催生，并化可能为真实。此一致果性可望弥合科学与道德哲学之间因笛卡儿二元论所造成的鸿沟。至于究竟应如何弥合，以及对我们的生活具有何种意义，则是我们现在应该致力探讨的问题。 图 10-1 ，注意的量子效应透过量子力学的法则让注意力得以影响脑部功能。钙离子通过神经元的离子通道，才能激发神经传导物质被释放。由于这种通道非常狭窄，可适用量子法则与不确定原理。钙离子可激发囊泡释放神经传导物质，但释放与否是无法确定的。以量子术语叙述，释放与不释放的波函数处于叠加状态，实现的机率各为 0 ％到 100 ％。释放神经传导物质才能激发思维；因此“洗手”与“种花”的意念何者胜利也是不确定的，注意则可改变两者的机率大小： 1 ．在强迫症患者的脑部，“洗手”的回路一再产生电脉冲。亦即由额眶部皮质、前扣带回、尾状核构成的强迫症回路过度活跃。 2 ．透过治疗让患者产生“可以去种花”的意念。这个意念可激发前额叶皮质的计划回路，但在治疗初期，这个回路比强迫症回路微弱许多：被激发的或然率较低。 3 ．囊泡处于“释放”与“不释放”神经传导物质的叠加状态，洗手与种花两个回路都是如此。 4 ．按照量子法则，适两个状态可以并存。但在治疗初期，强迫症回路释放传导物质的机率较高，因此患者比较可能去洗手。 5 ．但透过精神力量，患者可依据量子力学的原理改变机率。注意于“种花”的意念可增加该回路释放传导物质的机率。 6 ．接着患者将种花的意念落实为行动，从而使将来种花回路凌驾洗手回路的机率增加。 7 ．经常选择种花而非洗手可促追神经可塑性：脑部新陈代谢朝有利治疗的方向改变，于是将来的强迫街动愈来愈容易克服。

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迪克·斯瓦伯:自由意志，一个愉快的错觉

热度 2 quantumuniverse 2012-6-22 08:40

自由意志，一个愉快的错觉 出自：《我即我脑 : 从子宫中孕育 , 于阿尔茨海默综合症中消亡》 作者：迪克·斯瓦伯（ Dick Swaab ） 译者：王奕瑶陈琰璟 包爱民 出版社：出版社 : 中国人民大学出版社 (2011 年 ) 作者简介：迪克·斯瓦伯（ Dick Swaab ），世界脑神经研究领域的旗帜性人物之一，被誉为 " 脑研究的教父 " 。 1985 年，斯瓦伯教授创建了荷兰人脑库，人脑库是脑科学研究的顶级配置，标志着一国脑科学研究的先进程度。现任阿姆斯特丹大学脑科学教授，同时担任荷兰大脑研究学院院长。他著述颇丰，曾因发现男同性恋者的脑构造与异性恋者不同而名噪一时。 也许我们的意识、心理表征都只能回顾往事的思考，是我们在事后为了给自己一种拥有权力和控制力的幻觉而产生的念头。 ——欧文 亚隆，《当尼采哭泣》 我们有选择的自由吗 这就是我的立场，是不能更改的。 人们之所以常会宣称自己具有＂自由意志＂，是因为人们能够做出选择，但这是一个错误的概念。每种有机体都在不停地做选择，问题是，这些选择是否完全是自由的。 美国研究人员约瑟夫•普赖斯（ Joseph Price ）把＂自由意志＂定义为＂不受内在或者外在的约束而决定做或者不做某事的能力。＂按照这个定义，我们是否曾经自由地做出过决定呢？达尔文在 1838 年就说过，自由意志的存在只是一种错觉，因为人们很少分析自己的动机，而行事则大多出于本能。 关于＂自由意志究竟是指什么＂的问题在哲学家们之间也存在分歧。在有关自由意志的讨论中通常会涉及这样的三个方面：第一，只有当你可以拒绝完成一种行为时（即存在着可以替代的方案），这种行为才可以被称为自由的，第二，这种行为当然是有原因的，第三，哲学家们认为，你必须真诚地按照自己的主动性来完成。当然，这不过仅仅是给了我们一个概念而已。 那些还能回忆起自己所经历的突如其来的热恋的人，没有谁会将他对于伴侣的选择归纳为是一个＂经过适当考虑的自由的决定＂。那种热恋就那么发生了，伴随着幸福感和身体的反应（例如心跳加速、出汗和失眠），还伴随这情感的依赖，强烈的专注，对伴侣的占有性的保护欲以及精力旺盛的感觉。这正是柏拉图所认识到的方式，他把性冲动视为灵魂的第四种形式，位于肚脐之下。柏拉图还称这个特别的灵魂完全非理性的，不受任何规矩的约束。 斯宾诺莎也是一个不相信自由意志的人。他在＜伦理学＞（ ethics ）第三部分第二条命题中列举了以下生动的例子。 一个婴儿相信，根据他的自由意志他需要喝奶，一个愤怒的儿童相信，他想要报仇也是由于自由意志，一个胆小的儿童则相信，按照自由意志他要逃跑，进而，一个醉汉会相信他是按照自由意志的驱使而说出的那些他在清醒时不愿意说得话的。这样看来，精神错乱的人，喋喋不休的妇女、儿童以及其他类似的人，也都会相信他们是按照自由意志的命令而说话的 - 但是事实上，他们是无法忍住这种说话的冲动的。 显然，斯宾诺莎确信那些性格特征是已经形成并固定的，你不可能改变他们。 现在神经生物的知识表面，绝对的自由是不可能存在的，许多遗传因素以及早期发育阶段的环境影响了大脑的结构和功能。这意味着我们在拥有所有的潜能和天赋的同时，还具有许多固定的局限性——例如，具有成瘾的先天易感性，或是具有一定水平的攻击性的基础，性别认同和性取向，以及发生多动症、边缘型人格障碍，抑郁症或精神分裂症的风险。很显然，我们的行为在出生时就已经在很大的程度上被决定了，这一事实与 20 世纪 60 年代关于人类的可塑性的信仰截然相反。 在我们的早期发育阶段，有关我们自己的大量特征已经被决定，这不仅会影响我们对精神疾病的易感性，还会影响我们正常的每日生活。理论上讲，我们可以选择是与异性或者是同性展开一段恋情，但是我们的性取向早在我们还在母亲子宫里时就已形成了，它不允许我们自由地在那些理论上的可能性之间进行选择。而且，我们都出生于特定的语音环境中，虽然我们不能选择母语，也没有对于特定的语音能力的遗传学背景，但是这种语言环境对我们脑的结构和功能起着重要的影响。此外，我们出生环境的宗教性也决定着我们将如何体现我们与生俱来的灵性，是具有信仰、唯物主义，还是对环境抱有非凡的关切。 我们的遗传背景以及对于我们早期大脑发育具有永久性效应的所有因素将造成我们的“内在局限性”，于是我们无法自由地决定改变性别身份、性取向、攻击性程度、性格、宗教信仰或母语。我们也不能决定从现在开始拥有一项特别的天赋，或是停止思考某件事情。正如尼采所说的，思考的出现是它想到我的脑海中来，而不是我想要它来。同样，我们甚至对于自己的道德决定也很少能有什么影响。 我们赞成或者不赞成某件事并不是我们对此深思熟虑的结果，而是因为我们无法做出其他的选择。 正如达尔文指出的那样，道德标准是古老社会直觉的产物，它引导着我们以不损害群体的方式行动。 因此，一个必然的悖论只能是，除了任何遗传局限性以外，唯一具有某种程度的自由的人类只是那些处于早期怀孕阶段的胎儿。不过，一个具有有限的自由的胎儿并不能做任何事情，因为它的神经系统还没有成熟。在我们成年以后，我们大脑的可修正性，以及我们行为的可变性都收到了严格的限制。我们有了自己的“性格”，而我们最后残余的自由也被限制在社会的种种必须做或者不允许做的范围内了。 ● 大脑是一台巨型的无意识电脑 在对次要的事情做决定时，我发现权衡所有的正面和反面的理由都是大有裨益的。然而，对真正的重大的事情所做的决定需要来自潜意识，来自我们自身内部的某个地方。 —— 弗洛伊德 我们的许多决定都是在“转瞬间”或者“本能地”，抑或者凭我们的“直觉”而做出的，没有自觉地思考它们。我们因为一见钟情而“选择”一位伴侣，而一位犯罪嫌疑人会在法庭上非常真诚地说，他是在杀人之后才意识到整个事情的。科学记者马尔科姆·格拉德威尔（ Malcolm Gladwell) 在其《决断 2 秒间》（ blink) 一书中，描述了一幅关于无意识的大脑完成在几秒钟之内做出重要而复杂决定的精彩画面，而这发生在我们这台无意识的电脑完成了庞大的计算之后。就像现代飞机可以由自动驾驶仪来控制起飞和降落，不需要有血有肉的机长的帮助一样，我们的大脑也能在无意识思考的情况下出色地完成很多事情。不过，大脑得经过训练才能做到这点。只有长期给无意识的大脑提供大量的信息，一位艺术家才能达到立即“感觉”出他在观看一幅赝品的水平。只有通过观察大量的病例，医学家才能在病人一走进房间时就对其做出诊断。功能性脑扫描已经显示，我们在做主动推理或者凭直觉做出决定时，运用的是不同的大脑回路。只有在后一种情况下，大脑的岛叶皮层和前扣带回皮层才能被激活，这些区域对自主性调节非常重要。此外，它们对我们的肠胃系统也起着重要的调节作用，这清楚地体现在我们选择一个词来描述我们所做的决定的基础——“胆魄”。 我们的大脑不得不在很大的程度上像自动驾驶飞机那样不假思索地工作。我们被海量的信息持续地轰炸着，无意识地采用选择性的注意来提取对我们来说重要的信息。即使是在观看快速展示的人体裸体照片时（观看者不可能“有意识地”看见）异性恋男性的目光也是会转向女性裸体照片，而从男性裸体照片上移开视线。对于同性恋男性和异性恋女性而言，他们的目光则会被男性裸体照片吸引，而同性恋和双性恋女性的反应则介于异性恋男性和女性之间。以发育早期阶段，大脑编制的程序已经确保性取向转化一个无意识的过程。 情感在这些无意识的过程中起着非常重要的作用，自主神经系统充分参与了这个过程。的确，情感对于道德判断起着决定性的作用。大脑额叶的一个区域——腹内侧前额叶，在解决道德困境时起着决定性作用，例如以牺牲一个个体的生命为代价来挽救许多其他人。对于我们大多数人来说，不可能做出那些极度情绪化的决定，但是对于那些前额叶皮层受损的人来说，可以做出病态的、超然的举止。在做出那种可怕的决定时，他们不会体会到诸如感同身受或者同情之类的情感。因此，有关社会规范和社会价值的决定显然需要完好的大脑的感情作为基础。 有意识的推理所做出的决定并不总是优越于无意识的结果，它甚至还会阻碍人们做出好的决定。根据心理学家艾德·汉（ Ed de Haan) 教授的观点，重要的理财决定（例如买房子）有时还是凭直觉做出决定更好，而不要经过有意识的考量。自闭症天才丹尼尔·塔米特在拉斯维加斯时，试着像《雨人》里的达斯·霍夫曼那样通过记牌而在二十一点游戏中赢钱。起先他输得很惨，随后他开始凭着直觉做决定，于是就开始赢钱了。当你在高峰时段开车去上班时，你在一路上会完全自动地复杂的状况下做出几百个生死攸关的决定，然后你会突然发现自己在思考：“嗨，我已经到了吗？”人们面临问题时也可以将问题“停泊”在意识的后方一段时间，不运有意识地思考它，然后就在你正忙着做一件完全不相干的事情时，对于那个问题的解决方法会一下子弹出脑海。换句话说，我们行为的很大的一部分都是通过潜意识的过程控制的。在弗洛伊德研究潜意识之后的 100 年，我们又回到了这个议题来，但是不涉及弗洛伊德的关于被压抑的婴儿的性冲动、攻击性幻想以及其他值得怀疑的主张。 我们的文化和社会背景也对无意识的决定起着至关重要的塑形作用。在历史的长河中发生过多少次整个民族盲目地追随着一个错误领导人的事件？然而，诸如温度和光照等物理因素也能显著影响我们的活动。漫长炎热的夏季可以促使攻击性行为的爆发。一项对于过去 3 500 年内爆发的 2 131 次战争的分析表明，在北半球，几个世纪以来那些宣战的可怕决定通常都是在夏季做出的，在南半球则是在冬季做出的，而在赤道附近的国家，开战的决定则不受季节的影响。在发动战争这样的事关重大的决定上，不是军事策略，也不是某种“理由”或者“自由意志”，而只是日照时间的长短和气温起到了决定性的作用。 当然，做出这么多的无意识的决定也有其缺点。我们潜意识中的种族歧视和性别歧视的观点常常会对我们产生出乎预料的影响，求职面试就是一个常见的例子。不过，我们的大脑必须很大程度上像一台高效率的、无意识的而且还能做出理性的决定的电脑那样工作。无意识、“隐含的”关联使我们能快速并高效地做出大量复杂的决定，而如果这一切都要经过对于正面和反面的理由的慎重的、有意识的权衡思考，就将是不可能做到的，因为这太耗费时间了。所有这些无意识的决定都没有给意识，即自由意志，留下一点儿余地。这一点具有深远的意义，因为当我们让一个人对其行为负责任时，我们的出发点是假设存在着自由意志，但是至少就我们的行为而言，自由意志根本就不存在。 n 把别人的胳膊当自己的 我们必须接受这样的事实，即我们有可能知道某些事情，但是我们并不知道自己为什么知道。 ——马尔科姆·格拉德威尔 鉴于我们负担过重的大脑总是通过无意识的过程不断做出决定，于是哈佛在大学的心理学家丹·韦格纳（ Dan Wegner ）提出了“无意识的意志”这种说法来取代“自由意志”。无意识意志根据环境中发生的情况而做出瞬间的决定，其过程主要由大脑在发育期间所形成的方式以及之后所学到的知识而决定。我们所处的复杂的、不断变化的环境决定了我们的生活永远都没有可预测性，而我们的大脑了在这种环境中的发育方式决定了完全的自由意志是不可能存在的。然而，我们相信自己在不断地做着自由的选择，并将其称为“自由意志”。根据韦格纳的观点，这是一种错觉，他还通过一项实验来支持他的理论。 在实验中，他让被试 A 站在镜子前面，除了腋部以外，整条手臂都被固定在镜子的之视野之外。让被试 B 站在 A 的身后，将自己的手臂从 A 的腋下伸出，看上去似乎是 A 的手臂。当 B 的手臂按照指令完全诸如“挠挠你的鼻子”或“挥挥你的右手”等命令时， A 就会产生一种错觉，认为是他的意志在控制着这些动作。 韦格纳的实验清楚地表明，无论是 B 的这些动作还是 B 去做这些动作的“有意识”的念头，在 A 的大脑中都是由无过程而引起的。虽然 A 无法审查这些无意识的过程，但是他可以说明作为其结果的动作（即他把手臂的动作当作是他自己做出的）。当 B 执行一个动作时， A 的大脑所记录到的“有意识的画面”让 A 觉得那动作是他自己有意识地完成的。然而那是错觉，因此 A 的感觉不能证明与导致 B 动作出现的事件之间具有有意识的因果关系。 根据阿姆斯特丹的心理学家维克多·拉姆教授的观点，对于有意识的意志的错觉都是继发性，即发生在正在进行的动作的信息被传送回大脑皮层以后。韦格纳认为，人们需要关于自由意志的错觉，以便确定个人行为的合理性。这就像是在印橡皮图章：“那是我干的”。 本杰明·利贝特（ Benjamin Libet ）通过他著名的实验显示，在我们的身体接受刚刚超过感觉阈限的刺激后的半秒钟，我们的大脑才能意识地记录这种刺激。大脑皮层所引发的行动也同样有这样的表现。他得出的结论是，出现这样的行动之前，大脑有半秒钟的无意识的活动（“准备电位”），这一结论是对自由意志控制行为假说的严肃质疑。尽管对于利贝特的观察结果存在着热烈的争论，但近期的功能磁共振成像（ fMRI ）扫描实验表明，大脑表层的确有一部分区域会在有意识地感受到运动型活动之前出现多达 6~7 秒的准备电位。此外还有实验显示，意识产生于行为发起之后。 在一项实验中，被试的任务是在电脑屏幕上快速点击出现的闪光点。他们有视觉大脑皮层工作速度很快。亮点出现后的 0.1 秒，信息就被发射到运动皮层以启动点击屏幕上亮点的行为。如果采用磁脉冲干扰视觉皮层信息处理过程，那么被试就会做出点击屏幕的动作，但是无法意识到电脑屏幕上出现了亮点。 所有这些观察都证明了这样的一个观点，即认为这些行为是由“自由意志”发起的观点的确是一个错觉，苏珊·布莱克摩尔（ Susan Blackmore ）的说法是正确的——“意识不过是事件发生之后所讲述的一个故事而已。”至于是否可能存在着像利贝特所相信的那样，即人们至少拥有一种一旦意识到某种动作就可以制止该动作的能力（“自由地不愿意”），仍有待研究。当然，大脑的无意识活动先发于制止某个动作之前是可能性也同样存在。 不过，尽管意识领会事物有点慢，但它仍然是很有用的。因为如果你意识不到受伤或炎症造成的疼痛，你就不会为此采取任何措施，你生存的概率也会变得很小。此外，意识也能确保你今后会避免类似的危害发生。 人们的许多行为都是在无意识的状态下发生的，这一事实并不意味着当人们集中注意力时也不能进行有意识的行动。利用自动驾驶仪来开车很好，但是当意外的事情发生时你需要集中注意力。在面对危险时，你的缓慢的、有意识的行动就开始接管了。 n 科学和艺术难道都是大脑的误打误撞吗 每个大脑都是独特的，因此试图表现得独特并非独一无二的想法。 尽管弗朗西斯·克里克（ Francis Crick ）对于自由意志到底是不是错觉的议题还存有疑问，但他从理论上提出前额叶皮层的一部分，即前扣带皯层，可能是这一概念的神经学基础。不过，他的论证从意义上来说仅仅和“意志”的“积极主动性”有关，而肯定不是普赖斯所定义的“自由意志”，即决定做或者忍住不做某件事的能力，而这种选择性并不会由内部或者外部的约束而决定。安东尼·达马西奥（ Antonio Damasio ）也相信，大脑的扣带回皮层的最前端部分以及内侧前额叶皮层是人们所有外部活动（运动）和内部活动（思考和推理）的源头。在阿茨海默氏病患者的大脑中也确实发现了他们情感谈漠的程度与关扣带回皮层变薄相关。不过，那还不能证明“自由意志”就在那里。 在试图底毁自由意志是错觉这一理论的过程中，有人向大脑研究者提供了许多例子。例如，有人引用那些决定去进行反抗性行动的例子作为自由意志存在的证据。然而，如果考虑到那些极端主义者从小就受宗教思想的教化而在印象中觉得有责任去发起那些行动，那么就会让人怀疑那究竟是不是一个好例子。据说，马丁·路德（ Martin Luther ）在 1521 年现身沃尔姆斯帝国议会时发表了著名的宣言：“这就是我的立场，是不能更改的！”听上去其实非常不像是在表达一个完全自由的决定，如果你考虑一下后就会发现。 科学与艺术领域经常会炫耀地“证明”自由意志的存在。澳大利亚电生理学家，诺贝尔奖得主约翰·埃克尔斯将科学家的创造力视为自由意志存在的证据。人的大脑的确是独特的，因此能够创作出一首独一无二的诗歌或者一幅与众不同的绘画，抑或是设计出一项前所未有的实验。然而，这并不是自由意志存在的证据。在全世界不同的地方，各自独立工作的具有高度创造力的研究人员经常同时产生相同的“独一无二”的发现，这种现象并不是没有含义的。历史上就有这样的事情。 达尔文是在非常违背自己意愿的情况下被迫出版他的进化理论著作的，因为阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士（ Alfred Russel Wallace ）已经完全独立地得出了相同的结论。 1858 年 7 月 1 日，在伦敦林奈学会上的会议上，这个理论以联合论文的形式被宣读，就此公布于众。达尔文没有出席此会，因为他和妻子那天正参加他们儿子的葬礼。华莱士也没有出席此会，因为他正在远东。更值得注意的是，当达尔文乘坐着“小猎犬号”起航时，一位苏格兰的园丁已经提出自然选择的假说了。然而，由于他的想法被发表在一本书中，因此没人注意到它。（这种现象至今依然存在——任何以一本书的一个章节形式而出版的学术论文在发表时就“消失”了。） 这些例子所表现的是，这种全新的、独一无二的概念产生的时间成熟了。如果他们没想到这些概念，那么很快就会有其他人想到。这并不会减损达尔文阐明这个理论的杰出性，他自己的每一步论证都提供了无数的例子来做解释。此外，他的书不但具有科学意义，还是一部令人感到很享受的文学作品。 在艺术领域也出现过这种独立而同时做出发现的现象。 35 000 年以前，在法国、澳大利亚、非洲的人们几乎在同时“发明了”艺术。德国发现的一幅世界上最古老的雕刻在猛犸牙齿上的女性图案，也可以追溯到这个时期。很显然，人类创造力的这些“独特的”表达取决于大脑进化发展所达到的阶段。研究人员们所进行的“独一无二的”实验主要是取决于科学知识的进步和技术与仪器的发展，它们确保了做出符合逻辑的下一点工作。要想证明“自由意志”的存在，还需要更好的论据。 n 我不是故意要伤害你 自由意志是种错觉，对精神病来说肯定如此。 自由意志的定义是不受内部或者外部约束影响而做出决定的能力，它还要求一个人能够审查自己的行为的后果。 患有脑部疾病的人既存在“内部的约束”，又无法“审查自己的行为的后果”。这是具有法律方面的含义的。荷兰的刑法规定，如果作案人由于发育不良或者精神疾病而无法承担责任，那么他可以不承担法律责任。 2003 年，一名住在疗养院的患有严重痴呆症的 81 岁的老妇，杀死了她同室另一位 80 岁的痴呆症老妇。公诉机关最终并没有起诉她。 1981 ，欣克利企图刺杀里根总统。 2003 年，米亚伊洛·米亚伊洛维奇，一位未服药的精神分裂症患者，“奉耶稣的命令”杀害了瑞典外交部长安娜·林德。 很少会有人认为这些罪行出于自由意志。当一位彬彬有礼的身着漂亮衣服的妥瑞症女患者将手提包放在膝盖上而坐在医生的诊疗室里时，突然说出一连串因抽搐而诱发的猥亵的言语，这不是由她的自由意志决定而做出的。 如果你认识到恋童癖是遗传因素和大脑发育异常联合作用的结果，那么你还能要求一名恋童癖患者对其性取向承担道德的责任吗？他的恋童癖当然不是一种自由选择。 一个由于遗传背景与母亲在怀孕期间吸烟而共同作用造成注意力缺陷多动障碍（ ADHD ）并导致犯罪行为的人，又应该如何承担责任呢？如果母亲在怀孕期间营养不良，就会增加孩子将来的反社会行为风险。如果这样一个孩子在将来和警察之间发生了纠纷，那么他的自由意志又占了多少原因呢？对于一个还在挣扎着努力去适应由于性激素的改变而完全重新塑形的大脑的十几岁的青少年来说，如果他犯罪了，你能让他承担全部的责任吗？ “自由意志”概念的复杂性也可以由“异手综合症”来阐明。异手综合症是一种罕见的神经性疾病，发生于大脑两半球的信息交流出现故障时。当两个大脑半球之间的连接体——即胼胝体，受到损伤时可以发病。疾病会导致每一侧大脑半球所发起的活动无法再相互协调，病人将感觉到丧失了对于某一只手的控制。“异手”所进行的无意识的行动可以和那只正常手的行动完全对立。一只手在穿裤子，而另一只手却会费力地去尝试脱掉它。这样的病例将如何应用自由意志呢？一位异手综合症女患者描述了自己在夜里醒来后，发现自己的左手正企图掐死自己。这个细节被电影《奇爱博士》的制作者演变为电影中的情节：主人公的一只手不断地与另一只手扭斗，以阻止后者把自己勒死。 上面说到的那位女患者醒来后，左手试着违背右手的“意志”而解开裙子上的纽扣。她的左手还和右手抢着接电话。这种失去对自己肢体的控制的感觉以及缺乏自己在做动作的感觉是非常可怕的，它让病人产生错觉，认为是别人或者其他事物控制了他的动作。这名患者会试图解释她无法控制自己的手的事实，她觉得那只是“被月亮”控制了。 看来，如果我们能够意识到自己在做什么事，但是缺乏自主性的感觉（“自由意志”），就会感到自己的身体是一个陌生的异形物体。因此有人建议说，我们能够按照自由意志而行动的错觉可能是我们必须为意识付出的代价。在异手综合症的例子中，一个大脑似乎存在着“两种意志”，两种意志都在要求做不同的事。因此，拥有自由意志的错觉还取决于左右大脑半球之间的有效连结。 那种认为我们可以自由地选择如何行动的观念不仅是错误的，还制造过很多悲剧。例如，过去人们普遍接受异性恋、同性恋或者双性恋这样的性取向，这是一个“选择”的问题，而由于所有的宗教都认为同性恋是做出了错误的选择，因此直到不久之前同性恋都被认为是犯法行为，并被认为是一种畸变。基于这个观念，同性恋在医学界一直被视为是一种疾病。一直到 1992 年，同性恋才从《国际疾病分类（第 10 版）》中移除。在那之前，所有的尝试都希望通过“治疗”来改变同性恋者的假定紊乱行为，包括监禁他们并对他们做各种各样的手术，但是没有任何什么方法起作用。 我很好奇地想看到，类似的情形还要过多久才会发生在其他那些被认为是出于自由意志的行为方面，例如攻击和流氓行为、恋童癖、盗窃癖以及潜行跟踪癖。要接受“它们不是出于自由意志”的观点，就将对如何处理这些犯罪者产生深远的影响。还有人宣称，对于某些神经性疾病，例如多发性硬化症，“积极的”态度将促进康复。然而，这种观点不仅没有任何证据支持，而且如果病人的病情恶化了，人们就会认为这个可怜的病人在和疾病斗争的过程中“努力”得还不够。 接受“完全的‘自由意志’只是一个错觉”的观念对我们来说不是更好吗？这并不是一个崭新的念头，因为斯宾诺莎在他的《伦理学》一书中就说过：“ 大脑中并不存在绝对的或者自由意志。”

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《意识究竟从何而来？从神经科学看人类心智与自我的演化》

热度 4 quantumuniverse 2012-6-11 22:59

Self Comes to Mind: Constructing the Conscious Brain 作者： 安东尼欧．达马吉欧 译者： 陈雅馨 出版社： 商周出版 出版日期：2012年04月15日 语言：繁体中文 ISBN： 9789862721360 内容简介 　　荣登美、西、葡、法等国非文学畅销榜 　　你知道动物、昆虫，甚或肉眼瞧不见的细菌也拥有意识？ 　　是什么让人类意识与其他生物的意识有所不同？ 　　且看神经科学家达马吉欧从演化的角度，切入这一科学界尚争议不休的神秘课题！ 　　本田奖得主达马吉欧从事与脑部运作相关的研究及写作已有三十余年，其作品向以融合科学及人文主义著称。长久以来，科学家一直认为“意识与身体某程度是分离的”，但他对此观点提出质疑，并以令人信服的科学证据，指出意识乃始于生物体所创造出的一种生物过程。 　　除了从内省观、行为观及神经观等三种传统观点研究人类心智，达马吉欧也引进演化观，为看待及讲述意识心智史的方式带来根本变革。他也提出与感觉的起源和多样性有关的大胆假设，此假设在其所提出的意识之生物学建构的架构中，扮演了关键角色：感觉是以身体和脑部网络的几近融合为基础，最先浮现于由来已久、功能简要的脑干，而非近代发现的大脑皮质。 　　达马吉欧认为，人类脑部发展出的“自我”挑战了自然的漠不关心，并为文化的诞生开辟蹊径，是演化过程中的一个彻底决裂，也是社会文化恒定的源头。他直指他称之为社会文化恒定之未竟工程的蓝图，乃是具有稳固基因根基的基本恒定，是简单的生命形态存在了数十亿年的价值的监护者。读完本书，犹如走过一趟探索心智与自我之神经生物学基础的创新旅程。 作者简介 安东尼欧．达马吉欧 　　美国南加大大卫．朵瑟夫研究基金会神经科学、心理学暨神经学教授，也是脑和创造力研究中心主任。著作包括《笛卡儿之错：身体、情绪、理性及人脑》（Decartes’ Error: Emotion, Reason and the Human Brain）、《对发生之事的感觉：意识形成中的身体及情绪》（The Feeling of What Happens: Body and Emotion in the Making of Consciousness）；以及《寻找史宾诺沙：悲欢及感觉的脑》（Looking for Spinoza: Joy, Sorrow, and the Feeling Brain）。曾荣获佩索亚、席诺瑞暨柯萨雷力奖（Pessoa, Signoret, and Cozzarelli Prize，与妻子汉娜共同获颁），以及阿斯图里亚斯王子技术与科学研究奖（Prince of Asturias Award for Technical and Scientific Research）。达马吉欧是美国国家科学院医学研究院院士、美国艺术与科学院院士，以及欧洲科学与艺术院院士。现定居于洛杉矶。 译者简介 陈雅馨 　　台大社会所毕。自由译者。译有《爱情的正常性混乱》（立绪）、《未来的性》（麦田）、《路西法效应》（合译）、《REPLAY重播》（商周）等书。 名人推荐 第五届吴大猷科普奖著作类金签奖得主　林正焜医师 台大认知科学研究中心主任　严震东教授 诺贝尔文学奖得主　奈波尔 大提琴家　马友友 联袂推荐 各界好评 　　阅读达马吉欧的书最惊人之处，是会让人相信自己可以跟随脑部的运作，一窥最深处自我之私密现实的创造过程。——诺贝尔奖得主、《大河湾》（A Bend in the River）作者　V．S．奈波尔（V. S. Naipaul） 　　我完全迷上了这本书。达马吉欧在更广的演化生物学和文化发展脉络中，呈现他在神经科学领域中富有潜力的发现。这本开拓性的书提供我们一个全新的方式，以思考我们自身、历史，以及文化在形塑人类共通未来的重要性。——大提琴家　马友友 　　意识有两种：“我醒了”，早上醒来，我们恢复了意识，这是第一种意识；“闻到柚子花的香味”，意识到特定的影像、意境、物件……这是第二种意识。显然，没有第一种意识，第二种意识是不可能的；但这第一种意识也是最难捉摸了解的问题。我们甚至无法给这种“意识”一个明确的定义。 　　长久以来，意识的问题是科学研究碰都不敢碰的问题。非常高兴看到大师出手，从生物，从演化，从神经科学的角度来讨论意识的各个面向：“心智在哪里？”；“脑如何建构感觉、情绪和记忆？”；“不同层次的意识”；“为什么自我是意识必需的条件？”……剥茧抽丝，一步步带领读者回顾相关的文献，提出关键性的评论与作者的理论。如果读者想超越《破碎的心灵》、《火星上的人类学家》等通俗文章，本书是非常值得深读的好书。——台大动物学研究所教授∕前台大神经生物与认知科学研究中心主任严震东 　　达玛吉欧藉着深奥的神经解剖生理学探讨意识的来龙去脉，让人类心智从玄界下凡，成为科学研究的对象。本书架构庞大惊人，从本我的心灵谈到社会文化，足见作者长期钻研意识的成就。——科普作家林正焜医师 　　达马吉欧从情绪的高层次脑部观点谈起，再转而讨论经过深度演化之低层次脑部对情绪、感觉及衡定经验的贡献。他证实意识的根源是情感性的，并为我们的动物同类所共享。达马吉欧以其独到的见解，带领我们从自然的观点理解生命的泉源。——华盛顿大学贝利动物福祉科学讲座教授、《情感神经科学》（Affective Neuroscience）作者　雅克．潘克赛普（Jaak Panksepp） 　　本书核心与以下两者有关：认知的神经学基础，以及将自我叠置在我们称为现实之建构上的议题。达马吉欧极富特色，并兼具了雄辩的说服力及学者特质。他对研究主题的驾驭能力令人印象深刻，并有力地掌握了像脑袋里难以捉摸的“自我”这样深奥的议题。——纽约大学心理学与神经科学教授暨讲座教授　罗多佛．R．林那斯（Rodolfo R. Llinus） 　　达马吉欧多年来致力于脑部过程的研究，以求解开自我与心智的难解之谜，人类经验的所有自相矛盾在意识这个终极的未知中，终于在这部惊人之作中得到了统一。——电影导演、《空》（The Empty Space）作者　彼得．布鲁克（Peter Brook） 目录 第一部 重新开始 第一章 觉醒 目标与理由 问题初探 证人自我 克服直觉误导 整合性观点 架构 主要概念综览 生命与意识 第二章 从生命规则到生物价值 现实的不可置信性 自然意志 活下去 恒定状态的起源 细胞、多细胞生物以及工程机械 生物价值 全有机体中的生物价值 先驱者的成就 发展激励因子 连结恒定性、价值与意识 第二部 心灵在大脑中可以是什么？ 第三章 制作地图与图像 地图与图像 从表层以下切入 地图与心灵 心灵的神经学 心灵的起点 更接近心灵的形成？ 第四章 心灵中的身体 心灵的课题 身体绘图 从身体到大脑 量的呈现与质的建构 原始感觉 身体状态的地图绘制与模拟 想法的来源 在心灵中描绘身体的大脑 第五章 情绪与感觉 定位情绪与感觉 定义情绪和感觉 触发及执行情绪 威廉．詹姆士的奇怪案例 情绪的感受 我们如何感觉到情绪？ 情绪和感觉的时机 各式各样的情绪 情绪起伏的范围 杂谈钦佩与同情 第六章 记忆的构造 以某种方式，在某处 记忆记录的性质 意向先出来，地图才跟上 工作中的记忆 简谈各种记忆 问题的可能解答 聚合—离散区 再谈聚合—离散区 工作模式 如何以及在何处产生知觉与回忆 第三部 处在有意识的状态中 第七章 观察下的意识 定义意识 单独谈意识 除去自我，留下心灵 建立工作定义 意识的种类 人类与非人类意识 意识不是…… 佛洛伊德式无意识 第八章 建立意识的心灵 一个暂行的假设 探索意识的大脑 预览意识的心灵 意识心灵的成分 原我 核心自我的建构 核心自我状态 脑部巡礼：建构意识心灵时的脑 第九章 自传体自我 有意识的记忆 建构自传体自我 协调的课题 协调者 后中皮质的一个可能角色 运作中的P MCs 关于后中皮质的其他考量 关于意识疾病的结语 第十章 组装成型 用概括的方式 意识的神经学 意识心灵背后的结构性瓶颈 从大型解剖结构区域的整体工作到神经元的工作 感质一问题 感质二问题 感质与自我 未竟之功 第四部 有意识之后 第十一章 与意识共存 意识为何胜出？ 自我及控制的课题 关于无意识的其他讨论 关于基因体无意识 有意识的意志感 训练认知性无意识 大脑与正义 自然与文化 自我加入心灵 反思性自我的后果 附录 §内文1 我们都可自由取用意识，因为我们的心灵可轻易、大量地产生意识，以致于每晚上床时我们总能果断且放心地让它关闭，并在每天早晨闹钟响起时又让它返回；若不包含午睡，这情形一年至少会发生三百六十五次。与我们的存在有关的事物中，少有如意识这样非凡、根本，看似神秘难解的东西。少了意识，亦即一个具有主观性的心灵，你根本无法知道自己存在着，更别说知道自己是谁、自己在想什么了。假设主观性没有出现在比人类还要简单的生物身上，或甚至在最初只得到非常粗浅的发展，记忆和推理能力就不可能有如此巨幅的扩展，也无从开拓出语言的演化之路，以及今日我们所拥有的细腻人类意识。创意不会有欣欣向荣的一天。不会有歌曲、绘画和文学。爱就不会是爱，而只是性而已。与人建立友谊会不过是为了合作之便。痛苦不会成为苦难（这么想想，也不是什么坏事），不过考虑到欢乐也不会成为深刻的狂喜，这是否是好处也很难说。如果主观性并未突然出现，就不会有认知也不会有人注意到，结果将不会有历史记录下人类历世历代的作为，也根本不会有文化。 虽然我还没有为意识下一个暂行的定义，我希望我对于如果没有意识代表了什么的看法不会遭到任何质疑：在意识缺席的情况下，个人观点将被搁置；我们不知道自己的存在；我们不知道其他任何事物的存在。如果意识没有在演化过程中发展出来，并扩展成为人类意识，我们现在所熟知的人性，包括其全般的弱点与力量，也都不会发展出来。思及一个未被采纳的简单转向可能意味着生物学替代选择的损失，而正是这些替代选择使我们成为真正的人，就令人颤栗。但是这么一来，我们如何发现少了什么呢？ 我们把意识视为理所当然，因为它是如此随手可得、如此容易使用，如此优雅地消失、重现在日常生活中。然而，不论我们是不是科学家，当我们想到意识时，确实都是百思不解。意识是由什么组成？对我而言似乎是不平凡的心灵（mind with a twist），因为除非拥有可以意识的心灵，我们无法拥有意识。但心灵又是由什么做的？心灵是来自空气还是肉体？聪明的人说心灵来自大脑，心灵存在于大脑中，但这回答无法让人满意。大脑如何进行心灵活动？ 不管有无意识，无人能看见他人心灵的事实尤其不可思议。我们可以观察他人的身体和行动，他们做或说或写些什么，也可以对他们的想法做出有根据的猜测。但我们无法观察他们的心灵，只能从我们的内在，并且是透过一扇相当狭窄的窗子，观察自己的心灵。心灵的性质，更别说是意识的心灵活动了，似乎与那些看得见、有生命的物质极端不同，以致于有想法的人会纳闷一个过程（有意识的心灵的运作）是如何与其他过程（被称为组织的集合生存的身体细胞）紧密协调。 但是说有意识的心灵是神秘的（从表面上看确实如此），和说它是个难解之谜是两回事。这并不等于我们无法了解拥有大脑的活生物体如何发展出有意识的心灵。 目标与理由 本书致力于提出两个问题。第一：大脑如何建构心灵；第二：大脑如何让心灵拥有意识？我清楚知道提出问题不等同于回答问题，同时，论到有意识的心灵，假定存在着决定性的答案是愚蠢的。此外，我也明白，意识研究的大幅增长已经让人不可能充分了解及评价此一领域的所有贡献者，而术语及观点的争论更使得目前的意识研究形同步入地雷阵。然而，在承担一定的风险下，我们却可以合理地做一件事，那就是仔细将这些问题想过一遍，运用现有的证据去建立可验证的推测并想像未来，尽管这些证据并不完整且随时可能被推翻。本书的目标是思考这些推测并讨论出一个假设架构。我们的焦点在于人类的大脑需要如何加以结构化，以及它得如何运作才能让有意识的心灵浮现。 写书应该要有理由，而我写这本书是为了重新开始。我研究人类心灵和大脑已超过三十载，从前也写过关于意识的科学文章和书籍。但我已不再满足于自己过去对此问题的解释，而我对新旧相关研究发现的反思，亦已深深改变了我的看法，尤其是以下两个议题：感觉的起源和性质以及自我的建构背后的机制。我尝试在本书中讨论目前大众对这些议题最新的看法，也花费了相当的功夫探讨那些我们仍未知但希望已知的事。 我们通常会掉进一个陷阱，认为我们精密的生命管理背后，那些态度、意图和策略是起源于我们的大脑和复杂的意识心灵。为何不这样想？当我们从金字塔顶端和现在所处情境看它时，用此种方式构想这类过程之历史的确合理省力。然而，真相是意识的心灵只是让基本生命管理的技术知识，嗯，成为可知的（knowable）而已。 正如我们将看到的，意识心灵是在一个高得多的层级里，做出它对演化的决定性贡献；它们与审慎的、超乎底层运作（offline）的决策以及文化创造有关。我当然并未轻视高层生命管理的重要性。更确切地说，本书的主要观点之一，即人类意识心灵将演化带入一个新的境界，而这正是藉由提供人类选择、藉由使得相对弹性的社会文化规则有可能超越复杂的社会组织而达成；比方说，社会性昆虫就令人注目地展现出这样的社会组织。或者应该说，我藉着让生命管理的隐密知识先于任何这类知识的意识经验，从而翻转了对意识之传统理解的叙事顺序。我也要说，这样的隐密知识是相当精密的，不该被视为是原始的。它有着巨大的复杂性及卓越的浅层智能（seeming intelligence）。 我并非在贬低意识的价值，反而很肯定是在提升无意识生命管理的地位，并指出它为意识心灵的态度与意图建构出蓝图。 我们身体的每个细胞，都拥有我适才描述的那种无意识态度。会不会我们渴望存活的人类意识、想要获得压倒性胜利的意愿，是随着我们体内所有细胞尚未成形的意愿的聚集、随着一首肯定之歌所解放出的集体声音而揭开序幕？ 透过一个单一声音表达出来的大型意识集体，不只是诗意的幻想而已。它和我们有机体的真实情形是相连的，在那里，单一的声音确实是以自我的形式存在于拥有意识的大脑中。但是如何将无脑、无心灵的单一细胞的意愿以及它们的集合体，转换成源自脑部的那个意识心灵的自我呢？要让这件事发生，我们得在我们的叙事中引进一个有能力改变整个游戏的激进行动者：神经细胞或神经元。 就人们所能尽力推测得知的，神经元乃是种独特的细胞，它不像身体中任何其他种类的细胞，甚至不像其他种类的脑细胞，如胶质细胞（glial cell）。是什么让神经元如此与众不同、如此特别呢？再怎么说，它们不也拥有一个细胞体（cell body）、配备了细胞核、细胞质和细胞膜吗？它们不也像其他身体细胞那样，会重新配置内部分子吗？它们不也适应环境吗？是的，的确，上述所有说法都是正确的。神经元是彻头彻尾的体细胞，但它们也是特别的。 要解释神经元为何如此特别，我们必须考虑一项功能差异和一项策略差异。这个基本的功能差异与神经元产生电化学讯号（electrochemical signal）的能力有关，此种讯号有能力改变其他细胞的状态。神经元并未发明出电讯号。举例而言，单细胞生物，如草履虫，也能产生并使用这种讯号来支配它们的行为。但是神经元运用它们的讯号来影响其他细胞，也就是其他的神经元、内分泌细胞（它们会分泌出化学分子），以及肌肉纤维细胞。一开始，改变其他细胞的状态，正是构成并且规范行为的那类活动的来源，而这最终会促成心灵的形成。神经元有能力做出这样的贡献，是因为它们产生并沿着一种称为轴突（axon）的管状物传导电流。有时，这样的传输可以传到可被肉眼察觉的距离外，像是当讯号从我们的运动皮质（motor cortex）沿着神经元的轴突旅行了许多公分到达脑干，或是从脊髓抵达肢体末梢时。当电流抵达神经元尖端，即突触（synapse）时，会造成化学分子的释放，这种传导物质会接著作用在链子上的下一个细胞。当下一个细胞是肌肉纤维时，运动就产生了。 上述的功能差异正是造成巨大策略差异的原因：神经元是为了身体中所有其他细胞的利益而存在的。所有没有神经元的生物，正好能轻松证明神经元并非基本生命过程中不可或缺此点。但是在拥有许多细胞的复杂生物身上，神经元协助这个多细胞的身体本身进行生命管理。这正是神经元以及它们所构成的大脑的目的。我们所崇敬的大脑所有令人惊奇的作为，从创造力的奇迹到灵性的高尚极致，似乎都是通过神经元坚决献身于管理它们所栖身之身体内的生命而出现。 即使在以神经节方式排列的神经元网络所构成最素朴的脑中，神经元也协助身体中的其他细胞。神经元藉着接收身体细胞的讯号，促进化学分子的释放（就像它们藉由能到达身体细胞并改变其功能的内分泌细胞所分泌的激素达成此目标），或是藉由让运动发生（正如神经元刺激肌肉纤维并使它们收缩时）而完成这件事。然而在复杂生物精密的脑中，神经元网络最终变得酷似它们所属身体各部分的结构。它们最终会呈现身体的状态，完完全全地绘制出它们所服务的身体之地图，并构成身体某种实质上的代理人，即神经替身（neural double）。重要的是，它们终其一生维持着与其所模仿的身体的连结。正如我们将看到的，模仿身体并维持与身体的连结，是相对有助于管理功能的。 简言之，神经元是关乎身体的，而这样的“关涉性”（aboutness），这样不懈地指向身体，是神经元、神经回路和脑的定义特质。我认为正是这个关涉性，让我们体内细胞的隐密生存意愿能被转译为心灵的、意识的意愿。这隐密、属于细胞的意愿，受到大脑回路所模仿。说来令人好奇，神经元和大脑是关涉身体的这个事实，也指出了外在世界是如何在大脑和心灵中被绘制成地图。正如我即将在第二部中说明的，当大脑为身体外在的世界绘制地图时，它能够这么做得归功于身体的居间穿梭。当身体与其环境互动时，在如眼、耳、皮肤等身体的感觉器官中发生了变化；大脑将这些变化绘制成地图，于是外在于身体的世界就间接地在脑中取得了某种形式的图像。

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《念力：让脑波直接操控机器的新科技．新世界》

热度 1 quantumuniverse 2012-6-11 22:33

《念力：让脑波直接操控机器的新科技．新世界》 Beyond Boundaries:The New Neuroscience of Connecting Brains with Machines — and How It Will Change Our Lives 作者： 尼可列利斯 原文作者： Miguel Nicolelis 译者： 杨玉龄 出版社： 天下文化 出版日期：2012年03月23日 语言：繁体中文 ISBN： 9789862169100 内容简介 Intel、Google、Microsoft 纷纷设立脑机部门， 研发“大脑—电脑—机械介面”新科技。 “阿凡达”、“猎杀代理人”、“火狐狸”、“骇客任务”等电影中， 用脑波操纵机器、甚至控制其他生化躯体的情节，不再是噱头和幻想。 　　由名列“全球20位最顶尖科学家”的尼可列利斯，亲自执笔。 　　为我们介绍“脑机介面”的最新研究成果，和他的心路历程。 　　这位巴西国宝级科学家，率领一支国际天才团队， 　　以及实验鼠艾栩、实验猴贝拉、奥萝拉、伊朵雅， 　　进行最尖端、充满人道关怀的“念力”研究， 　　已经成功让猴子运用脑波，去打电玩、去操控数百公里外的机械臂， 　　甚至遥控半个地球外的机器人在空中漫步！ 　　这是残障人士的福音，在不久的将来， 　　无法听、无法看、无法抓物、不能行走或说话的神经疾病患者， 　　将可能运用念力，操作各式机电义肢，回复正常的生活与尊严。 　　社会大众的日常生活，也将可能大幅改变： 　　未来我们只要单用想的，就可以控制家中所有电器的开关， 　　连上“脑际网路”，不必输入文字，直接与网友进行意识上的交流。 　　甚至，头脑不再受限于我们的身体疆界， 　　每个人的记忆、心灵，不会随肉身毁坏而消失…… 作者简介 尼可列利斯（Miguel Nicolelis） 　　出生于巴西，创立美国杜克大学神经工程研究中心， 　　创办巴西纳塔尔国际神经科学研究所。 　　现任杜克大学狄恩（Anne W. Deane）神经科学讲座教授。 　　论文经常发表于《自然》和《科学》等国际一流学术期刊， 　　已获选为法国科学院院士、巴西科学院院士。 　　2004年《科学人》杂志挑选为全球最顶尖的20名科学家， 　　2010年获颁美国国家卫生研究院先锋奖， 　　2011年受教宗本笃十六世册封为天主教廷科学院院士。 　　目前的研究计画之一，是要运用脑机介面， 　　让全身瘫痪的儿童，在2014年巴西的世界杯足球赛， 　　担任开幕战的开球嘉宾。 译者简介 杨玉龄 　　辅仁大学生物系毕业。曾任《牛顿》杂志副总编辑、《天下》杂志资深文稿编辑。目前为自由撰稿人，专事科学书籍翻译、写作。著作《肝炎圣战》（与罗时成合着）荣获第一届吴大猷科普创作首奖金签奖、《台湾蛇毒传奇》（与罗时成合着）荣获行政院新闻局第二届小太阳奖。译作《生物圈的未来》荣获第二届吴大猷科普译作首奖金签奖、《大自然的猎人》荣获第一届吴大猷科普译作推荐奖、《雁鹅与劳伦兹》荣获中国大陆第四届全国优秀科普作品奖三等奖。另着有《一代医人杜聪明》；译有《基因圣战》、《大脑开窍手册》、《奇迹》、《大脑决策手册》等数十册书（以上皆天下文化出版）。 目录 中文版编辑说明 4 前言 跟着音乐走 5 —— 聆听脑细胞集体创作的交响乐 第1章 思考，是什么？ 15 —— 颠覆你的传统认知 第2章 脑内风暴的追逐者 35 —— 两大阵营持续交锋 第3章 虚拟的身体实境 53 —— 电击脑袋、幻肢、灵魂出窍 第4章 聆听大脑交响曲 79 —— 撷取神经元集群的动态织锦 第5章 老鼠如何躲猫猫 101 —— 老鼠触须的妙用 第6章 解放奥萝拉的脑 133 —— 用念力指挥机械臂 第7章 自我控制 163 —— 回顾初期的脑机介面 第8章 脑机介面的真实世界之旅 185 —— 机器人的一小步，人类的一大步 第9章 化身飞机的人 203 —— 工具是肉体的延伸 第10章 分享我们的心灵 231 —— 迈向“脑对脑介面” 第11章 脑里的怪兽 259 —— 脑动力学初探 第12章 用相对论性脑来计算 281 —— 挣脱局限，开启无限的可能 第13章 回到星辰 303 —— “脑网”无远弗届，永垂不朽 志谢 328 延伸阅读 331 序 中文版编辑说明 　　这是一本描写大脑的能力和潜力的书，也是一本挑战你大脑的理解力与想像力的书。 　　作者虽然已名列全球最顶尖的科学家，获得诺贝尔奖的呼声极高；但是他的研究生涯一路走来，不时在冲撞学术界的传统认知，不时与神经科学的主流思想抵触。他研究的主题和方法、他自创的理论，很长一段时间被视为异端。因此他写这本书时，可说是把压抑已久的思绪，全部倾吐出来。他既想对一般读者娓娓道来，也想对科学界的同侪抒发自己的完整理念。 　　所以在这本书中，既有精采的实验室故事、人生故事，也遍布许多学理和科学史。中文版为了方便一般读者阅读，特别在某些章节的小标题前面，打上※号，表示这些章节包含比较多的学理或技术细节，一般读者可略过不细读。当然，对于想了解“念力”这个主题的完整内涵的读者，仔细攻读这些打※号的章节，肯定能让自己的脑力超越既有的疆界。 　　本书第1到5章和第7章，大抵在讲脑科学研究史上，两个阵营的对峙（一边阵营主张脑部有分区，每区专司一种功能；另一边阵营主张，脑袋就像一支交响乐团，与其拆解开来研究，不如细心聆听整首交响曲）。作者属于后者的阵营，在这几章史实轶事的回顾中，也穿插自己聆听大脑交响乐的历程，还有幻肢、灵魂出窍的奇异实验——见第3章〈虚拟的身体实境〉。 　　第6章〈解放奥萝拉的脑〉、第8章〈脑机介面的真实世界之旅〉、第10章〈分享我们的心灵〉介绍脑机介面的种种精采实验，包括猴子用脑波打电玩、猴子用脑波遥控机器人走路（华裔科学家郑顺威发明的机器人），以及老鼠用脑波指挥另一只老鼠的“脑对脑介面”实验构想。 　　第9章、第11章、第12章，分别从飞船奇人、尼斯湖水怪、巴西足球队的惊天一击，切入作者要进一步阐述的念力理论，其中包含台湾赴美科学家林士杰的杰出贡献。 　　第13章〈回到星辰〉则是作者对于脑机介面的远景，纵横驰骋的想像。 前言 跟着音乐走—— 聆听脑细胞集体创作的交响乐 　　满溢声光的第一堂课 　　当第一串小提琴音，自二楼大理石厅堂涌出，顺着楼梯，恣意奔向空无一人的医学院大楼门口，情境之荒诞，顿时让我摸不着头绪。毕竟，一个医学生在世界上最忙碌的医院急诊室里操劳到半夜，好不容易偷空小憩之际，怎会料到乐声大作。然而，这阵乐声把充满希望与冒险的生命气息，缓缓吐进湿闷的仲夏夜中，消弭了我的不安。或许，这也是为什么，即使我的大脑被那阵琴声诱惑，已经是二十五年前的往事，我到现在依然清楚记得那天夜里，记得那慑人心魄的美妙旋律，如何串成一股热切的、集体的邀约，声声呼唤我，要我追随那诱人的音乐。我快步爬上楼梯，穿过一条窄窄的长廊，最后来到一间大讲堂入口，华格纳歌剧“帕西法尔”的序曲，正是从这里飘出来的。我忍不住跟着乐声踏进讲堂。 　　然而一眼望去，不禁大失所望，挂着枝形吊灯的诺大讲堂，空荡荡的，只有一位衣着考究的老先生，显然正忙着修理一台不知放过多少幻灯片的破旧幻灯机。 　　巴西圣保罗大学医学院建于1920年代末，里头每一间讲堂都是雅致简约的典范。最前方，是整齐的箱型讲台，区隔出教授讲课的空间。一张沉甸甸的木桌、一把结实牢靠的椅子、以及一面狭长沉旧的滑动黑板，就是简朴的教师专属空间的全部了。学生座位则是往后堆叠，坡度陡峭，让坐在最后一排的学生，包括我，可在一堂又一堂没完没了的课程中，得以避开教授权威的目光。 　　这时候，老先生（他有一头近乎平头的白发，衬着身上的白袍，倒是挺相称的）也被我推门而入的声音吓了一跳，不过他马上轻松抛来一个地中海式的爽朗笑容。他一边继续和幻灯机奋战，一边向我挥手示意，仿佛我们是多年老友。而讲桌上头，我有点沮丧的找到了证据，暗示这位随和的老先生与那天夜里的音乐会有关：一台唱盘机、两只看起来颇昂贵的喇叭，以及一叠唱片，封套标示着柏林爱乐交响乐团。 　　“欢迎光临！这里有美酒加乳酪。今晚幻灯机有点问题，但是只要再等一下下，就可以开始。对了，我是提摩艾利亚（Cesar Timo-Iaria）教授。我负责教这门课。” 　　话才说完，幻灯机便发出一声金属巨响，回荡在讲堂中，而幻灯机的亮光也立刻满溢在前方的银幕上。我还没来得及答话，他已经迅速转换位置，来到幻灯机后方，仿佛身经百战的将军站上舰桥去指挥。他熄了吊灯，等待第二首曲子响起之后，便开始兴高采烈的放起幻灯片来，那种喜悦，我只有童年在老家街边踢足球的时候，才亲眼见识和体验过。 　　我独自坐在乌七八黑的台下，接受“唐怀瑟”歌声的催眠，听它在大厅里回旋，一边观看一连串与医学完全不相干的影像，不禁又气恼又着迷。这是我有生以来，第一次在课堂上有这种感觉。 　　“请问您是教哪一门课？”我问。 　　“生理学导论，”提摩艾利亚教授看都没看我一眼。 　　为了确定自己没弄错，我又再仔细看了一下银幕。和所有医学生一样，我在好几年前就修过生理学导论，然而我怎么也看不出，眼前这些影像与我学过的生理学有关连。 　　“怎么可能？”我追问。 　　“什么东西怎么可能？孩子。”他反问，仍没正眼瞧我一下。 　　“这些怎么可能是生理学导论？您这些幻灯片，我是说，它们的主题，您在展示的只不过是……” 　　“是什么？”对于我的不自在，他似乎觉得很好玩，看起来这种反应他见多了。“继续说。告诉我，你为什么这样惊讶。” 　　这样的音乐，这样的影像，加上一名老先生，半夜在空旷的大讲堂里上课。完全没道理！半困惑、半恼怒，我终于不客气了。 　　“你放的片子净是些星星、银河。你看，现在又来一张电波望远镜。这在干嘛？这怎么会是生理学导论？” 　　“这个嘛，它是开端。一切从这里开始，从大霹雳到大脑，只不过一百五十亿年左右。了不起的旅程，是吧？我会一一解释。” 　　 我望着一幅又一幅梦境般的影像：闪闪发光的螺旋星系、刚萌芽的星团、喧闹缤纷的星云、叛逆的彗星以及爆炸的超新星……都由仿佛专为宇宙众神所谱的乐曲陪衬下，鱼贯登场，一边聆听提摩艾利亚教授叙述这一部最后导致人类心智的史诗。 　　终于，行星诞生了。但大部分都保持荒芜状态，没有生命。可是，在至少一颗行星上，几十亿年前，一场有趣的实验导引出能够维持并复制生命的生化与遗传机制。于是万物欣欣向荣，奋力求生，始终充满了希望与启发，各自踏上完全无法预测、而且十分脆弱的演化之路。 　　接着，我看到了最早的人类影像。几百万年前，他们肩并肩，行走在衣索匹亚阿法沙漠（Afar Desert）的夜空下。然后，就在这一刻，当华格纳歌剧里的唐怀瑟，为了经历凡世而拒绝永生，终于在维纳斯堡获得自由时，我也经历到了那一刻：早期人类祖先第一次仰望头上无尽的星空，心中充满敬畏，脑中则刮起一场野火般的电风暴，忙着搜索直到今天依然折磨着我们的答案。我终于明白，当那些最早期的世间男女，胆怯又好奇的仰望天空时，一场既漫长又高贵的接力赛业已展开，它串联起所有人类，来找寻能解释我们的存在、意识以及周遭一切意义的基本答案。 　　的确，再没有比这张幻灯片，更适合做为历史上科学诞生的象征了。舰桥上的老将军，显然宝刀未老。 　　唐怀瑟的〈朝圣者合唱〉终曲音符渐渐消逝，宣告了最后一张幻灯片，它伫留在银幕上，而我俩也静默了好一会儿。这张幻灯片是人脑的侧面影像。几分钟后，提摩艾利亚教授打开灯，下了讲台，静静朝讲堂门口走去。在走出讲堂前，他回过身子，仿佛要跟我说再见。然而，他说的却是：“这是人体生理学导论的第一堂课。对了，刚才忘了提，我也教神经生理学高级班，第一堂课的时间是明天晚上。我强烈建议你也来上。” 　　还没有从震撼中回复过来的我，只想到一个问题，“我要怎样才能注册上这门课呢？” 　　踏出门口之前，提摩艾利亚教授又笑起来了，对于那晚毫不费力，就招到的这名终生门徒，提出他的第一项建议。 　　“你只要跟着音乐走，就对了。” 　　神经元交响曲 　　过去二十五年来，我经常记起提摩艾利亚教授那牢不可破的信念：在人类心智无尽的努力所产生的副产品中，音乐与科学方法是最令人惊艳的代表。这或许也说明了，为何我决定要终生致力于聆听另类音乐，聆听那种由全体大脑细胞一起创作出来的交响乐。 　　严格说，我是系统神经生理学家。至少，我的神经科学同行会这样界定我在杜克大学神经工程研究中心的实验团队的工作。这么说吧，我们脑袋里住着上千亿个神经细胞，这些细胞伸展出来的神经纤维，形成了各式各样的神经网路，而系统神经生理学家一辈子都在研究，到底是什么样的生理学原理，让这些神经网路得以运转。 　　这些精密的脑神经网路，足以令任何电子产品、电脑或是人造机械相形失色，因为脑神经网路的复杂度与连结性，比起任何电机产品，都超出了好几个数量级。也因此，每一个脑细胞，也就是神经元（neuron），都能与成百上千个其他神经元，直接接触与沟通。人脑就是透过这些连结繁密、高度动态的细胞网路（但是它们有一个相当乏味的名字，叫神经回路），才有办法执行主要任务：制造大量高度特化的行为，也就是我们常常自豪的通称为“人性”的东西。 　　这些精细的神经网路，确实能藉由驾驭大量仅有千分之一伏特的放电，让我们得以思考、创造、破坏、发现、包庇、沟通、征服、引诱、臣服、爱、恨、快乐、悲伤、团结、自私、自省、以及兴奋等等，它们贯穿在我们每一个人、我们的祖先、乃至所有人类的存在过程中。若非miracle（奇迹）这个字已经让其他领域给盗用了去，我相信，这个字眼的专利权应该许给神经科学家，用来报告大脑的神经回路执行例行工作时，有多么奇妙。 　　对于大部分系统神经生理学家（譬如我）来说，最终极的问题在于：到底是什么样的生理机制，让这些神经细胞电流的小爆冲，得以产生全套人类的动作与行为？然而，在寻找这只神经科学圣杯之际，过去两百多年来的诸多神经科学研究，已经先卷入一场激辩：脑里有哪些特化区域，负责特定的功能或行为？ 　　功能定域化论者（localizationist）是其中一个极端，他们属于颅相学之父高尔（Franz Gall, 1758-1828）的传人，虽然通常不明说，但是他们到现在还深信：不同的脑部功能，是由不同的脑部特定区域产生的。 　　另一端，也就是我所谓的多工分散论者（distributionist），势力较小，但人数正在快速增加之中。他们主张：人脑在达成每一项任务时，都是藉由号召散布各处的神经元，来共襄盛举。 　　我和这群主张多工分散论的人，提出的理由是：人脑似乎有办法采用类似民主选举的生理机制，也就是由脑袋里散布在各个不同区域的大量神经元共同投票，决定最后的行为产物；尽管个别神经元的决定权都很轻微，而且不是“一人投一票”。 　　过去这两百年来，功能定域化论与多工分散论两个阵营，都选择了大脑皮质（cortex，大脑的最外层结构，也就是头骨下方的脑组织），做为这场没完没了的神经大辩论的主战场。这场战争的开端，可以回溯到颅相学风行的年代，颅相学家宣称：他们只需摸触一个人的头骨，搜寻能够反映“特定皮质区不成比例扩大” 的头骨隆起，就有办法判读当事人的个性，因为根据他们的学说，我们之所以产生诸如爱情、骄傲、自负、虚荣以及野心等等，都归因于不同的皮质区。按照颅相学家的说法，每一种人类情感与行为，皆是由特定的大脑皮质区产生的。 　　虽然高尔和他的伪科学终于被时代淘汰了，但是颅相学的基本架构却幸存下来，演变成二十世纪神经科学的重要教条之一。大约一百年前，第一代专职研究脑袋的学者，做了一系列让人眼睛一亮的实验，领导人物是西班牙的拉蒙卡厚尔（Santiago Ramon y Cajal, 1852-1934）。那些实验证明，头脑和其他器官一样，结构上的基本单位是个别的细胞，也就是神经元。然而，在几乎没有竞争对手的情况下，神经元很快又跃升为中枢神经系统在功能上的基本单位。由于神经元教条的地位扶摇直上，再加上法国生理学家布罗卡（Pierre Paul Broca, 1824-1880）于1861年提出一份非常抢眼的观察报告，发现左前额叶受损的病患，有可能严重丧失语言能力以及右半身瘫痪。一时之间，让多工分散论阵营慌了手脚。 　　不过，就在多工分散论阵营孤立无援时，薛灵顿（Charles Sherrington, 1857-1952）爵士伸出了援手。薛灵顿指称，即便是最简单的人脑功能“脊髓反射动作”，都必须靠大量的神经元与各种不同的神经回路巧妙合作，才能完成。 　　崭新的脑机介面 　　最近十年虽然没有出现决定性的发现，但是在这场攸关脑袋和灵魂的战争中，多工分散论阵营已经取得了优势。来自世界各地神经科学实验室的发现，正逐步推翻功能定域化论模型。在这场群策群力的奋战中，我在杜克大学的实验室过去二十年来所做的研究，也有一份贡献：我们确切证明了，单独的神经元，不再能视为脑袋的基本功能单位；相反的，相连的神经元集群（neural ensemble）才是脑袋创作思想交响曲的推手。 　　现在，我们已经有办法记录这些神经元合唱团创作的音乐，甚至还有办法以明确的自主运动行为方式，来重播一小段。而且，我们只不过聆听几百个神经元（就脑中上千亿个神经元来说，是极小的样本），就已经开始复制这个流程了，而复杂的思想就是藉由这个流程，即时化为身体的行动。 　　 到底是什么样的原理，导引了这些神经交响曲的创作与演奏？潜心研究神经回路的作品长达二十年后，我发现自己不仅在脑袋外面的宇宙，搜罗到相似的原理（主要是从相对论和量子物理学），更在中枢神经系统的深处，摸索出十条神经生理学原理。我希望找出“脑袋自己的观点”，让它自己来表达。我认为，人脑和迷人的宇宙一样，也是一位深刻理解相对论、善用相对论性质的雕塑家，一位技艺高超的模型铸造者，能够把神经元集群的空间与时间，融合成一个有机的时空连续体，进而创造出我们称做“现实”的感官经验，包括自我存在感。 　　接下来的十三个章节，我要谈的是：未来几十年间，藉由将“人脑的相对论性（relativistic）观点”结合“日益精进的聆听与记录神经交响曲的技术能力”，神经科学最后一定能够让人类，突破目前脆弱的肉体及自我感觉的疆界。 　　对于这个想像的世界，我还满有信心的，我的实验室曾经教导猴子（详见第6章〈解放奥萝拉的脑〉），学习使用革命性的神经生理学新典范“脑机介面” （brain-machine interfaces，简称BMIs）。我们已藉由脑机介面来证明： 猴子可以学会单靠脑袋中的脑电活动（也就是脑波），去指挥外界的人工装置，例如隔壁房间的机械臂、或是远在地球另一端的机械腿，让那些机械装置依照猴子的自主意向来运作。这些实验释出了许多“重新看待头脑与身体的关联”的可能性，最终将会彻底改造我们的生活方式。 　　为了测试不同形式的脑机介面，我们利用一种崭新的实验方法，直接即时读取同一神经回路里，数百个神经元的电讯号。发展这项技术的最初用意，是为了测试多工分散论者的观点： 脑袋要执行任何功能，都需要脑中不同区域的神经元集群相互沟通。 然而，一旦学会如何聆听脑袋里演奏的某些运动神经交响曲，我们决定更进一步，去记录、去解码、传送灵长类大脑皮质里的运动思想，而且是直接传送到地球的另一面（从美国传送到日本）。然后，我们将这些思想转译成数位指令，指挥机械装置做出像人类一样的动作，虽说该机械最初在设计时，并未具备这样的人类特征。 　　 也就在那一刻，我们的脑机介面误打误撞的解放了大脑，让它不再受到身体的束缚，让它能够利用虚拟的电动机械装置，来控制实体世界。换句话说，单单只靠思想，就能控制周遭或遥远距离外的实体世界。 本书将要讲述这些实验的故事，以及它们如何改变我们对大脑功能的理解。 　　对当今大部分人来说，我们的脑机介面研究造成的影响，主要落在医学领域。因为打造先进的脑机介面来阐明大脑的复杂运作之后，将能引导发展出神奇的新疗法，医治饱受神经性疾病之苦的患者。这些病患将能透过各种神经义肢技术，让原本无力的身躯，重拾活动力、感觉和感受。譬如，利用与心律调整器大小相仿的装置，来采集健康的脑电活动（脑波），然后协调薄如丝绸般的“可穿式机器人”的伸缩运动——这种外型像背心的机器人，细致程度有如第二层肌肤，但保护力却不输给甲虫的外骨骼。这件外衣不只能支撑起瘫痪者的体重，还能让先前不能动的身躯，开始漫步、奔跑，再度自由欢畅的探索这个世界。 　　 脑袋不受身体束缚的新世界 　　 然而，脑机介面未来的应用前景，远远超过医疗范围。我相信经过几个世代后，人们能展现的动作以及能经历的感官，现代人将难以想像，更别提用言语来形容了。脑机介面可能会彻底改变我们与人造器械的互动方式，以及我们与远方同类沟通的方式。 　　 如果你想了解这个未来世界可能的样貌，首先你需要想像，一旦我们脑袋里的脑波，有管道能在这个世界上自由翱翔，有如今天在你我头顶上高来高去的无线电波，我们每日从事的例行事务将产生多大的变化！ 　 　请各位暂停阅读这本书，想像这样的一个世界： 世人只需要动用思想，就能使用电脑、驾驶汽车、相互沟通。我们再也不需要大而无当的键盘或是液压方向盘了。 甚至，我们再也不需要依靠身体动作或是口语，来表达自己的意图了。 　　 在这个以脑为中心的新世界里，这种新取得的神经生理能力，将能让我们的运动、感知与认知技巧，流畅且毫不费力的扩张到一个新境界：人们的思想可以充分且完美的转译成当事人所需要的运动指令，不论是执行奈米工具的微细操作，或是智慧型工业机器人的复杂操作。有朝一日，在这样的未来世界里，当你坐在海滩小屋外你最心爱的椅子上，面对你最喜欢的大海，你可能可以很轻松的，就和世界各地的三五好友闲话家常——但是你不用忙着打键盘或是开口说话，你连一根肌肉都不必动，只要用想的就行了。 　　 如果这还不够迷人，那么试想想看，假如能在不离开家的情况下，就能够亲身碰触到几百万公里外的星球表面，那种新奇的探险所带来的激动之情。你觉得怎样？ 　　 或是更精采的，如果你能接触到“记忆银行”里的资料，随时下载其中某位祖先的想法，透过他（或她）最私密的印象与鲜明的记忆，来创造一个你和他原本绝无可能分享的邂逅机会。你觉得有没有意思？ 　　 然而，如果真能生活在一个脑袋不受身体束缚的世界，究竟会替人类带来什么样的影响，以上这些场景都只能算是略窥一二。 　　 要不了多久，如此奇妙的世界将不再是科幻小说情节。这样的世界，此时此地，正在你我的面前形成。如果想要沉浸其中，套一句提摩艾利亚教授的话，从下一页开始，你只要跟着音乐走，就安啦！ § 内文1 让老鼠用前爪按棒棒 令人惊讶的是，尽管评审委员对我们的提案反应不佳，国家卫生研究院却愿意赞助查品与我最早提出的脑机介面实验。经由这份小型研究合约，种子基金总算有了着落，1997年我们可以开始进行第一批实验，测量几只老鼠实地执行脑机介面的成效。 一开始，我们的脑机介面设计就纳入了一个完全闭合的控制回路装置。意思是，该脑机介面完全利用“脑部衍生讯号”，来控制一部很简单的人工装置的一维运动，而且在操作期间，实验鼠也能透过视野里的点滴资讯，持续了解该人工装置的表现。 连续好几个星期，查品和他的小组都忙着训练六只老鼠，过程缓慢又乏味，对神经科学家的耐性要求达到极致。首先，老鼠需要学会用前爪去按一根棒棒，而非用毛茸茸的屁股去按，虽说后者才是牠们的首选，因为大部分啮齿类动物遇到需要这样解决的行为谜题时，通常选择用后者。 等到老鼠学会如何按照我们的希望，用前爪来按棒棒，牠们又必须学习重复这个动作一段时间——每一节记录得持续好几分钟，以便提供足量的数据，喂进电脑、交给脑机介面。 在这套装置里，老鼠所按的棒子以电路连上一根金属杠杆，杠杆上装了一个小杯子。如果老鼠前爪的施力够精准，杠杆就会刚好停在一根滴水管下方。只要让小杯子停在那个位置一秒或两秒，老鼠就能用杠杆搜集到一滴清凉美好的费城自来水。然后，牠可以缓缓减轻前爪对棒子的施力，让杠杆将小杯子送回牠嘴边，牠就可以享用那滴清水了。 一旦老鼠把这个简单的任务操作得很熟练，我们会把一个微导线阵列，植入牠的主要运动皮质，为脑机介面搜集神经元的电活动。 下一个目标是，要老鼠重复整套取得饮水的过程，但这次杠杆换成由脑机介面来控制，而非牠的前爪。要达成任务，老鼠必须利用脑波来控制杠杆的移动，将清水送进自己的口中。 就在这个时候，我们进入了只能用“神经生理学之阴阳魔界”来形容的境界。在这儿，眼前最大的问题是：老鼠真的有办法理解“必须单独靠思考来弄到饮水，连一根触须都不必移动”的概念吗？ 手术后经过几星期的复健期，查品的老鼠又重新回到实验室，准备几天后要开始第一次脑机介面测试。仔细检查过每只实验鼠的脑部植入装置，我们很开心的发现，每只老鼠在用前爪压棒棒时，我们都能辨认出多达四十六个运动皮质神经元的触发很强烈。藉由监看老鼠移动前爪去压棒棒时，同步产生的神经元活动。我们很快就明白，这些神经元大都是在展现“动作前活动”，也就是在制造某个身体动作之前200至300毫秒期间，由主要运动皮质区预先进行的准备工作。这一点意味着，我们将能够记录到足够让脑机介面运作的高品质脑波讯号。 现在，当老鼠使用前爪压棒棒时，查品将微导线阵列采样的运动皮质神经元制造的动作电位，统统记录下来。我们把平行电阻阵列连接到积分器，以便适当衡量每一个神经元的贡献（受限于我们电脑的处理能力，在每一节记录时，这个部分都得用人工处理）。接下来，把这些经过衡量的贡献加总起来，产生单一个连续类比“运动控制讯号”输出，这可创造出能够预测老鼠前爪自主运动的脑部衍生讯号。把这个衍生讯号输进杠杆控制器，就可以移动杠杆了。这个杠杆如今将可以即时复制老鼠脑中的自主运动意向。 在老鼠露出征兆，显示有能力自由转换“使用前爪或是用脑波来控制给水杠杆”后几天，查品决定要对这群毛茸茸的朋友，使出最后一招：他把棒棒与杠杆的连系切断了。这时，不管老鼠再怎么用力压棒棒，杠杆就是不动如山。气急败坏的老鼠们，不断重复压棒棒，但是一点用也没有，杠杆动也不动。就在这时候，一件几乎难以想像的事情发生了。 当查品打开脑机介面，允许鼠脑直接控制杠杆，老鼠对于这个突然出现的解套希望，反应就如同你我一样：牠们非常努力找出了一个移动杠杆的新方法，不是用前爪去压棒棒，而是只用想像，去做这件事。 刚开始，这些动作都有点保守犹疑，老鼠们也无法得到水滴奖赏。然而几次尝试成功后，当老鼠愈有能力用这种最不可能的给水系统喝到水，牠就愈发明白，自己能够只靠脑部活动，来制造完整的杠杆动作。虽然没有一只老鼠知道这是怎么回事，牠们这时产生的神经元触发时空模式，却很类似牠们用前爪控制杠杆系统时产生的时空模式。 和脑机介面装置互动几分钟之后，大部分老鼠都不再用前爪压棒棒了。经由试误，实验动物发现（我们这样假想），如果牠们只是瞪着棒棒，然后想像用前爪施压的那个动作，不知怎的，牠们就可以如愿喝到清水。当然，四只成功达成任务的老鼠并不知道，我们（尤其是查品）在诠释与制定牠们的口渴运动意向时，曾经碰上多少麻烦。牠们只是很开心能成为“第一批每次被放进那套实验室装置中，就可以不劳而获喝到清水的鼠类”。 萝拉上场做实验 到了2002年冬天，我们小组已经准备好要开始“马内计画”（Project MANE，全名是the mother of All Neurophysiological Experiments，所有神经生理学实验之母）。 “马内”这个名词并非巧合，它让我想起儿时的偶像加林查（Manoel Garrincha），他是1958年和1962年巴西足球国家代表队的明星球员，接连赢得世界杯冠军，也为这个全球最受欢迎的美妙运动，缔造了难以超越的纪录。由于天生骨骼畸形，加林查的膝盖和小腿各朝不同方向弯曲，但是他学会利用这种罕见的身体构造，发展出过人的盘球技巧——臀部整个扭转，以及身体做出假动作。他亲身示范教导队友如何在球赛中满场飞舞，创造出一种精致的足球芭蕾舞，让足球成为脚的延伸。所有巴西人都知道，加林查的绰号就是马内（Mane）。 马内实验从设计到执行，样样马虎不得。有好几个演算任务和工程组件（其中个个又都含有许多新流程与零件）必须毫无瑕疵、即时运作，我们搜集的数据才能够派上用场。而且，就像许多史无前例的事，这个实验会跑出什么结果，很难预测。此外，要是没有鲁道夫（Alan Rudolph）深具远见的大力支持，我们永远没办法募得马内实验所需的经费。鲁道夫是成就卓著的科学家，当时是美国国防部高等研究计画署的一名计画主持人。 经过好几个月忙着装置大型硬体设施，制作新的电脑程式，修理各种电脑小毛病，以及哄劝奥萝拉打电玩。没想到，第一次测试的时间已经到了。 在我们准备开动实验的当儿，我们的谈话不时会被奥萝拉的声音打断，催促我们动作快一点。说真的，也不能怪她没耐心。历经好几个月密集训练后，最近几次原本很有希望的实验，竟都胎死腹中。不同的是，那天晚上，咱们的电脑（散放在实验室控制房的一张大实验枱上）没有当机，而是热切将我们喂给它的大批数据，一一吞下。 奥萝拉像平常一样，很舒适的盘踞在她最喜欢的一张椅子上，配备着时髦的摇杆、平面液晶显示器、以及果汁供应器，好让她在实验过程里爱喝多少果汁，就喝多少果汁。不远处，有一部五百一十二个频道的多神经元搜集处理器，是当时全世界最大的这类型机器，已经准备妥当，要记录奥萝拉的脑波。这一次运转，我们只会用到九十六个频道。 这天的小组主要成员有两位：过动的西班牙电子工程师卡梅纳（Jose Carmena），喜欢操作多台微电脑，每一台都接上两个显示器；俄国物理学家出身的神经科学家拉贝德夫（Mikhail Lebedev），在咱们的地下碉堡里晃来晃去，神态自若，他很知道如何平静顺当的解决问题。这两人也都是足球迷，那是不用提的了。值得一提的是，拉贝德夫对于马内计画还有一套特别管用的技巧：他曾经与奥萝拉共事过，深知她有多难缠。 控制室里的进展一切顺利。当卡梅纳在电脑堆里疯狂打转，测试它们的状态，我则继续透过一系列电视荧幕，从不同角度的摄影机，观察奥萝拉的“肢体语言”。 在控制室后面，我们安置了一具粗壮的工业用机械臂。手臂本身拥有七个运动自由度，末端有两根像手指的附加装置，可以抓住简单的物品，并牢牢握住。机械臂定在那儿，动也不动，它的人工肩膀和手肘微微伸展，整只手臂则是完全张开的，简直像是在恳求某人来操控它那缺乏生气的关节与马达，好做出一些有用且协调的动作，完成有意义的事。 快乐得嘀嘀咕咕，奥萝拉——或者我应该说，奥萝拉的脑袋，正准备要释放那难以想像的事物。在先前的尝试里，奥萝拉从不吝于让我们知道，要是机械臂失灵，错绝不在她。然而，今晚她却乖乖工作，毫无怨言。拉贝德夫走进实验室，绕过奥萝拉椅边堆着的电缆及设备，用俄文在她耳边喃喃低语。奥萝拉专心瞪着眼前的电脑荧幕，一边向其中一台监视摄影机扮了个鬼脸。看得出来，她很自得其乐。不过，从她那好奇的眼神看来，她的耐心就快要用光了，她想要马上开始实验。 等到拉贝德夫把奥萝拉房间的门一关，卡梅纳便打出开动信号，启动马内计画。就在这一刻，经年累月的辛苦研究，和数以千计重度瘫痪者恢复部分运动能力的期待，开始深深缠绕在一起了。 （摘自本书第6章〈解放奥萝拉的脑——用念力指挥机械臂〉。）

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克里克：关于“自由意志”

热度 3 quantumuniverse 2012-6-10 18:02

克里克：关于“自由意志” 来源：《惊人的假说—灵魂的科学探索》 作者：弗朗西斯·克里克 弗朗西斯·哈里·康普顿·克里克 （ Francis Harry Compton Crick 1916.6.8 —— 2004.7.28 ）生于英格兰中南部一个郡的首府北安普敦。小时酷爱物理学。 1934 年中学毕业后，他考入伦敦大学物理系， 3 年后大学毕业，随即攻读博士学位。然而， 1939 年爆发的第二次世界大战中断了他的学业，他进入海军部门研究鱼雷，也没有什么成就。待战争结束，步入 " 而立之年 " 的克里克在事业上仍一事无成。 1950 年，也就是他 34 岁时考入剑桥大学物理系攻读研究生学位，想在著名的卡文迪什实验室研究基本粒子。　　 这时，克里克读到著名物理学家薛定谔的一本书《生命是什么》，书中预言一个生物学研究的新纪元即将开始，并指出生物问题最终要靠物理学和化学去说明，而且很可能从生物学研究中发现新的物理学定律。克里克深信自己的物理学知识有助于生物学的研究，但化学知识缺乏，于是开始发愤攻读有机化学、 X 射线衍射理论和技术，准备探索蛋白质结构问题。 1951 年，美国一位 23 岁的生物学博士沃森来到卡文迪许实验室，他也受到薛定谔《生命是什么》的影响。克里克同他一见如故，开始了对遗传物质脱氧核糖核酸 DNA 分子结构的合作研究。他们虽然性格相左，但在事业上志同道合。沃森生物学基础扎实，训练有素；克里克则凭借物理学优势，又不受传统生物学观念束缚，常以一种全新的视角思考问题。他们二人优势互补，取长补短，并善予吸收和借鉴当时也在研究 DNA 分子结构的鲍林、威尔金斯和弗兰克林等人的成果，结果经不足两年时间的努力便完成了 DNA 分子的双螺旋结构模型。而且，克里克以其深邃的科学洞察力，不顾沃森的犹豫态度，坚持在他们合作的第一篇论文中加上“ DNA 的特定配对原则，立即使人联想到遗传物质可能有的复制机制”这句话，使他们不仅发现了 DNA 的分子结构，而且丛结构与功能的角度作出了解释。　　 1962 年， 46 岁的克里克同沃森、威尔金斯一道荣获诺贝尔生物学或医学奖。后来，克里克又单独首次提出蛋白质合成的中心法则，即遗传密码的走向是： DNA → RNA →蛋白质。他在遗传密码的比例和翻译机制的研究方面也做出了贡献。 1977 年，克里克离开了剑桥，前往加州圣地亚哥的索尔克研究院担任教授。 　　 自 DNA 双螺旋结构被揭示后 , 科学家普遍认为 , 在现代生命科学中 , 剩下需要解决的基础理论问题只剩下三个 : 即生命的起源、意识的产生和生命发育过程。 20 世纪 70 年代 , 弗朗西斯·克里克开始对神经科学发生兴趣 , 并首次提出用自然科学的方法探索脑意识问题 , 对此 , 科学界将这一提法视为脑科学的一个里程碑。时值 DNA 双螺旋结构发现五十周年之际 , 克里克再次成为媒体关注的焦点。 2003 年 3 月 10 日 , 国内外多家权威媒体报道一条消息 : 佛朗西斯·克里克在医学杂志《自然神经学》上发表论文 , 称他和他的研究小组通过大量实验已经发现了人类的“灵魂细胞”。克里克称 , 人的灵魂或意识根本不是先天就有的 , 而是由人体大脑中的一小组神经元细胞产生和控制的。 克里克的主要著作有《狂热的追求 -- 科学发现之我见》 (What Mad Pursuit : A Personal View of Scientific Discovery) ，《论分子与人》， 《生命 : 起源和本质》 (Life Itsel f: Its Origin and Nature) ，《惊人的假说 -- 灵魂的科学探索》 (The Astonishing Hypothesis--The Scientific Search For the Soul) 等。 2004 年 7 月 28 日深夜，弗朗西斯·克里克在与结肠癌进行了长时间的搏斗之后，在加州圣地亚哥的桑顿医院里逝世，享年 88 岁。 “意识，意志使它充满活力……” ——托马斯·哈代（ Thomas Hardy) 从许多方面来说，“自由意志”是一个老话题了。许多人认为它是一件理所当然的事，因为他们感觉到，通常他们可以自由地想干什么就干什么。律师和神学家必须面对这个问题，但总的来说哲学家对这个问题已失去了兴趣。心理学家和神经科学家几乎从不提及这个问题。那些关心量子测不准原理的少数物理学家和别的科学家，有时猜测不确定性原理也许会是“自由意志的基础。 1986 年以前，我本人还没有注意“自由意志”。当时，我收到老朋友的一封信，情况才有所改变。他叫卢斯 . 里纳尔蒂尼（ LuisRinaldini) ，是一位阿根廷生物化学家。 40 年代后期，我与他在剑桥第一次相遇。卢斯和他的夫人现居住在门多萨（ Mendoza ，阿根廷的一个省城），该城靠近安第斯山脉。一次他来到美国访问期间，想会见一些人，谈谈他的一些想法，当我们在纽约会面时，他告诉我，他与他的朋友在门多萨已经组成一个讨论组，他们对“自由意志”很感兴趣，随后，他写信给我，更详细地谈到这一问题。 直到那时，我浑然不知我个人关于“自由意志”已有了一种理论。但是。从他谈到的一些方法，我能看出，我的一些思想有别于他。那时我把它写出来，十分简短，我坚信我发现了一些什么，并把它寄给他，整个内容不足三十行。我曾把它给哲学家帕特丽夏·丘奇兰德（ Patricia Churchland ）看过。这样做的部分原因是使这个问题的叙述不致于太傻。她十分乐意给予帮助，在词语上加以明晰化，并附加了一些注记，她认为我的想法似乎是合理的。下面的内容就是我寄给卢斯稍加扩充的版本。 我的第一个假设是：人脑的某个部分与制定进一步行动的计划有关，但不一定执行它，我也假定人可以意识到这个计划，即，至少可以直接回忆起来。 我的第二个假设是：人不能意识到这部分脑所执行的“计算”过程，而只知道它作出的 最终“决定”，也就是计划。当然，这些计算将依赖于这一部分大脑的结构（部分由于进化，部分由于过去的经验），也取决于来自脑其他部分的当时输入。 我的第三个假定是：执行这个计划或那个计划的决定受到同样的限制。换句话说，人可以直接回忆起决定是什么，但不知道作出这个决定的计算过程，即使可能知道一个计划在进行中。 于是，如果这种机器（这是我信中使用的字眼）能像人一样决定自己的行为，即有一个“自身”的映象，那么这种机器看来具有“自由意志”了。 决策的实际起因可能是十分清楚的（帕特丽夏添加的），即：可能是决定性的但却是混沌的。一个非常小的扰动可能造成最终结果的巨大差异。由于这一点，输出结果在本质上成为不可预测，所以，使得“意志”看起来似乎是“自由”的。当然，意识活动也可能影响决策机制（帕特丽夏附加的）。 这样一种机器能够试着解释自己为何作出某种选择（运用内省法），有时会达到正确的结论。而在另一些时候，它将不知不觉，或者更可能进行虚谈，因为它没有意识到作出选择的理由。这意味着一定存在着一种虚谈的机制，只要给出一定量的证据，不管它们是否会产生误导，脑的某部分总会得出一个最简单的结论。正如我们已经看到的，这一切太容易发生了。 这就是我的自由意志的理论。显然，它依赖于对意识的理解（这是本书的主要议题）、大脑是如何计划（和执行）行为的以及我们如何进行虚谈，等等。我不知道整本书里是否真的有点儿新东西，尽管这里的某些细节并没有被包括在以前的解释中。 在那之后，我心满意足地将事情丢在一边，接着我在纽约会见了卢斯，随后他访问了加利福尼亚州的拉霍亚（ La Jolla ），得以同保罗·丘奇兰德（ Paul Churehland ，帕特丽夏的丈夫）讨论这个问题。我本不想在这个问题上多加思考，但是，一旦引起了我的兴趣，我就发现自己一天到晚在不停地思考着它。 我想知道“自由意志”可能位于脑的哪个部位。显然，“意识”牵涉到大脑几部分的相互作用，但是，大脑皮层的某个特殊部位应当与其有种特别关系，这个想法不是不合理的。人们可能期望，这部分接收来自感觉系统高级水平的输出，又要馈送到运动系统的高级计划水平。 在这一点上，我偶然找到了一个有利于我的理论的证据，这就是安东尼奥·达马西欧（ Antonio Damasio ）及其同事关于一位大脑受损妇女的病例的描述。她受损伤后，表现出对事物没有反应。她一声不响地躺在床上，脸上带着警惕的表情。她能用眼睛追随别人，但不能自觉地与人讲话。她对任何提问都不回答，虽然看起来她是理解这些问题的。她只是用点头加以答复。她用极慢的语调能重复词汇和一些句子。总之，她的反应极其有限，又总是一成不变。 二个月以后她得到很大程度的康复。她说她以前不能交流，并不感到不安。她能跟上交谈，但她感到“没有什么可说的”而不开口，她的头脑是“空”的。我马上想到“她失去了意志”！那么，大脑的什么部分受损呢？文献中指出，受损部位靠近波罗德曼（ Brodmann ）区的 24 区 (1) ，在一个叫做“前扣带回”的地方。如果大脑被一切为二，它就位于上顶部的 内表面上。我高兴地得知，这部分接收许多来自高级感觉区的输入，又在靠近运动系统的高级水平。 索尔克研究所的特里·塞吉诺斯基小组在工作周内有多次午茶会。这是讨论最新实验结果的理想场合，比如提出一些新的想法，或者只是关于科学、政策和一般新闻的闲聊。我曾参加过一次午茶会，并对帕特丽夏和塞吉诺斯基说，我已经发现了“意志”的部位！它就在“前扣带回”上及它的附近。当我与达马西欧讨论此问题时，我发现他也有类似的想法。他帮助我补充有关这部分脑区的解剖学上的联系。它与大脑另一侧的对应部分有极强的联系——正如我们所知，尽管裂脑人有两个独立的“意志”（看第十二章　），而我们正常情况下只能有单个“意志”在起作用。再则，大脑一侧的这一区域有极强的投射到两侧的聠胝体（运动神经系统的重要部分），这也正是我们从单一意志当中所要预料的结果。的确，这一切看 来十分理想。 过了一段时间，我读了一篇迈克尔·波斯纳（ MichaeI Pesner ）写文章。在论文中他也提到了一种罕见的病症，由于一种特殊类型的脑损伤引起的“异己手”症。例如，患者的左手可以活动，做一些十分简单的、刻板的动作，但他却拒绝对此手负责。例如，此手可能自发地抓住放在近旁的某个东西，但有的时候却不能把它放下，不得不用右手把它从东西上拿开，有一位患者发现，他不能用他的意志力使“异己手”放开物体，但如果大声地喊：“放开！”，也许它会把抓住的东西松开。 那么“异己手”症是什么部位受损呢？又是靠近或正好在前扣带回上（如果“异己手”为左手，那么损伤位于右脑），也可能是胼胝体的相应部分受损，以致于左侧区域发出指令不能到达由受损的右边区域控制的左手。再则，正如第八章　提到的，某种选择性过程前扣带回处于活动状态，这可以从这部分血流增加上看出。 “自由意志”位于或靠近大脑的前扣带裂上，这一想法可能有点新意（ 1 ）。实际上，事情可能会更复杂。脑前区的其他部位也可能与其有关联。需要的是更多的动物实验、“异己手”和有关病例的仔细研究，其中首要的是，对视觉意识的神经生物学有更多的了解，并由此增加对其他形式的意识行为的了解。这也是把这些建议附在本书末尾的原因。

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热度 2 quantumuniverse 2012-6-10 02:03

有一种错觉叫自由意志 康德的彼岸 2011-07-12 20:00:24 人到底有没有自由意志？不知谁第一个提出这个问题，直到最近《武侠》中金城武还问：“人到底有没有‘自性’？”近些年心理学家似乎得到了一个相对一致的研究结论，简单说就是：自由意志是一种错觉。 人生而自由，却无往不在枷锁之中。 ——卢梭 一个人是能够做他想要做的事情的，但却不能拥有他想要的愿望。 ——叔本华 人类究竟有没有自由意志？换个问法也许更通俗些：人类到底是生物化学、社会文化的傀儡，还是不可预测、具有无限发展可能的能动主体？这个问题看上去很像哲学里的大问题——虽然重要，但是忽略之也不影响正常的生活。更何况哲学家对这个问题的思考似乎更适合于锻炼人的大脑而不是给出一个确切答案，所以长久以来自由意志研究总是停留在形而上的层面之上。 但是就在近期，心理学家和生物学家（或者统称认知科学研究工作者）通过一系列的实证研究对这个问题给出了相对易于理解、相对一致的研究结论，其中最重要三点就是：自由意志是错觉；人对自由意志与决定论的关系的认识是存在边界条件的；相信自由意志的错觉是更好的。 那么，难道人类真的没有自由意志吗？认知科学工作者究竟是怎样得出这些让人失望的结论的呢？ 自由意志是错觉？ 加州大学旧金山分校心理系教授本杰明•李贝特（Benjamin Libet）和哈佛大学心理系教授丹尼尔•崴格纳尔（Daniel Wegner）的两个实验可以说是自由意志研究领域当中的两座里程碑。 在李贝特教授的实验当中，他使用脑成像（EEG）来检测被试的脑活动信息，同时要求被试随时报告自己动作发出的意向。结果发现，大脑是在个体报告发出动作意向之前几百毫秒之前就已经产生了相应动作的脑活动 ，也就是说动作产生的直接原因并不是个体意识当中的意向，而是意识之外的其他脑活动。这个研究的结果震惊了整个心理学界，引发了大量的后续研究。虽然有学者质疑Libet实验中被试报告与脑活动的时间差测量的精确性（比如对被试用来报告出动作意向的时间的测量问题），但是在2008年在《自然•神经科学板》（Nature NeuroScience）上，金顺菘（Chin Siong Soon,音译）等人采用现代的脑成像技术再一次验证了李贝特的研究结果。 另一方面，哈佛大学心理学教授崴格纳尔采用心理学行为实验方法证明个体对于自由意志的体验是一种错觉，并不是对现实的真实反映。 在1999年的实验当中，崴格纳尔及其同事设计了一个非常复杂而巧妙实验室情境。在这个情境当中，实验员让被试与实验者的助手（伪装成被试）一同参与一个任务，任务的目的是通过操纵鼠标将屏幕上的指针停留在特定目标物上。真假被试同时控制鼠标，实验者告知被试，当音乐响起时，他们就可以停下，但是不必立即停下。实际情况是在进入音乐之后，假被试听到的指导语与真被试是不同的，当真被试停下时，指针就只由假被试控制着达到目标物，真被试在这个阶段就有可能体会到虚假的控制感——这里可以延伸被理解为虚假的自由意志体验。 研究发现，在改变真假被试停下的时间差（10s或1s等）之后，随着间隔时间的减少，真被试对自己要指针停下的意向的评分就越高。也就是说，虽然这个期间指针并不是由真被试控制，但是因为与真被试预期指针的运动方向一致，所以时间越短，被试越会产生自由意志的错觉 。 这两个系列研究至今都被作为证明自由意志是一种错觉的证据而广泛引用。崴格纳尔在2003年著《意识意志的错觉》（The illusion of conscious will）一书，系统总结了自己的研究以及前人的相关研究。目前“自由意志是错觉，行为产生的直接原因并不是意识”已经基本上成为了心理学界当中的普遍共识。 但是这里需要注意的一点是，这里面所探讨的自由意志指的是个体的“自由意志”体验，并不是指哲学上所探讨的自由意志实体。也就是说，心理学只能探讨我们体验到的掌控感是否是错觉，至于人类到底是不是具备控制能力，心理学无法研究。有些学者认为，心理学就是研究自由意志体验的，而自由意志本身并不是心理学的研究对象 ，甚至有学者认为心理学永远无法为自由意志建立一个科学模型 。 我们是如何理解自由意志的？ 虽然实验证明自由意志并不与现实一一对应，是一种错觉，但这并不妨碍人类相信自由意志。实验哲学家非常关心个体是如何看待自由意志的，并希望由此来找到哲学讨论中不同的人对自由意志会有不同观点的心理学根源。 亚利桑那大学哲学系的肖恩•尼克尔斯（Shaun Nichols）在2011年的《科学》（Science）杂志上发表了一篇关于实验哲学领域对自由意志研究成果的综述。在其介绍的一个实验当中，首先给被试阅读一段指导语。这段指导语的主要内容是假设宇宙是遵守决定论的，每一个事件都由之前所发生的事情所决定，因此一切都是确定的。 之后将被试分为两组，一组提问比较抽象的问题，比如“你认为在这样一个宇宙当中每个人是否有可能对自己所有的行为承担道德责任”；而另一组被试则会被询问比较具体的问题，比如“现在有一个人杀了他的家人，但是他杀人都是有原因的，你认为他是否还要为自己的行为承担道德责任”。 这里要插入一个背景介绍，就是在哲学领域，一般认为在决定论的条件下，每个人的行为都是身不由己，那么他们就不应该为自己的行为负责。因此实验的假设是认为只要承认世界是受决定论支配的，那么被试就应当认为个体不对自己的行为承担道德责任；反之，如果被试承认个体是有自由意志的，那么被试就应该认为人是应该为自己的行为承担相应责任的。 研究结果表明，案例越抽象被试越相信决定论，而案例越具体被试越相信人是可以控制自己的行为的。也就是说，当询问的案例比较抽象的时候，被试会倾向于将决定论与自由意志对立起来；反之，在比较具体的案例中，被试就不会因为决定论的假设而排除行为主体对自身行为的道德责任。在哲学领域，有的学者认为自由意志与决定论是相排斥的（不兼容论者），有点学者认为两者是可以并存的（兼容论者），这两种哲学观点的心理学根源之一可能在于问题的抽象性。 我们还要相信自由意志吗？ 尼克尔斯在给《心理学和自由意志》（Psychology and Free will)一书的序言当中认为，心理学对于自由意志课题的探讨的贡献可以分为三个方面，首先是描述层面上的，就是回答人们是如何理解自由意志的；第二个层面是实质层面，就是究竟是否存在自由意志；而第三个层面就是规范层次，就是要回答在理解了自由意志的本质之后人们应该怎么做的问题。其实，第三个问题似乎更重要一些，毕竟人们更关心的是拥有一个信念有多大的价值。心理学家们的确在这方面也进行了大量的研究。其中最重要的一个研究结论就是：相信自由意志能够减少不道德行为的产生。 明尼苏达大学管理学院的凯斯林•武欧思（Kathleen D. Vohs）和英属哥伦比亚大学心理系乔纳森•史谷勒（Johnathan Schooler）设计了两个实验情境，一个情境当中被试被诱发相信决定论，另一个情境当中不进行任何处理，之后同样要求两个条件下的被试进行一个数学测验。在这个数学测验当中，被试被要求自己独立完成，但同时也被告知可以通过特定的操作看到答案（当然是不被允许的）。这样就可以通过暗中记录被试违规操作的次数来测量“欺骗”行为的频率来作为不道德行为的测量。结果发现，被诱发相信决定论的被试有更多的不道德行为。 为了进一步验证这个结论，在另一个实验当中，武欧思和史谷勒在一个条件下要求被试阅读认为这个世界是受决定论支配的文字，而另一个条件则不作任何处理。不道德行为的测量变为被试对自己在认知任务当中的表现的奖励是否公平。研究结果再一次表明阅读了决定论文章的被试相比较于没有做任何处理的被试更频繁地给自己更多的奖励 。 武欧思和史谷勒 在解释自己的研究结果的时候说：“怀疑自己的自由意志可能会破坏一个人对自我作为行为主体的感觉。或者可以说，否认自由意志就会给人一个随心所欲行事的终极理由。”可见，无论自由意志是否是一种错觉，从功利主义的角度来讲，相信自由意志是一个更好的选择。毕竟相信人类的能动性会促使我们遵守道德规范，反之就会放松对我们自身的要求——因为如果一切都是决定的，那么我们就不用对自己的行为负责了。 自由意志的心理学研究 康德将自由意志定义为：一个人根据自己的意志而不是他人或者其他因素去遵守规范。从这个角度来说，自由意志的心理学研究的意义就不仅仅在于回答形而上的哲学问题，更重要的在于启蒙每一个人，让我们了解我们的行为究竟哪些是受到了社会文化因素的影响，哪些是真正自我的追求，如此才能获得真正的“自由”。 信仰自由不是信仰随心所欲，而是信仰不断追求真理的边界，不断地排除先天、世俗传统的约束，单纯地用自己的理性和真理去做出人生的每一个决策。尽管当前自由意志的研究离这些课题还有相当远的距离，但是我相信，正是这种对最大化自由的渴望才能驱动后来的心理学者们在这条道路上不断迈进。 参考文献 Libet, B., Unconscious cerebral initiative and the role of conscious will in voluntary action. THE BEHAVIORAL AND BRAIN SCIENCES, 1985. 8: p. 529-566. Wegner, D.M. and T. Wheatley, Apparent mental causation - Sources of the experience of will. American Psychologist, 1999. 54(7): p. 480-492. Baer, J., J.C. Kaufman, and R.F. Baumeister, Are we free? : psychology and free will. 2008, Oxford ; New York: Oxford University Press. xi, 356 p. Hinsen, K., A scientific model for free will is impossible. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010. 107(38): p. 1. Nichols, S., Experimental Philosophy and the Problem of Free Will. Science, 2011. 331(18): p. 1401-1403. Vohs, K.D. and J.W. Schooler, The value of believing in free will: Encouraging a belief in determinism increases cheating. Psychological Science, 2008. 19(1): p. 49-54. Tierney, J., Do You Have Free Will? Yes, It's the Only Choice, in The New York Times. 2011: New York. 阅读更多 你有相信自由意志的自由，也有不相信它的自由

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[转载]【纽约时报-2011】你有自由意志吗？当然，因为你别无他选

quantumuniverse 2012-6-10 01:50

【纽约时报】你有自由意志吗？当然，因为你别无他选择 新一代实验哲学家们对自由意志的研究. 标题： Do You Have Free Will? Yes, It’s the Only Choice 来源： http://www.nytimes.com 原文日期： 2011-03-23 假设张三和李四生活在一个宿命式的世界里。今天早上发生的所有事——例如张三决定要穿一件蓝色短袖，而李四呢则试图把头发梳来掩盖住秃掉的部分——都完全是因之前的事情所引发的。 如果你能从宇宙洪荒之始重造这个世界，然后让今天早上以前的所有事件都跟从前一模一样，接着也照样是蓝短袖和梳发盖秃头。 现在实验性的哲学家们会提出这样的问题： 1) 在这个宿命论宇宙中，要一个人对他的行为在道义上负起完全的责任可能吗? 2)今年，张三如往年一样会在他的税单上做手脚。他要对他的行为在道义上付完全的责任吗? 3)李四和他的秘书相爱了，于是决定只有杀掉老婆孩子才能与其双宿双飞。在出差之前，他买凶准备在他不在期间杀死他的家人们。那李四要对他的行为负上完全的道义责任吗？ 对于一个古典哲学家来说，这只是关于自由意志的三个不同版本的问题，其实质是相同的。但对于那些测试人们对宿命论概念反应的新式哲学家们来说，这三个问题有着决定性的不同之处，正如Shaun Nichols 在这期《科学》里解释到的一样。 绝大多数的被提问者认为在第一个问题中的不明身份者对自己的行为是不用负起完全的责任的。而大部分人也不会揪住张三在税单上的问题不放。至于对李四就不同了，在NIchols博士询问过的人群中，有超过70%的人们认为他该对他犯下的滔天大罪负上完全的责任。Nichols博士是亚利桑那大学的实验哲学家，他跟他在耶鲁的同事Joshua Knobe一起主持了这次实验。 那么，李四是否被不合逻辑地裁决了呢？从某种角度来讲，的确如此。对于某些哲学家们来说，因果链可能有缺陷，但对于心理学家及神经科学家们来说，对自由意志的信仰看起来可能很幼稚，他们会辩驳道，我们是由那些超越我们意识控制的力量所驱动的——李四的律师在法庭上也会提出这样的辩护。 但另一方面，让李四对谋杀付全责是完全合理的。法官凭直觉也知道，不管自由意志是否存在，我们的社会有赖于每个人对自由意志存在的信仰。这种信仰的效益已经在别的研究中展示出来，当人们质疑自由意志时，他们的工作表现会越来越差，而他们也会越来越不老实。 在一次实验中，一些人阅读了Francis Crick的一篇文章，他是一位分子生物学家，里面断言所谓自由意志只是一种过时的老古董观念，如今的知识分子，特别是心理学家和神经学家们都对其不以为然。接着，当与阅读Crick（其人死于2004年）另一篇文章的控制组相比，这些人对自由意志抱有更深的怀疑态度——立即在数学考试时放任自己作弊。 当接受电脑测试时，他们被要求去解决一系列的算术问题，尽管他们被告诫不要利用一个电脑故障，然而他们仍然利用了这个故障来作弊。那个所谓的故障，实际上是由研究者们——明尼苏达大学的Kathleen Vohs 和加州大学圣巴巴拉分校的Jonathan Schooler ——设计的一个诱饵。 在接下来的试验中，心理学家们又做了另外一次实验，他们向被试们保证，每得到一次正确答案就可获得1美元——而且可自报分数。正如Vohs博士和Schooler博士所担心的一样，在看过了之前那篇反对自由意志的文章后，人们更倾向于作弊。这些人要比其他人拿到更多的不属于自己的钱。 研究者们注意到，实验室中的这种行为，与近几十年来日益增长的作弊大学生情形相符。同一时期，别的研究也显示出对自由意志信仰的降低（虽然大多数人仍然信仰着这一信条）。 Vohs博士和Schooler博士总结道，“质疑一个人的自由意志可能会破坏其自觉性，或者，也许否认自由意志就能当作一个人为所欲为的终极借口。” 根据Vohs博士和南犹他大学的 Tyler F. Stillman所做的共同研究表明，这也包括在工作中做一天和尚撞一天钟的情形。他们带着一套问卷去了一家短工职介所，让一组工人填写这套问卷并为其保密的。 这些问卷基于从前使用过的被称作“自由意志及宿命论量表”的研究工具。工人们需要回答他们对这样的论述——例如“精神力总是能战胜身体的欲求”或者“如果人们真的愿意就能克服一切障碍”或者“人们最终落入的境地并非是他们的选择，只是生活就是如此。”——的赞同程度有多高。 心理学家们还测量了别的因素，包括工人们对他们生活的总体满意程度，他们的精力有多充沛，他们对辛勤工作有多赞同。这些因素都不能可靠预测出他们由上司记录下来的实际工作表现。但工人们在自由意志信念量表上的得分越高，他们的工作评价就越好。 Vohs博士说，“自由意志让人们更倾向于成为更有道德更优秀的人，对社会及个人而言，对自由意志抱有信仰，可以帮助人们拥护文明的行为准则，进而获得健康，富有以及幸福的生活。” 自由意志的理论概念有很大程度的不同，但小孩子们的观点却似乎在全世界范围内都差不多。当3~5岁的小孩们看到一个球滚进箱子里，他们会说球是不由自主的。但当他们看到一个实验者把手放进盒子里，他们会坚持她本可以有其他选择的。 正如实验哲学家们通过询问各地区（包括香港，印度，哥伦比亚以及美国）的大人们时发现的一样，这种信念似乎全世界通用。无论他们有多大的文化差异，人们总是不愿意承认他们生活在没有自由意志的宿命论世界里。 同样，他们也倾向于承认，在假象中的宿命论世界中，一个假象的人不该对他的原罪负责。同理，这也是为什么他们会原谅张三在税单上的小动作，这是一个没有明显受害人的犯罪。但同样的逻辑在人们面对研究者们称为“高危”犯罪时就不成立了，例如李四这种令人无法接受的谋害全家的犯罪。 在佛罗里达州大学主持自由意志大问卷项目的Alfred Mele说道,“这是大脑中的两种不同机制，如果你给人们的是一个抽象的故事和一个假象的人，你是在探索他们脑中的理论机制。但他们的理论在遇到栩栩如生的坏事时就会直觉地反应出界。正如实验者们展示出来的一样，人们默认自由意志是存在的。” 在抽象层面上来看，人们似乎像哲学家们说的那样是不可容论者：相信自由意志的人们与宿命论水火不容。如果一切事情的发生都是由这事之前的事情决定好了的话，那么最后得出的唯一合理结论就是：你不可能对你的行为负起道德责任。 然而也有一派哲学家——事实上是多数派——认为自由意志和他们所谓的宿命论是可相容的。这些相容论者认为，即使我们的选择是由过去的事件决定和影响的，我们仍然能自主做决定。用叔本华的话来说，“人能做他们想要做的，但却不能要他们想要的。” 这听起来很令人迷惑吧——或者很荒谬不合逻辑？要解释相容性并不容易。但似乎直觉告诉我们，即使李四住在一个宿命式宇宙中，他仍要负起道义上的责任。 Nichols博士暗示到，他对张三李四的实验表明了在我们的抽象思维中我们是不可容论者，但我们在情感上却是相容论者。 Nichols在《科学》上写道，“这就能解释在哲学上关于自由意志和道德责任长期的争论，部分原因在于，自由意志的多面性，每种哲学观都有一系列基于它的心理机制。” 正如一些科学家喜欢将对自由意志直觉式的信仰解释为自欺练习——就如Crick说的那样，是有点愚蠢的“虚谈”。但这些所谓的专家们要是以为问题就此解决了的话，那他们就是在自欺欺人。自由意志在科学和哲学上都未被证伪。研究人员们对自由意志研究得越多，他们就越能找出更多信仰它的理由。

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[转载]Nature(2011)--神经科学与哲学之争：剑指自由意志

quantumuniverse 2012-6-10 01:42

神经科学与哲学之争：剑指自由意志 2011 年 8 月 31 日在线出版 |Nature477, 23-25 (2011) |doi:10.1038/477023a 科学家们认为他们能证明自由意志只是个假象。而哲学家们则提醒他们三思而后言。 作者： Kerri Smith 这一实验推动了约翰－戴兰·海恩斯人生观的转变。 2007 年，柏林。伯恩斯坦计算神经科学研究中心的神经学家海恩斯将受试者推入脑扫描仪内，扫描仪内装有一个连续闪动随机变化字母的显示屏幕 1 。他告诉他们任何时候只要感觉可以就用右手或左手食指按下按钮，并记下他们做出这一决定时出现在屏幕上的字母。在志愿者选择用右手还是左手的时刻，实验通过功能性磁共振成像 (fMRI) 实时显示脑电活动。实验结果令人相当惊讶。 “我们的第一个念头就是，‘如果这是真的，我们就必须要校验一下’ ,” 海恩斯说。“随后我们进行了比以往任何其他研究项目更加全面的检验。” 在实际做出动作之前，为按下按钮进行的有意识决定花费了约一秒钟，但是团队发现根据脑电活动模式似乎在长达 7 秒之前就可预测到这一决定。似乎表明，在受试者意识到做出选择之前很长时间，他们的大脑就已经做出了决定。 作为人类，我们宁愿相信我们的决定是处于意识控制之下的 — 我们拥有自由意志。哲学家们已经为这一概念激辩数个世纪，而现在，海恩斯和其他实验神经学家们正在酝酿新的挑战。他们声称决定的意识性有可能只是纯粹生化反应的马后炮，对人的动作行为没有任何影响。按着这一逻辑，他们认为，自由意志只是一个假象。“感觉上是我们在选择，但是实际上我们没有，”伦敦大学学院神经学家特里克 ‧ 海格尔说。 举例说，你可能认为今天早晨是你做出喝茶或是喝咖啡的决定，但实际上这个决定在你意识到之前很久可能就已经确定。对于海恩斯来说，这实在让人感觉心神不安。“坦白说，我发现面对这个问题时非常头疼，”他说。“如果我连它何时出现以及决定如何都一无所知，那么怎么能将其称之为‘我的’意志？” 思想实验 哲学家们并不认可脑扫描能够如此轻易地摧毁自由意志。有些人已经质疑神经学家们的结论和诠释，辩称研究人员根本没有理解他们正在揭批的概念。许多东西和科学家们根本风马牛不相及。 " 神经学家和哲学家各持己见，”加拿大卡尔加里大学的哲学家沃尔特 ‧ 哥莱伦说。他对神经科学、伦理学和自由意志颇有兴趣。 有迹象表明这种情况正在开始转变。本月，作为由宾夕法尼亚西肯肖霍肯的约翰坦伯顿基金会资助、为期四年、投入 440 万美元的研究计划 - 自由意志大课题的一部分，诸多项目开始启动。该基金会为神学、哲学和自然科学的桥接研究提供支持。有人认为，通过改良的实验，神经科学能够帮助研究人员发现隐藏于心灵意图之下的物理过程，以便更好地理解在其之前的脑电活动。如果能够发现无意识的脑电活动能够完美地预测其后的决定，那么这一成果就将真正摧毁自由意志的概念。“目前的相关性在某些点上可以构成大脑机制和行为之间的因果关系，这是有可能的。”哥莱伦说。“如果这些成为事实，那么它对由任何哲学家以任何方式定义的自由意志产生威胁。” 海恩斯并非第一个探究无意识思考决策的神经学家。 20 世纪 80 年代，加州大学旧金山分校的神经心理学家本杰明 ‧ 利贝特曾将研究参与者与脑电图 (EEG) 连接在一起，并要求他们目视一个有圆点环绕移动的钟面 2 。当参与者感觉想要移动手指时，他们须记下圆点所在的位置。利贝特记录到人们在表现出有意识的移动手指意图前数百毫秒的脑电活动。 利贝特的实验结果具有争议性。批评者认为钟表分散了注意力，有意识思维决策的报告显得过于主观。神经学实验通常采用可控输入 — 在精确时刻向某人展示某图片，然后观察大脑的反应。但在将参与者有意识的移动意图作为输入时，他们是以主观的方式确定计时时刻。此外，批评者并不认可利贝特在有意识思维决策足以引发一个决定前所观察到的脑电活动 — 它或许只是大脑进行预备决策，随后移动手指。 海恩斯 2008 年的研究 1 将这一早期实验进行了现代化改良：利贝特采用的脑电图 ( EEG) 技术仅能观察到脑电活动的有限区域，海恩斯的功能性磁共振成像 (fMRI) 装置能够观察整个大脑； 利贝特的参与者仅仅简单地决定何时移动，海恩斯的实验则要求受试者在两个交替变化之间做出决定。可是批评者依然不依不饶，指出海恩斯和他的团队对于按下左边还是右边按钮预测的最佳精度也不过 60% 。新罕布什尔州达特茅斯大学 ( 汉诺威 ) 研究自由意志的神经学家兼哲学家 Adina Roskies 反驳称，尽管这个结果比凑巧意外要好，但仍然不足以宣称在有意识知觉之前观察到了大脑的思维决策。此外，“它所暗含的所有意义即存在着某些影响思维决策的物理因素”，而这不足为奇。她补充说，对科学有所了解的哲学家并不认为此类研究能够足以证明不存在自由意志，因为这些实验都是思维决策的过简模拟。甚至于喝茶还是喝咖啡这样看似简单的思维决策都要比选择用右手还是左手按按钮复杂得多。 海恩斯对他自己的解释不做辩解，并开始在两个研究项目中重复并改良他的实验结果。一个研究项目采用了更为精确的扫描技术 3 来确认在此前实验中所提示的大脑区域作用。在已发表的另一研究项目中，海恩斯和他的团队要求受试者将显示在屏幕上的序列增加或减少两个数字。决定增加还是减少体现了比按下按钮更加复杂的心灵意图，海恩斯声称这是一个更加贴近每日思维决策的仿真模型。海恩斯说，即使在这个更加抽象的任务中，研究人员探测到受试者意识到做决策前的脑电活动长达四秒钟。 某些研究人员则真正深入研究到大脑内部之中。加州大学洛杉矶分校及以色列特拉维夫医学中心的神经学家兼外科医生伊萨克 · 弗莱德就是其中之一。他采用了治疗癫痫的外科手术方法，以在大脑内植入电极的方式研究个体。这种单个神经元的记录方法为科学家提供了比功能性磁共振成像 (fMRI) 或脑电图 (EEG) 更加精确的脑电活动图像。弗莱德的实验表明在受试者做出有意识的按下按钮决策前约 1 秒半左右，在特定脑区单个神经元存在脑电活动。在 700 毫秒的时间持续中，研究人员能够以超过 80% 的准确度预测到做出决策的时间。“在某种程度上说，是预先确定的东西获准进入意识之中，”弗莱德说。他认为，意识可以说是在后期阶段被添加到思维决策中。 物质要素 哲学家们质疑这些诠释的假设基础。“得出这些推论的部分原因是认为自由意志须是精神类或灵魂类东西的想法，”佛罗里达州立大学 ( 塔拉哈西 ) 哲学家艾尔 · 梅莱说。如果神经学家找到驱动思维决策的无意识神经活动，那么让人郁闷的心灵概念和自由意志一样，与身体分离就将消失。哥莱伦说，自由意志的“二元”概念是神经学家能够击溃的一个简单目标。“将心灵与大脑巧妙地区分让神经学家把两者分裂开来更加容易，”他补充说。 梅莱说，问题是在于，大多数当今的哲学家认为自由意志并非如此。许多人是唯物主义者 — 认为凡事均有物质基础，并且决策和行为来自于脑电活动。这样科学家就要在哲学家所认为的不相关理念上权衡取舍。 梅莱说，主流哲学家乐于接受人能够在确定性宇宙中做出理性决策这种说法。他们争论自由与宿命论之间的相互关系 — 该理论认为一切均是命中注定，要么取决于命运要么取决于物理定律 — 但 Roskies 称神经学的结论尚不能够解决这一争议。他们也许会讨论行为的可预见性，但不会讨论宿命论话题。 神经学家有时候也会对他们自己领域的概念混淆，加州大学圣巴巴拉分校的神经学家迈克尔 · 加扎尼加说。特别是，科学家们倾向于将预备性脑电活动视为步进性过程，某个时间一点点，直至最后做出决策。他建议研究人员应当换一种想法，将其视为持续发生互动作用的复杂网络内的并行过程。开始意识到思维决策的那个时间点并非如某些人想的那么重要。 意志之争 有了概念性议题 — 随后才有了语义名词。“如果科学家和哲学家能够就自由意志的涵义达成共识，谁将真正受益 ,” 哥莱伦说。甚至在哲学界内部，自由意志的定义都并不一致。某些哲学家将其定义为在没有胁迫的情况下做出理性决策的能力。某些定义则将其置于宇宙背景之下：在决策之时，给出过去已经发生的一切条件，可能得出不同的思维决策。其他一些人则坚持非物质的“灵魂”直接做出思维决策。 神经科学能够为整理这些定义做出直接的贡献，或可为它们增加实证维度。 Roskies 说，这可能会引领对自由意志涉及的内容进行更具深度更完善的理解，或者会深化对于有意识意图的认识。 梅莱正在负责这个将哲学家和神经学家联合起来的约翰坦伯顿基金会项目。“我认为如果采用更好的设计进行新一代研究，我们将会获得有关人们在思维决策时大脑工作方式的更佳证据，”他说。某些非正式的会议业已开始举办。 Roskies 在整个计划中一直受到资助，她计划今年在从事灵长类脑决策机制研究的华盛顿大学 ( 西雅图 ) 神经心理学家迈克尔·夏特伦的实验室工作一段时间。“我们将会相互质疑，直至真正理解对方的观点，并说服或己或彼承认自己是错误的，”她说。 海格尔有一个接受约翰坦伯顿基金资助的项目，项目目的是寻找确定意识思维决策和动作时刻的客观方法，不再依赖于主观性报告。他的团队计划设计一个实验，在实验中让受试者玩以计算机为对手的竞技游戏，同时他们的脑电活动进行解读。 另一个由加州理工学院（帕萨蒂纳）生物工程师克里斯托夫 · 科赫负责的项目将采用与弗莱德类似的技术检验在人们根据理性做出思维决策时单个神经元的响应状况。他的团队希望能够观测出在人们在思维决策时给予不同比特信息权重的量值。 哲学家愿意承认神经科学某一天将会给自由意志这一概念制造麻烦。想象一个情景（哲学家爱这么干），在这种情景下，研究人员始终能够通过受试者的脑电活动在他们意识到自己的决策之前，预知某人将要做出什么样的决定。“如果这成为事实，那将对自由意志构成威胁，”梅莱说。同时，即便那些或许有点过早宣布自由意志死亡的人们也同意此类结论应当在很多不同思维决策等级重复进行之后才行。。按按钮或玩游戏与决定喝杯茶、竞选总统或者实施犯罪相比仍然差距甚远。 摧毁自由意志的实际效果难以预测。生物决定论将不能够在法律上为辩护提供支持。法律学者不用再准备丢弃个人责任原则。“除非在特殊情况，法律必须以人们须为其行为负责的理念为基础，”由伦敦皇家协会主导的有关神经学和法律的项目负责人尼古拉·麦金托什说。 欧文·琼斯是田纳西州的范德比尔特大学 ( 纳什维尔 ) 法学教授，曾主导过一个由伊利诺伊州芝加哥麦克阿瑟基金会资助的类似项目，他认为该项研究能够帮助区别个人责任等级。“我们感兴趣的是神经科学如何为我们就人们如何在控制行为能力变化方面提供更多零散的视角。”琼斯说。例如，这些可能会影响到判决的严厉程度。 答案还将最终影响人们的行为。 2008 年明尼苏达大学双城分校 ( 明尼阿波利斯 ) 社会心理学家凯瑟琳·沃斯和她的同事加州大学圣芭芭拉分校心理学家乔纳森·斯科勒发表了一项有关人们在被暗示决定论属实的情况下行为方式研究 5 。他们要求受试者阅读两段文字之一：一段文字将行为归纳为环境或遗传因素，不受个人控制；另一个段文字对于影响行为的因素保持中立。随后参与者在计算机上做一些数学题。但在就要测试开始之前，告诉他们由于计算机的问题，偶尔会随机显示答案；如果出现这种情况，他们应当将其点击关掉，不要去看。那些已经读到这条确定消息的人更可能在测试中作弊。“也许，否认自由意志仅仅是简单地提供了任意妄为的终极借口，”沃斯和斯科勒认为。 海恩斯的研究及其可能的意义已经影响到了他思考问题的方式。他记得有一次在前往参加一个会议的飞机上，曾经有过一个顿悟。“我突然间生出一个宏大的景象，这景象包含整个确定性的宇宙、我自己、我在其中的位置，以及所有那些我们正在做出思维决策、体现某些因果流的不同点。”但是他无法在没有自由意志参与的情况下一直保持这个世界的想象。“只要你试图解释日常生活中的人的行为，实际上就不可能保持这种想象了，”他说。 弗莱德也发现在他心灵的最上层无法坚持决定论。“我不会每天都想这个问题。我在做脑科手术时当然不会想到这个问题。” 梅莱希望其他哲学家能够对有意识性意图的科学了解更多一些。他说，在涉及到哲学的地方，科学家们将不会那么固执己见。“似乎参与自由意志研究的神经学家的任务就是为了揭示根本没有自由意志，事实并非如此。” Kerri Smith is editor of the Nature Podcast, and is based in London. KerriSmith 是居于伦敦的科学播客编辑。

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成功学“傍上”神经科学

热度 1 guoweihehe 2012-5-1 10:19

我不知道神经科学在现在科学界是多大的爷，但在 20 世纪最后十年的“脑的十年”后，神经科学确实是成功学喜欢的理论基础。这个领域和人的思维、情感等等直接相关，新发现层出不穷，泥沙俱下，非常容易浑水摸鱼。 随便翻翻《一万小时天才理论 推翻你对天才的一切想象》（ http://book.ifeng.com/lianzai/detail_2010_04/09/517815_0.shtml ）就会发现“髓鞘”成了新宠。文章卖弄了一些髓鞘的研究进展，个别科学人员对自己发现的吹嘘，让本专业的我汗颜。 髓鞘的研究——扩展开来，寡突胶质细胞的研究——近些年来，确实是重要的领域，有很多新的发现，但如何影响到神经系统的功能，还有待更多深入的研究和确认。文中所列举的成功个例，和髓鞘有什么关系呢 ? 有什么直接的证据吗？至少我没看到。如果一定要和神经科学理论联系起来，会发现有很多种解释都行得通。看来，成为成功学家不是那些困难，尤其对于神经科学专业的人来说， just learn some skills to talk big 。 想起多年前一篇文章《解密现代社会三大毒药之“成功学”》（谭山山），转帖如下： 现代社会有三粒毒药：消费主义、性自由和成功学。 　　消费主义以品牌为噱头，以时尚为药效，将人卷入无休止的购买与淘汰的恶性循环中，恋物成瘾； 　　性自由以人性为噱头，以性爱为药效，不断释放暧昧与激情的烟幕弹，纵欲成瘾； 　　成功学以速成为噱头，以名利为药效，误导急于走捷径成为人上人的年轻人投身其中，投机成瘾。 　　三粒毒药中，以成功学危害最巨——它以教育之名，行“毒”化社会气氛、“毒”化人心、破坏多元价值观之实。 　　在成功学的逻辑中，如果你没有赚到“豪宅、名车、年入百万”，如果你没有成为他人艳羡的成功人士，就证明你不行，你犯了“不成功罪”！ 　　助你“实现人生价值”、“开发个人潜能”、“三个月赚到一百万”、“有车有房”、“三十五岁以前退休”……成功学泛滥于职场和网络，上进人群迷失在多款提升课程和短期培训班里，成功学大师满天飞，成功学培训蔚为大观成产业。 　　——我们何时变得如此迫切渴望成功？成功何以变得如此简单粗暴？那些成功学大师除了演讲收钱还能做什么成功的事？我们可不可以不成功？ 　　个人奋斗很可嘉，实现自我很诱人，名利滋味很甜美。但一个社会结构中，成功人士不过 1% ，且离不开长期实干和机遇。若成功一学就会，且成王败寇，成功人士光荣，非成功人士可耻，那么，社会中 99% 的大多数还怎么活下去？生活中有许多美好事物和价值，是成功学课程所蔑视、给不了的和教不会的。 　　当全民成功变成狂热风潮，成功上升为绝对真理般的、人人趋之若鹜的主流价值观，成功学就是一粒毒药，而信奉成功学的人就沦为牺牲品。 　　躁动时代的成功迷梦 　　当一个刚毕业的大学生在日记中写下近似谵语的成功梦想时，我们无从断定这种梦想虚幻与否；当众多的人沉浸在以“别对自己说不可能”之类的朴素箴言达到成功的迷醉当中，我们也无从判断这种成功捷径的可行性；当全社会都奉行着“豪宅、宝马、年入百万”的成功标准时，我们也无法知晓这种价值观的正确性。 　　我们唯一可知的是，我们全社会都在追求成功，尽管我们并不知道什么叫做成功。开发潜能、拓展人脉、身心灵平衡，执行力、细节、沟通、行销，感恩、励志、提升……我们用尽了所有的方法和词汇来表达迫切成功的心情。 　　毫无疑问，在当下的急躁情绪中，成功学讲师已然成功，众多追随者渴望成功，中国正在成功。 　　成功学的文本逻辑 　　卡耐基说拿破仑·希尔的成功学是“经济的哲学”。拿破仑·希尔说乔治·克拉森的《巴比伦富翁》永远有它存在的价值，“因为人类面临的根本问题始终没有改变”。汤姆·霍普金斯在人生征途上屡战屡败，最后一笔积蓄投给了“世界第一激励大师”金克拉的培训班。“华人成功学大师”陈安之也是在遇到安东尼·罗宾之后，从此走上成功之路，因为“卖产品不如卖自己”。而张锦贵则被陈安之评论为：“张锦贵是唯一能令我感到有压力的华人讲师。” 　　只有成功学大师才能评论成功学大师，而圈外的人则要么举头仰视，要么敬而远之。成功学何以建立了一套自己的价值观和话语体系？ 　　如果分析一下成功学的基本讲义和惯用词，你会发现，基本上就是人类世界已知的公理。比如安东尼·罗宾的“必定成功公式”：“第一，决定出你所要追求的是什么；第二，拿出行动来；第三，观察一下哪个行动管用，哪个行动不管用；第四，如果行动方向有偏则修改之，以能达到目标为准。”按照这些无比正确的讲义，理论上当然“必定成功”；但如果不成功，也只能说明你的行为有偏差，而不能说明这些公理不正确。成功学善于比喻、善于利用生活细节说服人，用前些年流行的说法叫做“心灵鸡汤”，美国人则把这叫做“便利店哲学”，即为廉价、方便、随手可得但颠扑不破的正确道理，它们的文本基本上就是用高科技词汇和营销术语来表述的知音文体。成功学也善于化用宗教内核，从美国发端的成功学无不浸透了清教精神，“上帝面前人人平等”化作了“人人都有机会成功”。而在中国的成功学传播过程中，宗教话语变得更加神秘，“感召”、“奉献”、“支持”等似是而非的词汇和刻意营造的环境气氛让某些成功学培训笼罩了一层神秘主义的面纱，这或许是传授者的预设，也或许是受教者的误读。 　　除了善于归纳和化用，成功学也不能不说为中国人提供了一个全新的沟通维度。成功学无一例外倡导打破陌生人隔阂，试图给中国人灌输陌生人的交往体验，许多培训课程都会号召素不相识的学员拥抱、使用热辣的话语相互鼓励，以他们从来没有过的方式进行沟通。在课外，执着的电话问候、拜访、倾谈和换位理解，也成为成功学的标准手法。毫无疑问，习惯于中国传统沟通方式的人在成功学面前会被极大震撼，越执着于含蓄沟通或者越不善于沟通的人则越容易被夸张、外化的成功学表达方式所颠覆掉，他们会震惊、叹服、小心翼翼地尝试继而从中收获从未有过的精神快感。 　　但，这就是成功学吗？ 　　全民成功的时代 　　“华人成功学大师”陈安之的目标是“帮助全中国每一个人、 13 亿都要成功”，虽然这只是个概念化的说法，但我毫不怀疑众多民众对于成功渴望的狂热程度。 　　在大多数城市的周末或者傍晚，你经常会看到成群结队的西装、衬衣人士忙忙碌碌，他们在某栋写字楼的某间会议室里热诚地参与着某些培训、讲座、分享沙龙。在写字楼电梯里，我们也经常可以听到这样的对话： 　　“林老师上次讲的什么课啊？” 　　“如何在三个月里赚到 100 万。” 　　“天啊！我没有听到。” 　　“不要紧，下星期还有一个分享会，林老师会和他的弟子一起来和我们分享心得。” 　　是的，这就是很多人在梦想的事情——通过一次培训或经验分享，就可以“在三个月里赚到 100 万”，哪怕没有，赚到 50 万、 10 万也是物超所值。 　　我们何时变得如此渴望成功？又何时把成功简化为金钱的数字游戏？又是何时为这种成功目标定下了急切的时间表？ 　　就在 20 年前，我们也不会有这么迫切、这么简单粗暴的想法。那个时代的各种群体狂热虽然同样弥漫着似是而非的观点和莫名其妙的行为，但无不是以生活、健康等人类的生物本能为诉求，从气功热到各种健康疗法、从红豆杉保健到各种磁疗用具不一而足。用物质、金钱来彰显人的社会地位，是成功学这股热潮所引领并自我标榜的。广东省社会科学院的研究员梁理文在一篇文章中把成功学的全面发展归结为保险推销和直销这两个新鲜事物的出现，“这两种销售方式都需要大量招收和培训推销员。培训专家大都受过成功学的训练，他们也喜欢向学员推荐成功学类的励志书籍。那些接受过培训的人，不管是否留下来做推销，都学到了一些过去他们从来没有注意过的东西，主要是一些非智力因素在个人成功中的作用。” 　　毫无疑问，保险和直销从业人员都是以个体能力、沟通能力作为第一武器的人员，他们自然成为成功学的试水者。随着整个社会从集体体制向个体自由的趋势转变，成功学也因此在其中茁壮生长起来。 　　个人病就是时代病，个人梦想汇流在一起就是时代狂热。其实，每个时代有每个时代的成功学。曾经一度，下海是成功的，考公务员是成功的，出国是成功的，读大学是成功的，海归是成功的，在如今买楼也是成功的，炒股更是成功的……在狂热面前，只有一个成功出口，其他都是失败。 　　当丧失了多元化的价值观，成功只能用一种评判标准来衡量的时候，也许有人成功了，整个社会却只能充斥着压抑和失败。 　　一门“成功学”课程亲历记 　　这是一门昂贵的课程。 “探索”、“突破”、“领导锻炼”三种级别的课程，学费分别为 3900 元、 7700 元、 3900 元，时长分别为三晚两天、五天、三个月 ( 每月一个周末，共六天 ) 。 　　这也是一门充满仪式感、“成年人的体验式”、有争议的“生命”课程。 　　从“励进”到“睿力” 　　课程手册里写道：“睿力课程所有培训以活动体验式为主导。源自欧美，课程系统以探索、突破及领导锻炼三个主课程为核心，配合其他工作坊，以达到开发潜能、自我提升、改善生活素质等效益。” 　　主办方广州市睿力企业管理顾问有限公司，在广州市林乐路的一栋写字楼内办公，距广州天河区的 CBD 符号中信大厦只有 10 分钟行程。看上去是个很普通的写字间，在角落里的沙发上，四五位女职员拿着花名册正在开会，主持会议的张莉萍拿出一本蓝色册子和一个黄色信封，分别是探索课程手册和“睿力个人才华提升之探索课程报名协议书”。她介绍，“睿力的特色就是体验，这个课程最早开始于美国，在新加坡、马来西亚等东南亚地区都很流行，后来传到香港，再到内地”。她说，睿力在广州、成都、上海都有分部。 　　“睿力”的前身是“励进”。 LP( 领导锻炼 )57 期的学员郑刚告诉记者，“它注册差不多十年了，现在在成都、上海还叫励进，在广州不能叫励进，据说是涉及到一些工商税务等原因。人员没变，公司也没变，我现在还叫它励进。”郑的身份是广州一家企业管理咨询公司的副总经理。 　　工作人员徐文英解释：更名发生在 2007 年 1 月，原因是“违反了教育局的‘课室和办公室不能在一起’的教学规定”，所以从天阳路搬迁至林乐路。 　　张莉萍介绍，授课导师“以前是老外，后来是位香港的华人，现在已经有国内完成课程的一些学员成为导师，教起课来不会有障碍。”郑刚说，“每个课程不止一个导师，有时有两三个。我上探索班的第一节课是刘志伟 ( 音 ) ，据说，他是佐丹奴以前的老板，后来在美国投资不太顺利，人生起起落落，后来，他成为励进学员，再做小组长，又做了导师，讲课很实在。” 　　工作人员和学员都拒绝透露课程的详细内容，理由是课程有保密协议，而且提前知道内容会影响新学员的心理体验。“学过的人就知道不贵，关键是要看对自己人生的意义。”张莉萍说，她以前做事拖拉的毛病就在几年前的学习中得到改变，“你如果真的觉得不好，还可以退钱”，她指着协议书上的第 7 条：“若参加者完成五天课程后得不到任何效益，可申办退款手续。手续需于课程的导师授课部份完成后 48 小时内呈交书面申请要求退款。本公司将会先安排面谈，退款则会在接获退款申请和面谈后一至两个星期内，将已付学费扣除退款手续费用人民币 1000 元整后之余额退还。” 　　泪流满面的结业典礼 　　 7 月 29 日晚 6 点 30 分，天河北一家宾馆 16 楼的多功能会议厅， LP61 期结束“突破课程”进入“领导锻炼”的结业典礼正在进行。会场约 100 平方，聚集了 100 余人，大部分席地而坐。 LP61 结业班的 29 名学员和 5 名小组长盘腿坐在主席台，其他的 60 余位老 LP 学员、“感召人”和家属则坐在会场中央，最后一排坐着的是 10 余位西装革履的导师和工作人员。 　　穿深紫色长裙的肖导师出来宣布： 29 位学员进行总结、感恩。话音刚落，便有四五名学员同时起身争抢话筒。 29 个学员的总结像是一个模子刻出来的：“大家好，我是 XXX ，我是一个真诚、自信、冒险、负责任的男人 ( 女人 ) ！”台下立即齐声呼应：“ Yes ！” 　　“以前我是一个没有志气，总是逃避，没有勇气的人，通过五天的学习，我突破了自己，现在感到很轻松、很快乐。”台下是整齐划一、雷鸣般的掌声。远处的导师朝演讲者竖起两个大拇指。 　　“在这里，我要感谢我的感召人 XXX ，感谢从‘探索班’到‘突破班’的各位导师，也要感谢小组长们，还有我身后的 28 位死党 ! ”许多人声音嘶哑。“感召人”起身，双手交叉放于胸前，朝四周作 90 度鞠躬表示回礼。 　　感谢中充满了温情，丈夫感谢妻子，妹妹感谢姐姐，母亲感谢儿子，儿子感谢父亲。一个中年女子说：“我已经放下了多年放不下的一些痛苦的事情，现在我活了。”一个酒吧歌手经纪人说：“妈妈，下辈子我还做你的儿子”，他的母亲正举着 DV ，脸上堆满笑容。一个年轻女子说：“我老公以前老说我顶多是个小学生，现在我觉得我是个大学生！”一个称自己以前胆小的男子，当众拥抱并亲吻了自己的妻子，流下了热泪。一个七八岁的孩子跑上台，给父亲送上一束鲜花。 　　感恩结束，肖导师的声音再次响起：“请给我们 29 位学员掌声，嘉许他们的胸襟和开放度。挚爱的亲朋们，他们真的非常棒。” 5 名坐在一旁“来得最早，走得最晚”的小组长接着上台总结和感恩，一位女组长说：“看到他们一天一天变化，真的好像比拿到黄金还要开心！” 　　肖导师重新站回会场中央，身后跟着一位提篮子的女工作人员，“我们有几份礼物送给小组长，礼物本身没有多大价值，但它是会发光发热的东西，代表的是一个世界，因为有你，这个世界发光、发亮。”声音里有了哭腔。肖导师每发完一份礼物，都会双手交叉放于胸前， 90 度鞠躬，然后再进行拥抱，轻轻耳语几句，接下来的 29 位学员也排队重复进行。在人群中，身材墩厚的组长郑刚在一次次拥抱中泪流满面。 　　这场持续一个多小时的结业典礼，以老 LP 的抱团激励和小组长们的及时小结划上句号。在一楼的大厅，那个酒吧歌手经纪人热情不减，“我告诉你，对个人自信，绝对有百分百的提升。” 　　“你会错过一次改变人生的机会” 　　课程手册里写道：“我的朋友不断向我推荐，甚至说服我参加课程，是否有金钱回报？是否涉及传销？——不，只是因为他们在课程中得到效益及探索到所有的力量！他们急于与你分享，他们真正的好处是，当您完成课程后，他与您共同拥有新的力量。 ” 　　结业典礼上，郑刚成为了记者的“感召人”。 7 月 30 日，郑刚为“感召”记者参加课程，约在一家咖啡馆见面。他穿着一件橙色 LP 队服，左胸绣着大大的“爱”字、右衣袖绣着“ 4 ”、后背印着“ LP57 ”。 　　郑刚说小组长纯粹是做“奉献”，他还“感召”了妹妹参加课程，完全没有利益关系。“我有自己的公司，赚自己的钱，没必要给别人做业务员。”他边解释边拿出一份报名材料放到桌上，“别再犹豫了，对你来说确实是冒一个小风险，但为了你未来的生活，这点投资是微不足道的。” 　　 8 月 1 日，是“嘉宾分享会”，同样在宾馆 16 楼的多功能会议厅，同样是晚上 6 点半。 　　“分享会”被定义为老 LP 学员的“自发行动”，被“感召”来的嘉宾将有机会体验到探索班的部分内容。多功能会议厅里整齐摆下了 80 张椅子，被“感召”到场的嘉宾约有 50 余人，其余则是 LP61 学员和工作人员。到场者的身份被区分为“导师”、“老 LP ”“小组长”、“感召人”、“死党”和“嘉宾”。他们来自广州、深圳、东莞、香港、温州、长沙各地，有服装店老板、音响店老板、私企副总、企业高管，还有大学教师和医院护士长，年龄在三四十岁之间。 　　分享开始前，郑刚带记者去见工作人员徐文英，以解决就读前的一些疑惑。问：“我看有报道说你们的课程有穿丁字裤跳艳舞，模仿性姿势的内容？”答：“我不能说媒体说的属不属实，但我可以告诉你，眼睛看到的东西有时候不一定是真的，要怎样使我们的心也能看到。关键是你有没有需要，想要超越自己什么，这才是最重要的。” 　　“探索课程”体验正式开始， LP61 班的两位男学员担任主持。第一项体验：跟人打招呼时，将自己比喻成一种动物，体验时间两分钟。会场里开始热闹起来。 　　 A ：你好，我是一只可爱的小狗。 　　 B ：你好，我是一头勤劳的黄牛。 　　 A ：你好，我是怪兽。 　　 B ：你好，我是一条狼。 　　 A ：你好，我是老虎。 　　 B ：你好，我是一头大肥猪。 　　主持人将体验人的心态分为“主动式”、“被动式”、“古板式” ( 从头至尾称自己是一种动物 ) 、“强权式” ( 从头到尾所称的动物要大过对方 ) ——“这其实也就是我们对待人生、对待生活的一种心态。”主持人说。 　　第二项体验：叫一名女子将手放在一名男子的手心处，目的是让两者“用身体感觉一样东西，体验紧张和不知所措”。 　　第三项体验：“开放式的坐姿”。两人相向端坐，手放在膝盖处，两人膝盖间隔两个拳头的距离，用眼神默默注视对方一分钟。 100 余人端着凳子找搭档，会场里再次闹腾起来。一位男嘉宾在体验结束后说：“这样看人是特别不礼貌的事，我老师这样教我，我父母也这样教我，今天，我对面坐着一个靓女，我确实不敢看她，我倒是想看看满场的其他人都什么眼神，大家都这么看着，我感觉特别可乐。”一个女嘉宾则觉得“好像是回到了童年”。 　　接下，老 LP 学员开始宣讲。 　　一名 LP57 女学员，自称是拿到了“最高学历”的大学教师，之后又回来任 LP59 小组长，“三个晚上两个白天，让我彻底对自己有了 360 度的认识。我今天诚心诚意请大家敞开你的心扉，相信今天带你来的朋友或亲人，为你自己负责，为你的生命负责，放下你的看法，接受一些跟你未来有非常非常重要关系的一些事，可以吗？”另一名自称 50 岁、来自香港的男学员说，“ 1998 年，我在香港上这个课，那时我欠银行 20 多万，上了课后一年时间，我把欠债都还光，然后重建生意，现在，我有 15 家店。” 　　主持人趁热打铁，介绍了将于 8 月 15 日开班的探索课程，包括上课时间、费用等等，并建议每四到六人组成一个小组，与老 LP 们进行交流，而工作人员则在后排准备好报名材料，随时准备接受报名。“一般报满 120 人就截止，招得差不多就开班，最短一个月一班。”郑刚说他上探索班时是 72 人，到突破班剩下 42 人，到领导锻炼班剩下 39 人。 　　与记者在同一小组的一位 LP61 女组长，说自己是东莞一家医院的医护人员，坐了两个多小时车才到广州，“我三年前读的，如果真是人家洗脑，也不会洗三年吧。三年了，我赚到一群很好的死党，无论什么事情，他们都第一个跑出来支持我。想想，我毕业十多天举行了婚礼， 40 多个死党都来喝我的喜酒，陪我出嫁，多幸福的事！” 　　时间已近 10 点，记者起身向郑刚告辞。他坚持把记者送到一楼大厅，“我感觉你在逃离，一刻都不想呆。你是个谨慎过头的人，你不报名，你不去，就会错过一次改变人生的机会。” 　　可不可以不成功，不成功，便成人 　　和所有成功学讲师一样，电影《阳光小美女》中的爸爸信奉的是这样的信条：“人只有两种，成功者和失败者。 ”这也是这个社会的普世价值观：所有的企业，不管是本土企业还是国际化企业，都削尖了脑袋要挤进世界 500 强；所有的父母，不管是还没离婚还是已经离婚的，都希望自己的孩子成为 No.1 ；所有的励志图书，不管是原版还是引进版，都在教你怎样一步一步爬上成功的顶峰；所有的选秀活动，不管是电视上还是网络上的，都在宣扬一夜成名、从此名利双收的神话……你成功了，你就是这个世界的主宰；失败？对不起，你不但是个 Loser ，还是个连自己也无法原谅的罪人，罪名就是：你居然还没有成功！ 　　但是，人生真的非如此不可吗？是谁断定了不成功的人生就是没有价值的人生？是谁告诉我们“求上进”才是人生正道？成功人生除了成功或者失败，就没有其他的路可走了吗？ 　　如果所有人都被置于“成功 / 失败”二元对立的语境下，这个社会肯定出了问题。当那么多人被“榜样”和“导师”教导着踏上漫漫“成功”的时候，还有谁会真正按照自己个人的意愿来生活、依循自己独立的标准来选择？ 　　成功学，还是“伪成功学” 　　事实上，在“成王败寇”的价值观已经渗透到社会各个角落的美国，人们已经开始在反思。《纽约时报》前著名记者亚历山德拉·罗宾斯出版了《过度追求成就者：身不由己学子的秘密生活》一书提醒人们，现在全世界的学生处在比以前更为强大的成功压力之下。她以中学母校的优秀学生为个案，他们承认自己已经努力到了极限，感到孤独、无奈、惶恐、无法形容的痛苦和心力交瘁；有的学生为了弥补精力上的不足，甚至用毒品来提神，而这也得到了父母的默许。罗宾斯说：“如果孩子们过度追求成功，那么，无论他们获得多大成就都感到远远不够。” 　　人们对成功的普遍焦虑，成就了成功学这门产业，同时也由于过于渴望、过于焦虑，使得人们对成功学的缺陷视而不见。首先，在目前流行的成功学话语中，只存在成功 / 失败的二元对立，对成功者捧得越高，对失败者的唾弃则越狠：都 30 岁了，男的还没房没车、女的还没钓到一个金龟婿，你彻底完了！——在这样的语境下，还没有成功的人只会日益感到压抑；其次，“成功”的概念被置换为“发大财”、“出人头地”，“成功人士”被塑造为住洋楼、养番狗、开名车、穿名牌，并且基本排斥除此之外的其他价值观，淡泊名利、闲云野鹤、满足现状、小情小调，通通都属浪费生命。——难道过有趣味的生活不算成功？其三，成功学鼓吹成功有捷径，可以复制、可以速成，“成功”仿佛成了流水线上的工业产品，人人唾手可得。——有几个人是通过学习这些所谓“成功法则”成功的？贩卖“成功法则”的人倒真的赚大钱了。其四，成功学宣扬只要目标、计划明确，就一定能达到目的，“要成功先发疯，头脑简单往前冲”；“如果我不能，我就一定要，如果我一定要，我就一定能”。——这不是现代版的“人有多大胆，地有多大产”吗？还真有人相信每天背诵“成功语录”能发达的，不过此人后来得了强迫症。 　　不靠谱的成功学导师 　　《阳光小美女》中的爸爸，身为成功学讲师，到处演讲推广“成功九步法”，自己却从未体验过成功的滋味。 　　北京社会科学院哲学所研究员王文元撰文提及，为了搞清成功学的奥秘，曾专门去听一个名气没有陈安之响、但也属重量级的台湾成功学大师的授课。他说这位成功学大师讲的，无非是“去掉我执”、“返璞归真”之类的禅言或道论，而且错漏百出。他的观感是：“明明授课者在‘我执’，却要听者去掉‘我执’；明明授课者是在进行‘现代化’运营，却让听者去铜臭，归璞真；明明授课者自己并未真正成功，却要喋喋不休地大讲成功之道……好一副霸道相。听后令我绝倒：原来不过如此如此。这哪里是成功学，分明是一种舌辩术，完全是效法苏秦、张仪故技，凭借成稔于胸的骗人说辞，翻手为云，覆手为雨。” 　　有人评论陈安之的演讲煽动能力确实很强，“但就是因为太强了才是真正的致命之处”。他的演讲、培训费动辄成千上万，只要有人来听他演讲，他就算成功，因为赚到钱了，而且还不少。至于听众成不成功，他不必打包票，因为成功了是可以解释为他激励有效，不成功则是你自己不够认真、努力。这就是成功学大师的赚钱之道。他们也许称得上“成功”，但这个“成功”是建立在更多渴望“成功”的人身上的。 　　什么样的成功才叫成功 　　如果一个社会只允许有“成功 / 失败”的二元对立语境存在，这个社会是有问题的。事实上，本来就不应该用这种武断的二元对立模式来进行价值判断，有人愿意成功向上、出人头地，这无可厚非；但也要允许一些人发发呆、做做梦，过点没有多少追求的小日子。每个人的性格、成长经历都各自不同，不是非得每个人都得走不是成功就是失败这两条路，在这两条路之间，还有 N 条路通向各人所理解的成功。 　　比如说，男人和女人的价值判断会有所不同。有调查显示， 9 成香港专业女性认为成功的定义是拥有快乐家庭，其余依次为能够发展个人兴趣、经济独立和健康；多数受访者并未将子女成绩优异、到了某特定年龄要在工作上达至某个薪酬或级别，看作主要的成功指标。给身边的人带来快乐，同时自己也得到快乐；如果机遇和运气都不错，有钱也不坏，但这并非体现成功的唯一方式——这个网友的看法颇具代表性。 　　“他是个彻底的失败者，一生没工作，情事不断还是个同性恋，花 20 年写了一本没几个人看的小说。但晚年回首人生，他发现那些难熬的日子才是一生中最好的时光，因为那些日子造就了他。而快活的日子全是浪费时间，没有任何收获。”这是《阳光小美女》结尾的一段台词，说的是普鲁斯特。什么叫成功，什么又叫失败，其实并不绝对。

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近十年神经科学与行为学领域论文发表前20名国家与地区排名

热度 1 wanyuehua 2012-3-17 06:54

中国神经科学与行为学论文总被引次数排名第 13 位、论文数排名第 8 位、篇均被引次数排名第 68 位 检索汤森路透（ Thomson Reuters ）基本科学指标数据库（ Essential Science Indicators ，简称 ESI ），根据各个国家和地区于 2001 年 1 月 1 日 至 2011 年 12 月 31 日 在 Web of Science 数据库的 SCI 、 SSCI 收录神经科学与行为学领域期刊上发表的论文，统计分析出前 20 名国家和地区排名（神经科学与行为学领域共有 85 个国家和地区进入全球前 50% ）。排名前 20 名的国家和地区在这期间发表的神经科学与行为学论文数超过 3.4 千篇，排名参照指标为总被引次数（ Citations ）、文章数（ Papers ）和篇均被引次数（ Citations Per Paper ）。 美国神经科学与行为学领域论文的总被引次数 3,358,307 次和论文数 134,087 篇排名第 1 位，篇均被引次数 25.05 排名第 3 位， 中国神经科学与行为学领域论文的总被引次数 96,230 次排名在第 13 位、论文数 11,438 篇排名在第 8 位、篇均被引次数 8.41 排名第 68 位， 中国台湾地区论文的总被引次数 32,268 次排名在第 24 位、论文数 2,851 篇排名在第 25 位、篇均被引次数 11.32 排名第 55 位。 详细情况见表一 2001-2011 年神经科学与行为学领域论文按总被引次数排名，表二 2001-2011 年神经科学与行为学领域论文按论文总数排名，表三 2001-2011 年神经科学与行为学领域论文按篇均被引次数排名。 表 1 2001-2011 年 神经科学与行为学 领域论文按总被引次数排名 Country/Territory Papers Citations Citations Per Paper 1 USA 134,087 3,358,307 25.05 2 ENGLAND 26,843 691,422 25.76 3 GERMANY 31,490 661,546 21.01 4 CANADA 20,727 434,493 20.96 5 JAPAN 25,541 385,399 15.09 6 FRANCE 17,588 357,785 20.34 7 ITALY 19,869 335,880 16.90 8 NETHERLANDS 11,202 221,082 19.74 9 SWITZERLAND 7,628 174,659 22.90 10 SWEDEN 7,489 159,168 21.25 11 SPAIN 10,380 158,803 15.30 12 AUSTRALIA 9,267 156,333 16.87 13 PEOPLES R CHINA 11,438 96,230 8.41 14 ISRAEL 4,731 94,742 20.03 15 BELGIUM 4,333 87,655 20.23 16 SCOTLAND 3,537 75,127 21.24 17 BRAZIL 7,750 69,427 8.96 18 AUSTRIA 3,319 69,221 20.86 19 FINLAND 3,423 67,337 19.67 20 DENMARK 3,462 64,660 18.68 表 2 2001-2011 年 神经科学与行为学 领域论文按论文总数排名 Country/Territory Papers Citations Citations Per Paper 1 USA 134,087 3,358,307 25.05 2 GERMANY 31,490 661,546 21.01 3 ENGLAND 26,843 691,422 25.76 4 JAPAN 25,541 385,399 15.09 5 CANADA 20,727 434,493 20.96 6 ITALY 19,869 335,880 16.90 7 FRANCE 17,588 357,785 20.34 8 PEOPLES R CHINA 11,438 96,230 8.41 9 NETHERLANDS 11,202 221,082 19.74 10 SPAIN 10,380 158,803 15.30 11 AUSTRALIA 9,267 156,333 16.87 12 BRAZIL 7,750 69,427 8.96 13 SWITZERLAND 7,628 174,659 22.90 14 SWEDEN 7,489 159,168 21.25 15 SOUTH KOREA 5,304 62,127 11.71 16 ISRAEL 4,731 94,742 20.03 17 BELGIUM 4,333 87,655 20.23 18 TURKEY 3,602 24,803 6.89 19 SCOTLAND 3,537 75,127 21.24 20 DENMARK 3,462 64,660 18.68 表 3 2001-2011 年 神经科学与行为学 领域论文按篇均被引次数排名 1 GUADELOUPE 12 376 31.33 2 ENGLAND 26,843 691,422 25.76 3 USA 134,087 3,358,307 25.05 4 SWITZERLAND 7,628 174,659 22.90 5 SWEDEN 7,489 159,168 21.25 6 SCOTLAND 3,537 75,127 21.24 7 GERMANY 31,490 661,546 21.01 8 CANADA 20,727 434,493 20.96 9 AUSTRIA 3,319 69,221 20.86 10 WALES 1,437 29,931 20.83 11 NORWAY 2,283 46,568 20.40 12 FRANCE 17,588 357,785 20.34 13 KENYA 46 933 20.28 14 BELGIUM 4,333 87,655 20.23 15 ISRAEL 4,731 94,742 20.03 16 NETHERLANDS 11,202 221,082 19.74 17 FINLAND 3,423 67,337 19.67 18 IRELAND 1,407 26,745 19.01 19 DENMARK 3,462 64,660 18.68 20 VENEZUELA 192 3,461 18.03

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神经科学学科中国学者SCI十大发文机构：2001-2011

wanyuehua 2012-2-25 07:42

2001-2011 年 SCI 收录至少有一位中国学者发表的论文 1,009,207 篇（截至到 2012 年 2 月 23 日 按出版年统计），其中神经科学（ NEUROSCIENCES ）学科论文 14,647 篇， 14,647 篇论文包括学术论文 12,011 篇、会议摘要 1,909 篇、综述 454 篇、会议论文 142 篇、通讯 109 篇、更正 80 篇、社论 80 篇、丛书 5 篇、传记 3 篇等。 近十年中国学者发表的 14,647 篇神经科学（ NEUROSCIENCES ）学科 SCI 论文，共有 4513 个合作机构，其中发文量居前十位的机构见表一。 表一 2001-2011 年 SCI 收录中国学者发表的神经科学学科论文发文量居前十位的研究机构 排名 机构名称 发文量 占总文章 量的百分比（ % ） 1 中国科学院（ Chinese Acad Sci ） 1525 10.396 % 2 北京大学（ Peking Univ or Beijing Univ ） 999 6.811 % 3 复旦大学（ Fudan Univ ） 814 5.549 % 4 首都医科大学（ Capital Med Univ or Capital Univ Med Sci ） 759 5.174 % 5 香港大学（ Univ Hong Kong ） 753 5.133 % 6 上海交通大学（ Shanghai Jiao Tong Univ ） 620 4.227 % 7 香港中文大学（ Chinese Univ Hong Kong ） 564 3.845 % 8 第四军医大学（ Fourth Mil Med Univ ） 536 3.654 % 9 华中科技大学（ Huazhong Univ Sci Technol ） 441 3.006 % 10 中山大学（ Sun Yat Sen Univ ） 400 2.727 % 附 2001-2011 年 SCI 收录中国学者发表的神经科学学科论文发文量居前 60 位的研究机构 排名 机构名称 发文量 占总文章 量的百分比（ % ） 1. Chinese Acad Sci 1525 10.396 % 2. Peking Univ or Beijing Univ 999 6.811 % 3. Fudan Univ 814 5.549 % 4. Capital Med Univ or Capital Univ Med Sci 759 5.174 % 5. Univ Hong Kong 753 5.133 % 6. Shanghai Jiao Tong Univ 620 4.227 % 7. Chinese Univ Hong Kong 564 3.845 % 8. Fourth Mil Med Univ 536 3.654 % 9. Huazhong Univ Sci Technol 441 3.006 % 10. Sun Yat Sen Univ 400 2.727 % 11. Sichuan Univ 382 2.604 % 12. Zhejiang Univ 352 2.400 % 13. Beijing Normal Univ 341 2.325 % 14. Cent S Univ 325 2.216 % 15. China Med Univ 319 2.175 % 16. Shandong Univ 306 2.086 % 17. Nanjing Med Univ 273 1.861 % 18. Hong Kong Univ Sci Technol 270 1.841 % 19. Chinese Acad Med Sci 237 1.616 % 20. Univ Sci Technol China 216 1.472 % 21. Nanjing Univ 213 1.452 % 22. Third Mil Med Univ 212 1.445 % 23. Jilin Univ 210 1.432 % 24. Chongqing Med Univ 209 1.425 % 25. Hong Kong Polytech Univ 207 1.411 % 26. Mil Med Coll 2 198 1.350 % 27. Soochow Univ 191 1.302 % 28. Peking Union Med Coll 177 1.207 % 29. Xi An Jiao Tong Univ 168 1.145 % 30. Nantong Univ 162 1.104 % 31. Qingdao Univ 161 1.098 % 32. Harbin Med Coll 149 1.016 % 33. Wuhan Univ 143 0.975 % 34. Xuzhou Med Coll 143 0.975 % 35. So Med Univ 135 0.920 % 36. Hebei Med Univ 117 0.798 % 37. Anhui Med Univ 109 0.743 % 38. Xian Jiaotong Univ 107 0.729 % 39. Southeast Univ 104 0.709 % 40. Zhengzhou Univ 104 0.709 % 41. E China Normal Univ 103 0.702 % 42. Tianjin Med Univ 103 0.702 % 43. Tsinghua Univ 102 0.695 % 44. Shanxi Med Univ 101 0.689 % 45. Shantou Univ 100 0.682 % 46. Kunming Med Coll 96 0.654 % 47. Southwest Univ 93 0.634 % 48. Tongji Univ 91 0.620 % 49. Dalian Med Univ 89 0.607 % 50. Chinese Peoples Liberat Army Gen Hosp 86 0.586 % 51. Hong Kong Baptist Univ 85 0.579 % 52. Shanghai Inst Mental Hlth 78 0.532 % 53. Univ Elect Sci Technol China 78 0.532 % 54. Minist Educ 76 0.518 % 55. Shenyang Pharmaceut Univ 74 0.504 % 56. Jinan Univ 69 0.470 % 57. Shanghai Med Univ 2 63 0.429 % 58. Northwestern Univ 62 0.423 % 59. Wenzhou Med Coll 59 0.402 % 60. Dalian Univ Technol 58 0.395 % 61. Beijing Union Med Coll Hosp 55 0.375 % 表二 2001-2011 年 SCI 收录中国学者神经科学学科论文年发文量 出版年 发文量 占总文章 量的百分比（ % ） 2011 2876 19.606 % 2010 2488 16.961 % 2009 2146 14.629 % 2008 1922 13.102 % 2006 1179 8.037 % 2007 1092 7.444 % 2005 855 5.829 % 2004 730 4.976 % 2003 575 3.920 % 2002 458 3.122 % 2001 348 2.372 %

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近十年神经科学学科中国学者SCI发文居前100位期刊

wanyuehua 2012-2-24 09:53

2001-2011 年 SCI 收录至少有一位中国学者发表的论文 1,009,207 篇（截至到 2012 年 2 月 23 日 按出版年统计），其中神经科学（ NEUROSCIENCES ）学科论文 14,647 篇， 14,647 篇论文包括学术论文 12,011 篇、会议摘要 1,909 篇、综述 454 篇、会议论文 142 篇、通讯 109 篇、更正 80 篇、社论 80 篇、丛书 5 篇、传记 3 篇等。 14,647 篇文章共发表在 252 种神经科学学科期刊上，其中发文量居前十位的期刊见表一 . 近十年神经科学学科中国和 61 国家与地区进行国际合作发表 SCI 论文，其中美国是合作发文排名第一的国家与地区共计 2848 篇，占总文章量 19.444 % ；日本是合作发文排名第二的国家与地区共计 541 篇，占总文章量 3.694 % 。 近十年神经科学学科中国和美国合作发文最多的机构为中国科学院 354 篇、北京大学 232 篇、复旦大学 148 篇、香港大学 127 篇、上海交通大学 126 篇、北京师范大学 123 篇、华中科技大学 103 篇。 近十年神经科学学科美国和中国合作发文最多的机构为哈佛大学 141 篇、密歇根大学 93 篇、贝勒医学院 89 篇、约翰霍普金斯大学 84 篇、耶鲁大学 76 篇、加州大学洛杉矶分校 73 篇、德克萨斯大学 73 篇、加州大学欧文分校 70 篇。 表一 2001-2011 年 SCI 收录中国学者发表的神经科学学科论文发文量居前十位的期刊 排名 期刊名称 2010 年 影响因子 发文量 占总文章 量的百分比（ % ） 1 Neuroscience Letters 《神经科学快报》 2.055 1260 8.602 % 2 Neural Regeneration Research 《神经再生研究》中国 0.180 1143 7.804 % 3 Brain Research 《脑研究》 2.623 1062 7.251 % 4 Journal of Neurochemistry 《神经化学杂志》 4.337 653 4.458 % 5 Neuroscience 《神经科学》 3.215 472 3.223 % 6 Neuroreport 《神经学报道》 1.822 375 2.560 % 7 Journal of Neurotrauma 《神经外伤杂志》 3.426 303 2.069 % 8 Journal of The Neurological Sciences 《神经科学杂志》 2.167 275 1.878 % 9 Neurochemical Research 《神经化学研究》 2.608 263 1.796 % 10 Journal of Neuroscience 《神经科学杂志》 7.271 259 1.768 % 表一 2001-2011 年 SCI 收录中国学者发表的神经科学学科论文发文量居前 100 位的期刊 排名 期刊名称 发文量 占总文章 量的百分比（ % ） 1. Neuroscience Letters 1260 8.602 % 2. Neural Regeneration Research 1143 7.804 % 3. Brain Research 1062 7.251 % 4. Journal of Neurochemistry 653 4.458 % 5. Neuroscience 472 3.223 % 6. Neuroreport 375 2.560 % 7. Journal of Neurotrauma 303 2.069 % 8. Journal of The Neurological Sciences 275 1.878 % 9. Neurochemical Research 263 1.796 % 10. Journal of Neuroscience 259 1.768 % 11. Neurological Research 252 1.720 % 12. Journal of Clinical Neuroscience 250 1.707 % 13. Journal of Neuroscience Research 242 1.652 % 14. Neuroimage 227 1.550 % 15. European Journal of Neurology 215 1.468 % 16. Neurosignals 202 1.379 % 17. Neuroscience Research 199 1.359 % 18. Brain Research Bulletin 195 1.331 % 19. Cellular and Molecular Neurobiology 182 1.243 % 20. Neurobiology of Aging 176 1.202 % 21. Neurochemistry International 159 1.086 % 22. International Journal of Neuropsychopharmacology 138 0.942 % 23. Neuroscience Bulletin 133 0.908 % 24. European Journal of Neuroscience 126 0.860 % 25. Experimental Neurology 126 0.860 % 26. Behavioural Brain Research 125 0.853 % 27. Neuropharmacology 122 0.833 % 28. Neurology India 121 0.826 % 29. Sleep 119 0.812 % 30. Journal of Neuroimmunology 117 0.799 % 31. Journal of Molecular Neuroscience 115 0.785 % 32. Pharmacology Biochemistry And Behavior 107 0.731 % 33. Journal of Cerebral Blood Flow And Metabolism 105 0.717 % 34. Journal of Alzheimers Disease 99 0.676 % 35. Journal of Neuroscience Methods 95 0.649 % 36. Journal of Pineal Research 95 0.649 % 37. International Journal of Neuroscience 93 0.635 % 38. Neural Processing Letters 87 0.594 % 39. Progress in Neuro Psychopharmacology Biological Psychiatry 87 0.594 % 40. Hearing Research 84 0.573 % 41. Experimental Brain Research 80 0.546 % 42. Human Brain Mapping 80 0.546 % 43. Glia 77 0.526 % 44. Journal of Neurophysiology 77 0.526 % 45. Journal of Physiology London 77 0.526 % 46. Vision Research 77 0.526 % 47. Neurogastroenterology and Motility 76 0.519 % 48. Biological Psychiatry 75 0.512 % 49. Psychophysiology 71 0.485 % 50. Pain 70 0.478 % 51. International Journal of Developmental Neuroscience 68 0.464 % 52. Journal of Comparative Neurology 68 0.464 % 53. Neuroendocrinology Letters 68 0.464 % 54. Neuron 63 0.430 % 55. Brain Injury 60 0.410 % 56. Neuropsychologia 56 0.382 % 57. Clinical Neurophysiology 55 0.376 % 58. Neurobiology of Disease 55 0.376 % 59. Molecular Pain 54 0.369 % 60. Neuropathology 53 0.362 % 61. Psychopharmacology 53 0.362 % 62. Neurological Sciences 51 0.348 % 63. Bmc Neuroscience 50 0.341 % 64. Neurotoxicology 50 0.341 % 65. Journal of Neural Transmission 49 0.335 % 66. Autonomic Neuroscience Basic Clinical 48 0.328 % 67. Molecular and Cellular Neuroscience 48 0.328 % 68. Acupuncture Electro Therapeutics Research 47 0.321 % 69. Neuropsychopharmacology 45 0.307 % 70. European Neuropsychopharmacology 44 0.300 % 71. Molecular Psychiatry 44 0.300 % 72. Nature Neuroscience 44 0.300 % 73. Brain 43 0.294 % 74. Cognitive Neurodynamics 43 0.294 % 75. Journal of Cognitive Neuroscience 43 0.294 % 76. Neuropeptides 42 0.287 % 77. Brain Pathology 41 0.280 % 78. European Neurology 40 0.273 % 79. International Journal of Psychophysiology 40 0.273 % 80. Brain and Language 39 0.266 % 81. Hippocampus 39 0.266 % 82. Synapse 39 0.266 % 83. Seizure European Journal of Epilepsy 37 0.253 % 84. Neural Networks 35 0.239 % 85. Molecular Brain Research 34 0.232 % 86. Acta Neuropathologica 33 0.225 % 87. Annals of Neurology 33 0.225 % 88. Brain Behavior And Immunity 33 0.225 % 89. Journal of Neuroinflammation 32 0.218 % 90. Muscle Nerve 32 0.218 % 91. Neurotoxicity Research 32 0.218 % 92. Cerebral Cortex 31 0.212 % 93. Psychiatry And Clinical Neurosciences 31 0.212 % 94. Psychiatric Genetics 29 0.198 % 95. Chemical Senses 28 0.191 % 96. Journal of Psychopharmacology 28 0.191 % 97. Progress In Neurobiology 28 0.191 % 98. Journal of Neuropathology and Experimental Neurology 27 0.184 % 99. Brain Topography 25 0.171 % 100. Journal of Neural Engineering 25 0.171 %

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2009年创刊的《IEEE自主智能进化汇刊》被SCI收录

热度 1 wanyuehua 2012-2-12 09:22

2009 年创刊的 IEEE Transactions on Autonomous Mental Development 《 IEEE 自主智能进化汇刊》， ISSN: 1943-0604 ，季刊， IEEE （ IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC, 445 HOES LANE, PISCATAWAY, NJ 08855-4141 USA ）出版， 2011 年入选 Web of Science 的 Science Citation Index Expanded ，目前在 SCI 数据库可以检索到该期刊 2009 年的第 1 卷第 1 期到 2011 年第 3 卷第 4 期共 78 篇论文。 IEEE Transactions on Autonomous Mental Development 《 IEEE 自主智能进化汇刊》投稿指南： 该刊主要刊登计算智能的最新进展，涉及认知科学、神经科学、机器人、脑科学、心理学、生物学、医学、哲学等研究领域。如智力发育的计算模型，包括心理架构，理论，算法，性能和试验；有关计算理解的发育过程中的人类和动物，尤其是那些注重经验的作用和对环境的积极探索实现目标的实验研究；自主发展机制，使机器人和其他人工系统的高度复杂的功能，如精神的工程应用。该刊要版面费，每页 $110 。目前在该刊物发表论文的国家与地区有：美国 29 篇、德国 16 篇、英国 13 篇、日本 10 篇。中国在该刊发表了 4 篇论文，其中浙江大学 2 篇、中国科学院 2 篇。 网址： http://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=4563672 编委会： http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=06097103 作者指南： http://ieee-cis.org/pubs/tamd/authors/ 在线投稿： http://mc.manuscriptcentral.com/tamd-ieee

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Springer 2009年创刊的《认知计算》被SCI收录

wanyuehua 2011-9-12 09:37

2009 年创刊的 Cognitive Computation 《认知计算》， ISSN: 1866-9956 ，季刊，美国（ SPRINGER, 233 SPRING ST, NEW YORK, NY 10013 USA ）出版， 2011 年入选 Web of Science 的 Science Citation Index Expanded ，目前在 SCI 数据库可以检索到该期刊 2009 年第 1 卷第 1 期到 2011 年第 3 卷第 1 期共 96 篇论文。 96 篇文章包括论文 91 篇、社论 5 篇。 96 篇文章的作者涉及 34 个国家与地区，主要国家与地区分布：英国 27 篇，美国 16 篇，德国 12 篇，西班牙 9 篇，法国 7 篇，意大利、荷兰、新加坡、瑞典、突尼斯各 3 篇等。 96 篇文章的作者单位涉及 119 个研究机构，在该刊发表论文最多的研究机构为中国科学院（ CHINESE ACAD SCI ） 3 篇、伦敦大学国王学院（ KINGS COLL LONDON ） 3 篇、南洋理工大学（ NANYANG TECHNOL UNIV ） 3 篇、伦斯勒理工学院（ RENSSELAER POLYTECH INST ） 3 篇、诺丁汉大学（ UNIV NOTTINGHAM ） 3 篇。 中国学者以通讯作者在 Cognitive Computation 《认知计算》上发表的单位有华中科技大学（ Huazhong Univ Sci Technol ） 2 篇、中国科学院（ Chinese Acad Sci ） 1 篇、西南交通大学（ SW Jiaotong Univ ） 1 篇、江西蓝天学院（ Jiangxi Blue Sky Univ ） 1 篇。 96 篇文章共被引用 81 次（其中 2009 年被引用 5 次、 2010 年被引用 18 次、 2011 年被引用 58 次），平均引用 0.84 次， H 指数为 5 （有 5 篇文章每篇最少被引用 5 次以上）。 Cognitive Computation 《认知计算》投稿指南： 《认知计算》（ Cognitive Computation ）是一跨学科杂志，侧重发表自然与人工认知系统各个层面的生物计算的基础与应用论文，涉及生命科学、社会科学、工程科学、物理学、数学、人文科学等。 网址： http://www.springerlink.com/content/1866-9956/ 编委会： http://www.springer.com/biomed/neuroscience/journal/12559?detailsPage=editorialBoard 作者指南： http://www.springer.com/biomed/neuroscience/journal/12559 在线投稿： http://www.editorialmanager.com/cogn/ 《认知计算》（ Cognitive Computation ）热点论文： 1. 标题 : Explanatory Correlates of Consciousness: Theoretical and Computational Challenges 作者 : Seth A 来源出版物 : COGNITIVE COMPUTATION 卷 : 1 期 : 1 页 : 50-63 出版年 : MAR 2009 被引频次 : 8 2. 标题 : Cognitive Computation with Autonomously Active Neural Networks: An Emerging Field 作者 : Gros C 来源出版物 : COGNITIVE COMPUTATION 卷 : 1 期 : 1 页 : 77-90 出版年 : MAR 2009 被引频次 : 7 3. 标题 : On the Role of Emotion in Embodied Cognitive Architectures: From Organisms to Robots 作者 : Ziemke T, Lowe R 来源出版物 : COGNITIVE COMPUTATION 卷 : 1 期 : 1 页 : 104-117 出版年 : MAR 2009 被引频次 : 7 4. 标题 : A Cognitive Model of Saliency, Attention, and Picture Scanning 作者 : Cutsuridis V 来源出版物 : COGNITIVE COMPUTATION 卷 : 1 期 : 4 页 : 292-299 出版年 : DEC 2009 被引频次 : 6 5. 标题 : Motivational Representations within a Computational Cognitive Architecture 作者 : Sun R 来源出版物 : COGNITIVE COMPUTATION 卷 : 1 期 : 1 页 : 91-103 出版年 : MAR 2009 被引频次 : 5

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2011年影响因子［写在HBM参会之前］

热度 2 zuoxinian 2011-6-24 14:23

今天下午动身，晚上飞机去魁北克参加HBM会议。有意思的是每年都是差不多这个时候公布SCI期刊最新影响因子，会议期间大家也会谈论自己领域的期刊IF变化及其背后的故事。写点东西，纯属娱乐！ 目前大家基本上都太看重IF了，其实引用率及引用文章水平才可能是更本质的因素来帮助大家发现一些“瑰宝”工作。2007年的《神经科学杂志》上专门有一个编辑邀请文章说明Google给网页排序的机制可能能更好的解决这个问题： Promise and Pitfalls of Extending Google's PageRank Algorithm to Citation Networks 每个期刊的资料里面的Eigenvector（特征向量序）测量就可以类似的反映出这种机制。比如：2009年，神经科学领域重要两个杂志Cerebral Cortex和Journal of Neuroscience的IF分别是6.979和7.178，相差无几，但是其特征向量序分别为0.0742和0.48433，重要性差异不言而现；甚至连IF高达9.49的Brain的特征向量序0.10027也只能望其项背。 后补 ：不出所料，OHBM的第二天，新IF出来了，快速浏览了一下关心的期刊：Neuroimage稳中有涨 5.739 -5.932 ；HBM则表现出一贯的震荡（“大喘气”）特点 6.256- 5.107 ；Cerebral Cortex呈小幅降低 6.979- 6.844 ；Journal of Neuroscience则呈小幅上升 7.178- 7.271 ，并且5年影响因子也已经“破8”。

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神经科学发展史及其科学思想的变化

热度 10 juyunyue 2011-5-20 18:05

神经科学不算是一门年轻的学科，很早以前，人们就开始了对大脑的认识和研究；但是由于我们认知的局限、研究手段的局限，我们对于大脑功能的研究还处在初步的阶段，很多未知的东西都在等待着我们去解答。这里主要综述一下神经科学发展史以及科学理论变迁之后科学思想的变化。 在神经科学的发展史上，主要存在着以下 3 个大的争论： 1、 关于大脑和意识的争论：大脑和意识究竟是相互孤立的还是还是统一的，意识究竟是大脑的一部分还是游离于之外？由此产生了很多观点。包括孤立论观点、同一论观点、平行论观点、二元论观点等。 2、 局部定位论（ localism ）和整体论（ holism ）的争论：特定的脑部区域是否仅仅和特定的功能相联系，还是大脑以一个整体参与所有的功能体现。 3、 是否有除了视觉、听觉、嗅觉、味觉、和触压觉之外第六感的存在，即所谓的灵魂，这是一个我们尚未深入研究因而一切还处于未知的领域。 首先让我们来回顾一下神经科学的发展史。 公元前 1700 年，古埃及人用象形文字最早在纸草上记录了“大脑”这一术语；公元前 400 年左右，古希腊伟大的哲学家 Plato 认为大脑是一切意识活动的本源，他的学生 Aristotle 则认为心承载了人类的一切情感和思考，大脑则是一个所谓的“冷却器”（ radiator ）用来调节心的活动。公元二世纪，古希腊伟大的外科医生 Galen 提出大脑能够感觉信息，并且控制着人们的活动。公元 17 世纪，法国著名的哲学家、数学家 Rene Descartes 认为神经包含着体液，它们对于感觉和运动信息的传递起着很大的作用。他是一个坚定的二元论者，相信意识和大脑是相互分开的，它们之间通过如今被称为“松果体”的脑区进行相互联系。 以上人们对神经系统的认识仅仅停留在理论层面，主要在于大脑和意识的争论。但是这些理论大多数都是哲学家（没有真正意义上的神经科学家）的空想，没有实验证据来论证，我们知道任何一门学科想要成为真正的科学，必须要有实验证据来支持。在这之后，人们开始进入实验神经科学的阶段。 18 世纪伊始，也就是著名的启蒙运动时期，意大利医生 Luigi Galvani 用刺激青蛙腿神经和肌肉的方法，揭示了神经元激活的电学性质，至此人们发现神经系统是电活动的。 19 世纪初，著名的颅像学的创建者 Franz Joseph Gall 与 Spurzhiem 将大脑分成 35 个不同的功能区，包括了主导具体功能如语言、颜色的脑区到主导抽象功能如希望、自尊的脑区等； 19 世纪中期，伟大的捷克生理学家 Pukinje 第一个描述了神经细胞，并且对实验生理学领域做出了巨大的贡献，他通过压力和电刺激眼球，研究了感觉和视觉，发现了皮层处包含着具有很多分支的细胞，这些细胞后来被命名 Pukinje 细胞。同时期的法国神经生理学家 Pierre Flourens 也对脑的研究做出了重要的贡献，他以兔子和鸽子为实验对象，通过损毁脑和脊髓的不同部位来观察动物行为的变化，他是大脑功能整体学说坚定的支持者，并著《评颅相学》一书来驳斥 Gall 的学说。局部定位学说最强的反对者是英国神经生理学家 Hughlings Jackson ，他认为大脑的功能是复杂的，我们不能从局部脑区来定位分析，而应该从整体来思考，以他名字命名的“杰克逊癫痫”揭示了脑内异常放电可以从局部开始向临近皮质扩散，更好的证明了整体论的观点。法国外科医生、神经病理学家 Broca 是脑功能定位学说的倡导者， 1862 年，他收到一位患者，这位患者可以听懂别人的谈话，但自己却不能够表达， Broca 发现这位患者之前进行过颞叶切除手术，用来治疗癫痫。他的这种病症后来被称为运动性失语症或 Broca 失语症，患者死后， Broca 对他进行了脑部解剖，发现在他大脑左半球的第三个前额沟回存在着损伤，之后这个脑区即被定义为 Broca 脑区，以此来纪念他的贡献，这是对神经系统内功能有其特殊定位一个很好的临床证据。与 Broca 的病人相比，德国神经学家 Carl Wernicke 的病人临床上表现出说话很流利但却没有任何意思，在旁人看来是严重的思维混乱，被称为感觉性失语症或“ Wernicke 失语症”，相应的脑区则被定义为 Wernicke 脑区，包括颞上回、聂中回后部、缘上回以及角回，他的发现进一步论证了脑功能区定位学说的观点。 19 世纪中后期，意大利细胞生物学家 Camillo Golgi 发明了银染方法可以观察到单个的神经元，这是人们第一次可以在体外观察到脑内神经元的走向，这给脑结构的研究带来了巨大的变化，但是染色的原理至今不是很清楚。之后，西班牙神经组织学家和神经解剖学家，也就是现代神经科学之父 Santiago Ramong Y Cajal 改进了 Golgi 的方法，创建了还原硝酸银染色法，可以更清楚的观察神经元的结构，他认为神经元是最小的结构单位、并且发现了神经细胞间的突触联系，还对脑的精细结构进行了描述，由于他们的突出贡献，两个人分享了 1906 年的诺贝尔生理或医学奖。同年，德国医生 Alois Alzhemier 首次报告了具有进行性痴呆表现的 51 岁女性患者的案例，揭示了神经元退化症的病理，并且以他名字命名了该疾病。 20 世纪之前的神经科学主要停留在定位学说和整体学说的争论上，我们可以看到这两种学说各有实验证据来证明但并不完全，同时对神经系统的研究上升到了对大脑记忆这一更高层次的研究，我们如今会对颞叶切除这一不可逆的手段来治疗癫痫嗤之以鼻，但不可否认的是由于对大脑功能的不完全认识，使得我们采用上述极端治疗方法，却在一定程度上加速了我们对脑功能的认识。科学的进步是在不断发现问题和总结失败中取得的。 进入 20 世纪，神经科学的发展更为迅速，美国生理心理学家 K.S.Lashley 以大鼠为实验对象，对记忆进行了深入的研究，他系统的不同程度的损毁大鼠的脑部，然后对它们进行迷宫测试实验。 1929 年，他的重要专著《大脑机制和智能》出版，他提出了两大原理，即均势原理和总体活动原理。前者认为大脑皮层各个不同部分几乎以均等程度对学习发生作用，而后者认为就学习和记忆而言，大脑以一总体而进行活动。同时期的加拿大伟大的神经外科学家 Wilder Penfield 对大脑的工作机制、心理和记忆的机理进行了探索。通过刺激癫痫病人皮层的不同部位，他发现激活多种细胞可以产生特定的结果，这为脑功能局部定位理论提供了支持，他的工作为 1934 年建立的世界著名的蒙特利尔神经科学研究院奠定了基础。 20 世纪 40 年代，英国生理学家 Alan Hodgkin 、 Andrew Huxley 等用离子浓度梯度和粒子穿透膜通道的移动，阐明了神经元电激活的原理。 1946 年，美国神经物理学家 Kenneth Stewart Cole 发展了电压钳技术，使测量细胞中的跨膜电位成为可能，他被同行誉为“将物理学应用到生物学的先驱”。 20 世纪 50 年代，澳大利亚、奥地利以及荷兰个体生态学家 Karl von Frisch 、 Konrad Lorenz 、 Nikolaas Tinbergen 建立了动物行为学，奠定了神经行为学的基础，他们三个分享了 1973 年的诺贝尔奖。 1957 年开始，加拿大神经学家 Brenda Milner 对病人 H.M 的研究开创了对人脑记忆研究的新纪元。 H.M 由于在 9 岁时经历了一场车祸，而患有严重的癫痫。外科医生 William Beecher Scoville 对他进行了左右内侧颞叶的切除，手术在一定程度上缓解了癫痫的发作，但是却导致了 H.M 严重的顺行性失忆以及轻微的逆行性失忆。他对手术之后的事情不能形成长时程的记忆。 H.M 的案例之所以重要，不仅仅是因为他的记忆损伤为临床提供了资料，还因为他使人们明白相应的脑区是和特定的记忆功能相联系的，他的例子使人们对人脑记忆的研究有了革命性的进步。这之后，美国神经心理学家 Goger Wolcott Sperry 又对 10 个进行了胼胝体切断手术用于治疗癫痫的患者进行了研究，他们要求病人完成一些任务，而这些任务是已知的只需要特定大脑半球参与的，他们由此得出了一些结论，比如两个大脑半球可能各自包含一些意识，他们的工作使人们对大脑功能的单侧化有了进一步的认识，而因为他的出色贡献，他和另外两位科学家分享了 1981 年的诺贝尔奖。七十年代后期，正电子断层脑成像技术（ PET ）研制成功，通过给被试者注射含放射性同位素的示踪物，同位素放出的正电子与脑内的负电子发生湮灭而释放出γ射线，通过记录γ射线在大脑中的位置分布，可以测量出区域脑代谢率（ rCMR ）和区域脑血流（ rCBF ）的改变，以此反应大脑的功能活动变化。这之后，人们又研制出了核磁共振成像技术（ MRI ）以及功能性的核磁共振成像技术（ fMRI ），使得无创性的研究大脑功能有了长足的进步。同时一系列的科学研究方法发展起来，包括膜片钳技术，电镜技术，单光子、双光子成像（ confocal ）技术等促进了人们对神经系统的认识。 神经科学的学科思想在 20 世纪最大的成果就是意识到研究神经现象存在有“分子、细胞、环路、系统、整体”这五个由低到高的层次，由此神经科学家在研究相关问题时，往往采用两种方法，即“自下而上”的还原论法和“自上而下”的系统论法。前者通过从分子水平开始研究，从低层次向高层次将每个层次都研究清楚，最后上升到整体的功能。后者则是先从临床上功能的异常入手，由上向下的研究哪个层面出现了问题，进而找到相应的解决办法。但是这两种方法都在环路这一水平存在着瓶颈。由于神经系统的复杂性以及研究手段的局限性，我们目前很难全面的了解哪些分子参与了整个环路的作用，如果在这个层面研究不清楚，我们很难真正的对神经系统有所掌握。 当科学发展进入 21 世纪，对于脑功能的极端的定位主义学说和整体主义学说已经被相互作用机制学说（ connectionism ）所取代，这个观点认为低级或初级感觉、运动功能是局部定位的，但是更高级的功能，像物体的识别、记忆、语言功能是各个不同脑区相互作用的结果。除此之外，大多数的认知神经学家相信意识和大脑在某些方面是相互作用的，而不是简单的谁决定谁的关系。 提到灵魂，大多数人会认为这属于宗教或哲学研究的范畴，在这里，我想指出的是，很多神经心理学家相信灵魂的存在，并且正在用实验探索灵魂的存在与否。之前提到的加拿大神经生理学家 Penfield 认为“人类并不仅是有物质的躯体，必然兼有无形的非物质灵魂”。与灵魂相关的科学研究很多是将灵魂看作人类信念的一个部分，或者是形成对外部世界认识和理解的意识。 DNA 双螺旋结构的提出者 Francis Crick 在他所著的《令人惊异的假说》（ the astonishing hypothesis ）一书中提到“我们可以通过研究人脑的工作来认识关于人类灵魂的所有事”。不管怎样，这个有很多争议的话题将会是神经科学发展史上不可或缺的一部分，只是我们目前的研究水平还不足以完全认识它。但科学总是在不断进步，我们相信，我们对这一领域的了解一定会逐步深入。 通过以上对神经科学发展史的综述，我们可以看到科学思想会在一定程度上推动科学理论的形成，没有思想的指导，我们就不会采用实验方法来论证思想的正确与否；同时没有科学理论的进步，思想只能停留在一定的层面而止步不前。这两者相辅相成，相互影响，使得我们越来越认识到的生命的本质。

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近十年神经科学与行为学领域论文发表前20名国家与地区排名

热度 1 wanyuehua 2011-5-2 06:50

中国神经科学与行为学论文总被引次数排名第 15 位、论文数排名第 10 位、篇均被引次数未进前 20 名 检索汤森路透 （ Thomson Reuters ）基本科学指标数据库（ Essential Science Indicators ，简称 ESI ），根据各个国家和地区于 2000 年 1 月 1 日 至 2010 年 12 月 31 日 在 Web of Science 数据库的 SCI 、 SSCI 收录 神经科学与行为学 领域期刊上发表的论文， 统计分析出前 20 名国家和地区排名（共有 84 个国家和地区参与排名）。每个参与排名的国家和地区在这期间发表的神经科学与行为学论文数超过 3 千篇，排名参照指标为总被引次数（ Citations ）、文章数（ Papers ）和篇均被引次数（ Citations Per Paper ）。 美国神经科学与行为学领域论文的总被引次数 3,240,322 次和论文数 127,179 篇均排名第 1 位、篇均被引次数 25.48 排名在第 3 位， 中国神经科学与行为学领域论文的总被引次数 76,508 次排名在第 15 位、论文数 8,743 篇排名在第 10 位、篇均被引次数 8.75 未进前 20 名（第 64 位）， 中国台湾地区论文的总被引次数 28,348 次排名在第 24 位、论文数 2,514 篇排名在第 26 位、篇均被引次数 11.28 未进前 20 名（第 49 位） 。 详细情况见表一 2000-2010 年神经科学与行为学领域论文按总被引次数排名，表二 2000-2010 年神经科学与行为学领域论文按论文总数排名，表三 2000-2010 年神经科学与行为学领域论文按篇均被引次数排名。 表 1 2000-2010 年神经科学与行为学领域论文按总被引次数排名 Country/Territory Papers Citations Citations Per Paper 1 USA 127,179 3,240,322 25.48 2 ENGLAND 25,319 658,310 26.00 3 GERMANY 29,623 623,793 21.06 4 CANADA 19,542 414,914 21.23 5 JAPAN 25,109 381,484 15.19 6 FRANCE 17,034 347,797 20.42 7 ITALY 18,651 311,259 16.69 8 NETHERLANDS 10,119 197,592 19.53 9 SWITZERLAND 7,049 163,312 23.17 10 SWEDEN 7,277 157,248 21.61 11 SPAIN 9,602 150,390 15.66 12 AUSTRALIA 8,393 141,215 16.83 13 ISRAEL 4,417 88,850 20.12 14 BELGIUM 3,929 81,310 20.69 15 PEOPLES R CHINA 8,743 76,508 8.75 16 SCOTLAND 3,336 73,077 21.91 17 FINLAND 3,340 65,620 19.65 18 AUSTRIA 3,105 63,612 20.49 19 BRAZIL 7,158 61,693 8.62 20 DENMARK 3,202 60,915 19.02 表 2 2000-2010 年 神经科学与行为学 领域论文按论文总数排名 Country/Territory Papers Citations Citations Per Paper 1 USA 127,179 3,240,322 25.48 2 GERMANY 29,623 623,793 21.06 3 ENGLAND 25,319 658,310 26.00 4 JAPAN 25,109 381,484 15.19 5 CANADA 19,542 414,914 21.23 6 ITALY 18,651 311,259 16.69 7 FRANCE 17,034 347,797 20.42 8 NETHERLANDS 10,119 197,592 19.53 9 SPAIN 9,602 150,390 15.66 10 PEOPLES R CHINA 8,743 76,508 8.75 11 AUSTRALIA 8,393 141,215 16.83 12 SWEDEN 7,277 157,248 21.61 13 BRAZIL 7,158 61,693 8.62 14 SWITZERLAND 7,049 163,312 23.17 15 SOUTH KOREA 4,694 54,901 11.70 16 ISRAEL 4,417 88,850 20.12 17 BELGIUM 3,929 81,310 20.69 18 FINLAND 3,340 65,620 19.65 19 SCOTLAND 3,336 73,077 21.91 20 DENMARK 3,202 60,915 19.02 表 3 2000-2010 年神经科学与行为学领域论文按篇均被引次数排名 Country/Territory Papers Citations Citations Per Paper 1 GUADELOUPE 12 328 27.33 2 ENGLAND 25,319 658,310 26.00 3 USA 127,179 3,240,322 25.48 4 SWITZERLAND 7,049 163,312 23.17 5 SCOTLAND 3,336 73,077 21.91 6 KENYA 38 823 21.66 7 SWEDEN 7,277 157,248 21.61 8 CANADA 19,542 414,914 21.23 9 GERMANY 29,623 623,793 21.06 10 BELGIUM 3,929 81,310 20.69 11 AUSTRIA 3,105 63,612 20.49 12 FRANCE 17,034 347,797 20.42 13 VIETNAM 22 448 20.36 14 WALES 1,292 26,067 20.18 15 ISRAEL 4,417 88,850 20.12 16 NORWAY 2,062 41,243 20.00 17 FINLAND 3,340 65,620 19.65 18 NETHERLANDS 10,119 197,592 19.53 19 DENMARK 3,202 60,915 19.02 20 IRELAND 1,217 22,562 18.54

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Taylor & Francis 2010年创刊的《认知神经科学》被SCI收录

热度 1 wanyuehua 2011-4-29 06:59

2010 年创刊的 Cognitive Neuroscience 《认知神经科学》， ISSN:1758-8928 ，季刊，英国（ PSYCHOLOGY PRESS, 27 CHURCH RD, HOVE, ENGLAND, EAST SUSSEX, BN3 2FA ）出版， 2011 年入选 Web of Science 的 Science Citation Index Expanded ，目前在 SCI 数据库可以检索到该期刊 2010 年的第 1 卷第 1 期到 2010 年第 1 卷第 4 期共 60 篇论文。 60 篇文章包括学术论文 59 篇、社论 1 篇。 60 篇文章的主要国家分布：英国 21 篇，美国 20 篇，加拿大、意大利、荷兰各 6 篇，德国、瑞士各 5 篇，澳大利亚 3 篇，阿根廷、比利时、智利、韩国各 2 篇等。 60 篇文章的作者单位涉及 97 个研究机构，在该刊发表论文最多的研究机构为伦敦大学学院（ UCL ） 7 篇、杜伦大学（ UNIV DURHAM ） 3 篇、苏黎世大学（ UNIV ZURICH ） 3 篇。 60 篇文章共被引用 23 次（其中 2010 年被引用 12 次、 2011 年被引用 11 次），平均引用 0.38 次， H 指数为 3 （有 3 篇文章每篇最少被引用 3 次以上）。 Cognitive Neuroscience 《认知神经科学》投稿指南： 该刊主要刊登认知神经科学领域高品质的理论文章，包括但不限于：知觉，注意，记忆，语言，动作，决策，情绪和社会认知。该刊物的一个特色是出版快速审查快速网上公布短文章（最多 4000 字），这类讨论文章和简短的报告 7 天之内就能发表。 该刊没有版面费，并且能够提供免费彩色印刷。 网址： http://www.informaworld.com/smpp/title~db=all~content=t909559412 编委会： http://www.informaworld.com/smpp/title~db=all~content=t909559412~tab=editorialboard 作者指南： http://www.informaworld.com/smpp/title~db=all~content=t909559412~tab=submit~mode=paper_submission_instructions 在线投稿： http://mc.manuscriptcentral.com/pcns Cognitive Neuroscience 《认知神经科学》热点论文： 1. 标题 : Do we have independent visual streams for perception and action? 作者 : Schenk T, McIntosh RD 来源出版物 : COGNITIVE NEUROSCIENCE 卷 : 1 期 : 1 页 : 52-+ 出版年 : 2010 被引频次 : 6 2. 标题 : On the functional nature of the N400: Contrasting effects related to visual word recognition and contextual semantic integration 作者 : Molinaro N, Conrad M, Barber HA, et al. 来源出版物 : COGNITIVE NEUROSCIENCE 卷 : 1 期 : 1 页 : 1-7 出版年 : 2010 被引频次 : 3 3. 标题 : Theta-burst transcranial magnetic stimulation to the prefrontal cortex impairs metacognitive visual awareness 作者 : Rounis E, Maniscalco B, Rothwell JC, et al. 来源出版物 : COGNITIVE NEUROSCIENCE 卷 : 1 期 : 3 特刊 : Sp. Iss. SI 页 : 165-175 出版年 : 2010 被引频次 : 3

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英国新书分类：生命科学

热度 1 newlight 2011-4-19 20:12

尝试新的介绍方法，以主题分类，每次介绍几本书。 Delusions of Gender: The Real Science Behind Sex Differences 作者 Cordelia Fine 出版社 Icon Books (平装本2011年2月3日出版) ISBN 978-1848312203 这本书的书名《性别的误识》，全书就是为了反驳大众文化中对于性别的误识，特别针对是目前流行的“男女有别是由大脑结构与发育决定”这一观点。作者重点攻 击的是两种论点：其一是男女在数理分析和善解人意上天然有别，其二是这种差别是在胚胎期形成，与性别荷尔蒙有关，可以用“大脑扫描”证明。她分析了大量大 众读物以及原始研究，指出许多流行观点并无科研证据，而有些科研成果由于设计缺陷或数据不足，仍有争议，却常被拿来作为“科学依据”。她批评的作者之一就 是 Simon Baron-Cohen，指出他的一个著名的“男婴爱看手机、女婴爱看人脸”的实验存在重大设计缺陷。 Zero Degrees of Empathy: A New Theory of Human Cruelty 作者 Simon Baron-Cohen 出版社 Allen Lane (精装本2011年4月7日出版) ISBN 978-0713997910 作者是剑桥大学教授、自闭症研究专家。这本题为《设身处地能力为零》的书中，他以“设身处地”度(empathy)作为中心，试图以此解释为什么人类可以 对他人施暴，他指出其中的关键不是有些人“邪恶”，而且他们缺少“设身处地”的能力。这种“设身处地”的能力，并不仅仅是后天学会的，是在大脑中已有构 建，并且还能找到相关基因。当然缺少“设身处地”的能力，并不等于“邪恶”，比如自闭症就是一种表象，缺少这一能力也不是永远只会产生负面影响。 Mathematics of Life: Unlocking the Secrets of Existence 作者 Ian Stewart 出版社 Profile (精装本2011年4月7日出版) ISBN 978-1846681981 上面两本书都涉及到了心理学和生物学的交叉，另一本新书《生命之数学》谈的是数学和生物学的交叉。本来这是两个反差较大的学科，数学重抽象概括，生物学重 具体描述，连从事这两门学科研究的似乎都是两种不同的人。不过近年以来这两门学科开始大规模的合作，生命科学研究中产生的大量数据需要数学模型，数学理论 也可以应用到某些生命科学研究，比如神经科学中去。这本书既是对历史回顾，也是对未来的展望。

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科学的教育理念漫谈：父母该为孩子做些什么？

yangjunchao 2011-1-10 09:23

大概不会有父母不为孩子着想的，这是在进化中形成的一种本能并在个体出生后在社会 文化的熏陶中又进一步强化。但是如何为孩子着想呢？在和平发展的时代里，让孩子健康成长基本是每一个家庭都能做到的。除此之外，我想很多家长都有一个愿望 希望自己的孩子出类拔萃，将来能有一个比较好的发展，有一份愉快而有意义的人生。 对大量同卵双生子（遗传因素一模一样）的长期跟踪研究的统计结果表明一个人的智力、能力大约40-50%与遗传因素有关，其它部分由后天环境决定。这40-50%的遗传因素，其实主要体现在刚出生时对外界信息的吸收和情绪调控、行为模式的选择性优势，如果没有合适的外界环境，最后的结果往往也大相径庭。用狼孩的故事打个比喻，如果一个小孩的遗传素质很好，放到狼群里，他大概会被抚育成一个出色的狼孩。 孩子出生后的家庭、学校、社会环境决定了孩子未来发展的走向。可以把这种环境类比 为一个信息场，学过物理的知道电磁场和引力场是怎么回事儿，信息场通过光、声、味、触抚等物理化学信号，环境信息与孩子的神经系统的感受器发生作用并把相 应的信息编码在他的神经网络中。从较长期的过程来看，信息场的构造或矢量强度决定了孩子心理发育也就是他的神经网络的构造速度和构造模式，而他的这个有着 复杂内部、外部反馈关系的神经网络的构造及其支配的腺体和肌纤维的活动，就是孩子未来的个性、素质、能力、动机和情感取向、意志力或者说智商和情商的全 部。父母可以为孩子选择更好的学校、经常带他到有意义的环境，但孩子的婴幼儿时期，是形成最初的发展蓝图的决定性时期，家庭给与的信息量和信息结构的影响 是决定性的。随着孩子对自身和周围环境的自我意识、认知习惯和行为习惯的建立，这种初始的心理结构会作为基础进一步发展，在对更多更复杂结构的信息元素的 吸收和积累中，会有两三次的不同层次的结构性突现，并对不同的方向也就是兴趣取向呈现出很大的选择性优势。随着孩子的自我或自觉意识逐步强大，家长、老师 的影响力逐步减小，孩子按前期建立的动机程式也就是适当的思维模式和行为规则自己寻求合适的信息，就像饿了渴了会主动去找喜欢的食品和饮料一样。有的人说 养孩子就像训练小猫小狗学知识、技能，训练鹦鹉说话，这很正确，只是动物的基础神经系统怎么训练也不能达到人的程度，器官的构造、神经元的容量和初始调控 关系都不一样，但机制或道理是一样的。 家长对孩子提供的信息环境决定了孩子早期的发展，这包括家长对孩子的态度和情感交 流以及言传身教或自己行为习惯的示范作用，这大致或潜在地决定了孩子未来的一生。而家长对孩子未来发展的明确的或潜在的预期，都会在日常生活和为孩子信息 环境的配置中不自觉地体现出来。所以，特别是在孩子的早期教育中，也就是决定着孩子心理发展的初始蓝图、发展效率和发展方向等等方面，家长对孩子有效信息 环境的配置和行为方式的引导规范至关重要。具体地说就是每天的每时每刻你让他看到什么、听到什么、玩什么、和对他的行为方式或与他人的交流方式的引导和规 范，对每个家庭和每个孩子来说真实的微观过程就是这样。如果真的具体到每时每刻或每一天，这会让问题没法讨论，所以只能粗略分门别类加以说明。 还应该注意一点的是孩子认知的速度，也就是对外界信息吸收的速度，最初的过程很缓 慢，但会是以指数（有些阶段以指数的指数）的方式增长的，到一定阶段会大致以线性方式增长，到中年以后增长的速度下降，并逐步稳定下来，直到老年以后基本 不再增长，并可能会因为出现神经的生理性病变而失忆或某些行为能力的丧失。这个过程会有很大的个体差异，但大致的情况是这样。 另外，信息是有结构的和相互关联的，这与科学的统一性和事物的统一性这个基本原则 有关。这不仅是指科学、技术，也包括商务、文学、艺术甚至家政和个人或公共关系，比如社交、恋爱和婚姻。如果你为孩子配置的是最核心的、最基本的信息，比 如直接体现那些最广泛、最基本的规律的信息，他从有限的信息里就可以直接获得一般性的规律，而在以后的动机程式中就可以对环境信息作出正确有效的反应。如 果配置的信息是散乱的甚至是误导的，那么这种规律就很难呈现出来或者根本不能形成。所以，可以预见，虽然孩子天生的学习能力几乎是相同的，但孩子认知和行 为能力也就是我们说的智商和情商的分化会是以级数的速度进行的，在学生时代面对的环境差别不大，可能还显示不出差异来。但到了大学或社会上，自己独立自主 以后，立时就会有数量级的差别。 首先是孩子对自我和周围环境的认识，并在遗传形成的基本行为方式的基础上行为和习 惯的扩展或建立。这是从对线条、颜色、形状、质感、气味、触觉、质感、物体、运动、自我等信息在不知不觉之中逐级认知并实时与支配腺体分泌激素调控情绪和 支配行为的效应器整合在一起形成的。这个阶段没有家长的引导孩子都可以自己完成，这种能力是天生的，也就是在进化中决定的在发育中形成的由基础神经系统决 定的，或者就是上面说的遗传因素。遗传因素的不同这个阶段完成的快慢和对不同信息的兴趣取向不同。如果这时他吸收了较多的好听的声音、好的画面或色彩组合 方式，并且和他自己的直接尝试结合起来，并在以后不断强化，他对音乐、绘画等艺术方面的天赋就会被激发出来。但如果没有足够的吸收，也就是孩子没有对音 乐、绘画的足够的感受、理解或欣赏、鉴别能力，而只是机械或形式化的训练，那么可以肯定结果只能是走向家长希望的反面，孩子很快表现出烦躁、没有耐心并且 不配合。如果家长过于严厉要求，往往损害的是孩子的自尊心、自信心和并可能激发他的逆反意识。 很多家长希望孩子在音乐、绘画、舞蹈方面有所发展，但往往忽略了必要的吸 收，孩子可能学会了一些机械的技术，但乐感、想象力没有足够的底子，很快就没有进一步发展的可能性。相反，如果有足够的吸收，即是没有音乐、绘画技能的任 何训练，他对艺术的品味同样可以达到很高的境界。技能的训练有助于达到这种境界，但不是效率很高的一种方式。而如果以此为职业或兴趣爱好，那当然技能训练 是必不可少的。一个网友说起他的两个孩子，相差两岁，大的四岁开始学钢琴，几年下来越来越没有耐心。看老大很费力也学不进去，于是就不让老二学了。可很意 外，老二反而经常跃跃欲试，显出很大的兴趣，经常希望自己能一显身手似的。老二无意中跟着老大的学习吸收了很多，又没有机械训练的枯燥，兴趣可能就激发出 来了。如果能以自己的兴趣作为动力，家长有这个条件，就是有足够的经济后盾作保障，又有心栽培，倒不妨可以着意培养。但这是一种极难被认可的职业，即便对 于自娱自乐，也是一种极难达到一定程度的爱好。因为你只有和历史上以前的艺术家比较，历史上已经有太多的高峰矗立在那里，只有非凡的天才才有可能达到这样 的高度，你只有达到了或超越了他们达到了新的高度你才可能会被认可。即便对于儿童时期就表现出很浓厚的兴趣、很有天赋的，这也会是个漫长而要付出极大努力 和代价的过程，涉及到的技术和机遇方面的因素很多，与能否得到名师的指点和引导从而以很高的效率快捷的达到某种境界关系很大。如果他的老师就不具备相当的 高度，那么孩子有可能被误导，或流于平庸，不太可能自己发展起来。对生活在音乐、绘画等艺术世家的儿童来说，成功的几率也不是很高，毕竟已不是那个全民热 爱艺术、艺术主导社会的时代了。对一般的家庭，必要的环境和条件基本不具备，成功的机率就微乎其微了。当然，如果是仅限于技能达到某种程度而作为一种一般 性的职业，或作为一种陶冶情趣的爱好甚至社交的一种方式，那或许是比较容易的，但在现代社会里这显然这不是很有优势的一种选择。孩子如果没有兴趣不能投 入，仅仅是浪费了家长和孩子的时间，但真正感兴趣全身心的投入又怎样呢？对于孩子来说，那是他的一种生活方式或人生追求，但对于家长来说，很多时候像陷入 一场恶梦。我的一个朋友从小跟着父亲学画画，画得相当有灵气，对文学的感觉也非常好，后来读了清华美术学院，我看过她的一些作品，相当不错了，比市面上很 多作品水平要高，但数量不多。真正热爱艺术的，会有一个自我要求，不会粗制滥造。她后来还是放弃了画画或相关职业而改行做了别的。从投入产出来说就非常的 不合算了。我曾对她说，如果我有小孩了，跟你学画画吧。她说，教他没有问题。不过你可要想好了。如果我有孩子将来要画画，左手画，剁左手，右手画， 剁右手。看她平时温文尔雅而这时候一幅恶狠狠的样子，我自己都出一身冷汗！可见艺术职业生涯的艰辛！用一生最富有活力和创造性的一个阶段为代价达到了相 当的程度而又不得不放弃的那种感觉不是常人可以体验和理解的。如果家庭条件足够好，真正热爱艺术，可以养孩子大半生或一生，那另当别论。中国社会发展很 快，现在，中国有不少这样的家庭可以支撑起孩子玩艺术。但在十年前，还不太可能。我的一个朋友家庭条件在当时的中国算是非常优越了，从小受艺术的熏陶，自 己也很聪明、有灵气，对文学和表演艺术有相当的品味。到了大学时代，父母已经由对女儿的欣赏、自豪变为担心了，很担心她成为一个文学青年。可她呢，出 乎父母的意料，觉得文学还不够，要做艺术，去拍电影，而且真真切切的成为了一个艺术青年。为此给父母带来了极大的困扰，和家庭到了决裂的地步。后来， 她还是坚持了自己的追求，在国内读了电影方面的研究生，后来去了巴黎。她未来的路仍会极度的艰辛和漫长。一个艺术家在成名之前，是只有投入没有产出的。而 越是有深度的艺术家，往往越超前时代，越难获得社会公众的理解、欣赏和认可。当然，我说的故事是中国九十年代末的，后来国内艺术品市场很活跃，很多艺术家 的作品获得了市场的认可，变得很富有了。但相对于众多长期全身心投入的庞大的基数，这些被市场认可的仍是极少极少的一部分。很多人在早期，不得不把现在价 值几百万元的作品以几万块钱的价格卖掉以维持自己最低限度的生存和再生产。相对于其它任何职业，包括科学，艺术之路是最艰辛和漫长的。家长在希望孩子学艺 术的时候，很多时候只看到了成功艺术家身上的光环，其实非常有必要了解艺术家成功背后的艰辛和孤寂。 对于其它的方面，比如科学、技术、商业、金融、法律、医学、媒体等等，也是一样的 情况或过程。除科学的基础理论和艺术类似外，其它的都可以归结为一类技能或技能组合的训练，学校教育提供了对未来大部分职业要求必须具备的一些素质和能力 的训练，但学校的东西往往是滞后于社会的发展的，而且几乎对所有的孩子都一样。如果希望孩子出类拔萃，孩子到某种年龄后的自主能力、自学能力、自己对环境 分析判断并作出正确选择和对自己的发展进行合理规划的能力是必不可少的。当然这个能力越早形成越好，家长也会越省心。这个能力是抽象的，但却是通过某些实 际的具体过程形成的。那么，家长对孩子心理变化的观察分析并适时提供合适的信息就显得异常重要，这只能对具体的情况具体分析。孩子的遗传因素、已经形成的 兴趣取向、家长的预期很大程度上起决定作用。 我们对Charles的 方案最初是针对国内应试教育希望他在对付读书方面能有一两年的提前量，可以让他入学后轻松对付考试并能有一些余力扩大知识面。同时在英语方面附加一些额外 课程，以弥补国内英语教育的不足。他从两岁左右开始阅读图画故事，虽然一天一般不会超过半个小时，但几年下来的积累已经很可观了。除了行为规范、情绪情感 自我调控的内容外，主要是关于自然和自身的科普读物，这些东西帮他确立一个关于自然、自身行为的基于因果逻辑或者理性的基本的心理框架。我们也默许、甚至 鼓励他自己在有安全保障情况下的完全的自由和随意性，这有助于他主动性、自我意识、独立性的形成。而对有意义的实践探索，比如观察研究公园水管喷头、到香 港后深度探索轨道交通、沉浸在通过玩具营造的世界里自由驰骋、无穷无尽的对周围事物的探寻发问，都给与充分的支持、配合和鼓励。书本提供的对自然、自身的 解释和他自己实际体验的相辅相成，相互促进，他对读书有选择性但基本上不怎么排斥，现在经常会自己拿一本书随意翻翻。其实孩子只要能从书本中得到有意思的 东西，他就会喜欢读书。而通过读书是可以让孩子尽快成长的捷径，也是人一生发展的捷径。现在毕竟是科学主导社会发展，所以我们一开始就有意识的强化他对科 学的理解和领悟，对他大规模地冒出来的各种问题都尽可能给出准确的答案。要么就不给出答案，因为并不是所有的问题都可以给出他能理解的答案的。这需要他自 己有一定的知识基础。现在的一个瓶颈是，如果没有原子、分子的概念和相互作用的基本图景，他可以扩展知识而不太能进一步深入和提高了。所以爸爸一直留心为 他买适合孩子阅读习惯的物理、化学读本。有了一定的物理、化学基础之后，他的认识的空间就可以彻底打开了。比如就可以准确回答诸如核糖体是干什么的、 为什么洗洁精能杀死细菌、图像如何进到照相机里一类的问题了。 写这么多，是因为前两天爸爸终于买到比较合适的物理、化学读本了。这是台湾出的一 套中学生科学读本，总书名《中学生必读的图解科学教科书》，分为《寻找生活中的科学原理》、《挖掘物质世界的秘密》、《发现生命与宇宙的奥秘》、《揭开能 量与能源的秘密》、《发掘大气和水的循环原理》几个分册。以漫画的形式让孩子进入情境状态并导入问题，然后给出解释。有些内容并不是很好，因为还是现象描 述而没有给出背后的准确的机理，但爸爸看重其中两册关于物理和化学的部分。还有一本是《化学趣味教室》，韩国人编写的，也是漫画的形式，通过物态变化、原 子、分子结构和相互作用解释一些常见现象。另外，还买了一套《Super小学堂》，包括《探险动物世界》、《自然植物的百种样貌》、《宇宙奇观大秘密》、《我要成为科学试验王》、《地理冒险队》、《惊奇生活体验记》、《人体这么奇妙》共七本小学生的科普读物。Charles早已经达到甚至超过了这后一套书的水平，不过这套书也是以漫画的形式给出情境，然后分析解答问题，写得很有意思，可以从不同的角度进一步丰富开阔一下视野。除此之外，还买了三本一套的《小学生一定要注意的30种细节》、《小学生一定要养成的30种习惯》、《小学生一定要做的30件事情》。这套书也没有太大的新意，很多内容Charles都 知道了。但这套书也是很有意思的漫画，只不过想让他在不知不觉的情况下通过不同的信息环境进一步强化巩固小孩的必要的习惯和行为规范。还有一本是《唐 诗》，可惜只买到了下册，台湾出的，专为孩子设计的，配有插图和浅显的适合孩子口味的解释。这方面台湾做的最好，但数量不多。香港这方面书很少。内地太多 但大都粗制滥造，偶尔也有好的，但极少，几乎碰不到。爸爸在北京留意了很长时间没有买到合适的。买的一套是许渊冲编译的从汉魏到唐宋明清的多卷本古诗词读 本，有拼音和英语对照的成人读物，篇目选择和英译也不是很好，但这次回北京逛了好几个书店实在找不到更好的版本了。国内编书的很不敬业，太多粗制滥造的 了。爸爸以后有空自己主编一套。 特别说一下，唐诗或中国古典文学是中国文化的精华所在，它通过意象、意境的感悟而 与西方文化截然不同的方式理解自然、社会和人生中的复杂现象或过程，可以或更容易达到更高更深入的程度。中国人有着把中西文化兼容并包的得天独厚的优势。 而让西方人学中国文化，就困难的多了。还没有看到有西方学者对西方科学文化达到很高的境界而同时对中国文化也达到很高境界的人。黑格尔、莱布尼茨、海德格 尔算是西方的高人，对中国哲学也只是蜻蜓点水了解一点，但已经非常心悦诚服了。他们自己的哲学体系和老子、易经的哲学体系差得很远，但西方的优势在于通过 逻辑和实证逐步细化到了事物的最基本的量子化结构的层面了，可以精确的描述和预测。中国却仍停留在现象的层面，经常被庸俗化教条化而变为大忽悠。Charles现 在进入了英文为主的国际学校，英文按部就班的跟下去，每天再读十分钟二十分钟的，不太会成为问题了。于是最近开始强化对中国文化的吸收，希望他再过一两年 能自己自觉地每周背一两首唐诗而不用爸爸的辅导了，并能开始自己阅读古典文学的通俗读本。希望他到小学高年级的时候，可以自己自觉读书学习，而爸爸的角色 也转入辅导他的中英文写作方面。看在美国生活的网友的孩子，华人家庭，妈妈多做辅导，11岁就写出了很不简单、中国大学生也写不出来的英文。我自己大学同学中，如果父母是老师的，往往发展就很全面。有一个跳过几次级，十四岁进了大学。 （2009年12月发在搜狐博客，2011年元月转贴于科学网博客）

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普陀山前论衰老

yindazhong 2010-12-8 17:05

普陀山前论衰老 本月 10 日将应邀前往浙江宁波作学术交流（详情参见后面的邀请函），欢迎有兴趣的以及有不同科学见解的学者前往指教。本博交流的题目为从衰老生化本质看神经科学前沿。主办方很热情，计划安排上普陀山，届时一定又可以一展眼界，为祖国的生命科学发展举一柱高香啦。 主办方邀请函如下： 印 教授： 您好，我是宁波大学医学院 徐淑 君，欢迎参加第二届神经科学高级论坛，附件是我们初步的会议安排，请查收。 1 您周五来宁波的飞机票已帮你定好，长沙 - 宁波 MF8515 12 月 10 日 16 ： 30 。到时我们将安排 刘爱明 老师（ 138. ）到宁波机场接机，有什么问题你可以跟他联系，或跟我联系也行，我的电话是 158 。 2 会议是 12-11 号一天， 12-12 （周日）我们初步安排去普陀游玩一天，其他周边地区也可以安排，请专家根据实际情况安排行程。 3 不知道 印 教授演讲的 PPT 是否已准备好，可否方便先发一份过来，我们可以写进会议议程中，或者先发个 PPT 的题目。 4 印 教授的回程机票是否需要我们提前订好，若需要，请告知航班号和身份证号码。

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神经科学优秀国际论文 by F1000 Factor

xupeiyang 2010-8-18 09:16

详细信息见 http://f1000biology.com/browse/NEUROSC 国际生物学专家按F1000 Factor评出的神经科学国际优秀论文，你可以选择查阅近一周至近五年发表的优秀论文。 可按以下分类进行检索查阅： Neuroscience Behavioural Neuroscience Cognitive Neuroscience Motor Systems Neurobiology of Disease Regeneration Neurodevelopment Neuronal Glial Cell Biology Neuronal Signalling Mechanisms Sensory Systems Theoretical Neuroscience

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“狂人”彼得 . 诺尔

xpzhan 2010-7-2 06:36

从浩瀚的宇宙、遥远的星际到微小的细胞、乃至原子和夸克，还有什么令我们更着迷？那就是我们用以探讨世界奥秘的大脑。我们是如何思维的，我们的自我意思和思想是如何形成的？我们如何感受爱，为什么爱？今年二月十七日，彼得 诺尔 （Peter Naur）宣布了一个关于人类意识脑机制的新发现神经突触状态理论。 千百年来，人类意识的奥秘吸引了无数科学家、哲学家和思想家。至今仍然众说纷纭，莫衷一是。面对有数10亿计的神经元的大脑，有时我悲观地想，人类也许永远也无法认识大脑活动的庐山真面目！彼得 诺尔的理论还不为人所熟悉，远未为人所结受但他已经单枪匹马向这个科学堡垒发动了冲击。 这位署名了近400部论文和论著的丹麦哥本哈根大学数据学院教授，分别在二月5日和13日被著名的《自然》和《神经元》杂志无理由退稿后，把他的论文寄给2003－2004年的172位《神经元》和《神经科学杂志》的作者，包括DNA双螺旋发现者、70年代开始从事神经科学高级功能研究的弗朗西斯﹒克里克教授。这个从未做过神经科学和心理学实验的计算机语言专家，宣称： 现代心理学在上一个世纪陷于行为主义和认知主义的泥沼 ，他的发现和重要意义 至少需要 20 年才能被理解和证实 。他认为正像DNA结构的发现对于分子生物学具有核心的意义一样，关于神经系统总体活动的这一新理论在神经科学领域对于生命的理解具有核心的意义。 正像著名诺贝尔奖得主弗朗西斯﹒克里克所说，生命体内难以找到像物理学里那样的基本理论。一个生命科学理论往往有这样那样的例外与之相抵触。而我们渴望有这样一个统一的、伟大的理论。或许彼得 诺尔是正确的，我们还要20年，也许更多年才能理解他；或许他的确太狂妄，他的理论是一派胡言。 彼得 诺尔在他的论文中试图用他的神经元突触状态理论去取代加拿大著名心理学家海布在1949年提出的细胞联合理论。他把他的理论着眼在神经元的突触上，他认为精神活动可以用谢林顿突触、习惯化和威廉﹒詹姆斯的意识流思想去描述。用这一理论可以解释行走、睡眠、催眠等生命现象；也可以解释基本的感觉现象；还可以解释意识流的某些方面，例如知觉、认知、注意、联想、表象、回忆、感觉和感知等等。 神经突触状态理论令人着迷。虽然他没有从事神经突触的直接研究，但现有的研究资料中，我们也找不出反对它的证据。当然，我们也没有支持他的证据，所以他就提出一个二十年的预言。他的论证方法也很奇特，不引用第一手的研究报告，只引用包括百年历史的专著。仿佛那浩如烟海的神经科学研究报告于他无用。然而，他的理论的确能让我们把单个神经突触和数以百亿计的突触的总体活动联系、统一起来。单个神经神经元突触的研究有一个实际的意义，因为人们有朝一日会由此认识某些神经疾病的机理并找到相应的治疗方法；而把它们总的联合起来考虑，本身就是揭示我们脑本质的方法之一。神经和心理科学不能为实验室科学家所独断，而是每一个人每时每刻都能走近的科学。 　 海布理论五十多年来，得到许多的实验支持。弗朗西斯 . 克里克在2003年《自然》（神经科学）的一篇综述中小心地提出了意识理论的框架；其中他多次引用海布的理论。彼得 诺尔没有拘于弗朗西斯 . 克里克的框架 ，在对海布理论提出三点质疑的同时，他提出了自己的理论。 　首先，海布的理论并不能实现他理论的初衷。因为细胞的装配的发生并不能让我们理解行为是如何发生的；其次，连海布自己也宣称，例如吃的感觉一定有非常强的作用使中枢神经细胞放电恢复到正常时间关系上，而这一可能性是建立在感觉过程可能积极支持和引导一定的大脑组织活动这一假设上的。第三个缺陷是，该理论不能解释（像性唤起）感觉状态的时程变化上；该理论无法去推断性行为过程中的特殊抑制现象。 　　 海布理论的缺憾不足为怪，因为他是从行为主义出发的，把人当成刺激反应机器。按照彼得 诺尔的理论，人的习惯就是突触的状态；习惯的形成，源于突触的可塑性。在人脑内有约100多亿神经突触人的精神状态就是这些突触效能的瞬间状态。同样是看见红颜色，人在不同的时间、地点其意识状态是不一样的；无限的突触状态对应于无限的意识状态。 　不管彼得 诺尔承认与否，他的理论似乎颇受他作为一个计算机语言专家所拥有的背景的影响，他似乎把人脑的思维和意识类比为电脑程序的运算，而神经突触就类似于一个大程序中许多小程序的接口（他本人很不乐意这样比喻，因为突触的可塑性是任何计算机无法比拟的）。颇有可比意义的是弗朗西斯﹒克里克用英国和美国的选举比喻他的理论，来说明不同感觉在中枢的表象的竞争，赢得胜利者就是显性的意识状态。给人直觉是，他作为定居美国的英国人，他是从美英两个的选举制度得到的启示，给出脑的意识状态的形成机制，虽然那只是他的框架中的一个。 　 人脑意识问题如此深奥，有时我不免悲观地认为，我们永远也无法解开它的谜团，或者那个任务已经超过了我们脑自身的潜能。不知彼得 诺尔心目中的神经突触是什么，但有一点必须指出，那就是除了90％的经典突触外，还有电突触、树突－树突突触、轴突－轴突突触。此外，还有一些气体神经递质象一氧化氮、一氧化碳所介导的神经信号传递是否也与人的意识有关呢？人脑本身也不是完美无缺的，何况存在着个体差异，那么，用彼得 诺尔的方法－－－也许就是古典心理学的自省方法去诠释意识的神经本质，确实有点狂妄。 延伸阅读： http://www.naur.com/synapse-state.pdf Francis Crick Christof Koch (2003): A framework for consciousness, Nature Neuroscience 首发于博客中国 : http://www.blogchina.com/20100503931620.html

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大脑皮层编码理论

wangwd301 2010-4-14 22:36

您想了解大脑中的信息、知识、结构、规则是如何存在的吗？想了解感觉、学习、意识在大脑中如何完成的吗？ 请看附件，可是原创哦。 大脑皮层的神经编码理论

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Open A Talk between FreeSurfer and MATLAB

热度 1 zuoxinian 2010-4-5 03:01

今天续些Open A Talk系列：看看如何进行Freesurfer和MATLAB之间的数据读写。在你的freesurfer的安装目录下有一个matlab目录，程序代码就在那里，我只演示最简单的读写，更复杂的功能，是决定于你想做什么，大部分的需求都能满足，自己多读读那些m文件就行。 1、如何读入surface数据到matlab： ＃－－－－－－－－－－－Start－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ %% This is a test script for loading mgh surface data. function = doTestLoadSurf() workDir = '/Users/messis02/xinian-research/trt/GroupAna/SCA/test_freesurfer'; fname = strcat(workDir, '/lh.zmap.sm05.mgh'); = load_mgh(fname); fname = strcat(workDir, '/lh.thickness.sm05.mgh'); = load_mgh(fname); ＃－－－－－－－－－－－End－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2、如何保存matlab数据到surface格式文件： ＃－－－－－－－－－－－Start－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ %% This is a test script for saving mgh surface data. function = doTestSaveSurf(R, M) workDir = '/Users/messis02/xinian-research/trt/GroupAna/SCA/test_freesurfer'; fname = strcat(workDir, '/lh.R.RSFC-TKNS.mgh'); = save_mgh(R, fname, M); ＃－－－－－－－－－－－End－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

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心理学：心灵旅途上的一场顿悟

aleinwangba 2010-4-4 23:10

（为北京大学招生网而写，希望能有更多好奇的孩子们爱上心理学） 大约开始阅读这篇文字的小盆友以及家长们都会带着两个问题，那就是心理学（ Psychology）学的是什么，将来的发展方向又有哪些。这两个问题由于经过了年复一年的探讨所以基本上能够得到相对客观的一些说法。首先可以说的是心理系本科生的学术生涯分为三大块：选课、科研和实习。其中选课的课程表在心理学系主页上就可以查到，基本上是心理学入门的知识储备，也包括高数物理以及编程之类的理工科基础。也就是说，心理学本科的培养重在打基础，你需要根据自己将来的发展方向进行适当的自我职业规划，简单来说就是想找工作的狂搞实习，想保研或者出国的狂搞科研。根据经验，如果你在本科四年成为实习达人的话毕业一定能找到适合自己又待遇不错的工作。当然，这类工作不包括心理咨询医师，因为想要坐诊咨询你至少需要读个研究生才算靠谱。关于读研，就2010年秋季入学的数据来看是前70%的同学都具有保研资格，也就是说只要成绩别太说不过去就可以了。申请出国没有一定的比例，其point就是如果你在本科期间好好跟着导师搞科研，拿到牛offers并不是梦想（06级张洳源同学堪为这方面代表人物）。 最关系到民生大计的问题已得到了解决，决定继续阅读下文的同志们一定还关注着，那么心理学究竟是什么呢？ 提到心理学，你脑海里第一出现的一定是《飞越疯人院》里的场景，一群身穿白衣的由于服药过量而神情恍惚。或者是《心灵捕手》里的那个经典弗洛伊德式造型的心理医师。这些隶属与临床心理学的印记并不是当今心理学的全部内涵。北京大学心理学专业有两大分类：基础心理学以及应用心理学。在生活中大家了解到的都属于应用心理学（包括临床心理学），然而所有的应用学科都是需要基础科研来做理论支撑的。想要治疗或者改造人类的心灵，势必要从了解心灵做起。 那么，心理学究竟是不是一门科学呢？ 这个问题曾让我纠结到彻夜难眠。那是在我们大二上学期吴艳红老师在她的第一节实验心理学（ Experimental Psychology）课上提出的第一个问题：心理学究竟是不是科学。当时课堂上论战的十分激烈，大家各抒己见争论不修，最后得出一个微妙而暧昧的界定：心理学是前范式科学。正印证心理学在近代学术史上经历过的可谓尴尬的阶段。长久以来心理学都被归为哲学领域，直到19世纪晚期，有位叫冯特（Wilhelm Wundt）的老兄说：我受够了，你们哲学家尽管坐着空想高谈，我可要去测量计算，找出真凭实据了。当他的同事还在捻着胡须仰望星空时，冯特已经开始实验测量人类心灵，并以有条理组织的方式，对哲学课题提出质问了。然而这仅仅是一个开始，实验心理学究竟是在追求科学真理，还是仅仅为了阐述观点？这个问题让刚刚有些模样的实验心理学拥护者再次陷入尴尬。比如说，实验心理学家们通过种种繁复精密的实验设计证实了中国人比美国人更具有集体意识，实验结果诚然让人心动，但反思过来这个结论我们通过经验推理也可以得出。如果说实验心理学家们只是为了给中国人更具有集体意识这一观点提供证据，那么这个实验推动我们接近真理了么？就这样，实验心理学将心理学带出哲学思辨的瓶颈，使我们不得不承认心理学需要以科学为基础，而在20世纪的有限技术水平又将心理学拖入另一个瓶颈，于是心理学便在由哲学升华为科学的旅途中，遁入了前范式科学的尴尬境地。 令人兴奋的是，这趟探索心灵的旅途并未就此走到尽头。我们在大学三年级在韩世辉老师的生理心理学（ Physiological Psychology）课堂上为这个前范式科学找到了出路。随着技术水平的增长，心理学研究开始借用化学、生物以及物理等各领域的先进技术测量心灵的源头我们的神经系统（Neural System）。生理心理学的假设认为，像服从、爱、悲伤以及强迫等所有的心理现象背后都有着共同的生理基础大脑。曾获2000年诺贝尔生理学坎德尔（Eric R. Kandel）在推动心理学与神经科学融合方面起到了至关重要的影响，他预言在21世纪，神经科学（Neuroscience）会覆盖几乎所有心理学分支，并主导所有相关的研究。坎德尔相信，我们最终会发现所有事物的神经本质，我们就应该能够掌握并改造人类的心灵。 21世纪的第一个十年过去了，我们尚不具备能力掌握并改造人类的心灵，可神经科学却像坎德尔预言的那般迅速繁荣起来，成为实验解释一切问题的金钥匙。比如在心理咨询中强调的共情（ empathy），指咨询师关怀一个人并能够了解他及他的主观世界的能力，对于这种能力的古典测量方法包括经验丰富的咨询师的主管判断，直到神经科学兴盛的今天，包括韩世辉老师在内的国内外学者通过功能性核磁共振的手段阐释了共青能力源于人脑特定脑区的神经发放。又比如我们所熟知的精神分裂症（schizophrenia）一直以来都是心理学界的难题，我系李量老师实验室的通过对动物模型的研究发现，精神分裂症动物的听感觉门控能力缺失，且精神分裂感觉门控不再受到神经系统自上而下（top-down）的调控，这从原理上解释了精神分裂症的多种认知障碍（如：幻听、意志力减弱）。 总而言之，人类的心灵世界隐秘而难测，或许有一天人类得以了解世界却也无法了解人类的心灵。探索心灵的旅途是艰辛而有趣的，就像我取得推荐直博资格之后的一天清晨母亲突然问我，为什么要研究这些东西，我想也不想说因为我好奇，我想知道它是什么样的。我还记得那天清晨的阳光懒懒地洒在我面庞上心灵仿佛沐浴在所谓顿悟（ insight）的境界之中，一切的开始，只因这好奇。

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大脑是怎样工作的？

fouyang 2010-3-17 07:32

【译自《New York Times》2003年十一月十一日】 SANDRA BLAKESLEE 欧阳峰译 在了解人类大脑的持续努力中，我们的疑案越来越多。让我们先来看看科学家们面对的是什么玩意儿。把我们的高级思维活动中心━大脑新皮质拉平的话，它的大小和厚薄大概和一张正式　餐巾一样。 大脑新皮质有一千亿个细胞，每个细胞有一千到一万个突触。这样，大脑新皮质拥有大约一百万亿个连接和三亿英尺的连线，这些都和其他组织一起被塞在大脑的一个半夸托的体积内。 令人困惑的是，这些细胞排列成很相似的六层。这些层中不同的区域，担负着不同的认知功能，如视觉、触觉、平衡感、运动和感情反应等。更诡异的是，在新皮层到大脑低层方向，还有大量的反馈线路，其数量，相当于自下而上的输出线路的10多倍。 更糟糕的是，我们缺少一个好的框架，去理解大脑的线路连接和它的电化学机制。科学家们不清楚这个6层的皮质是怎样产生自我意识的。他们也搞不懂在形成大脑的过程中，基因和经验之间错综复杂的关系。他们更不懂亿万个松散地连接在一起的神经元的激发，是如何产生协调的，有目的的行为的。 总之，他们看到了树木，却见不到森林。 但他们认为已经解决了一个多年的难题。神经学家们有一个共识：精神与大脑，是密不可分的。在人的大脑中，有思想、欲望、语言、感知、道德信仰和使人成之为人的所有特征的物质基础。所有这一切，都起自于亿万个普通细胞的交互作用。神经科学家没有找到二元论的证据。没有上帝的手指在指挥人的思想。 那神经科学家们在做什么呢？他们像个拆手表的孩子，卸下了大脑的所有部件，一只只地摆在面前。他们有了关于这手表工作原理的上千个线索。 但是怎么把它装回去呢？只是一件件看它的元件，怎么能了解如此复杂的玩意？更难的是，如何把不同层次的分析结果综合起来？有些大脑活动是在不足一毫秒的时间里发生的，但另一些活动，比如长期记忆的形成，却需要几天、乃至几周的时间。人们可以研究从分子、离子通道，神经元到功能区，线路，振荡和化学变化等各个层次。参与大脑随着经验而变化和修复损坏的还有神经干细胞和重塑机制。 仪器的发展一直在推动对脑的研究。在20世纪70年代末，科学家采用的方法，是把电流针插在单颗的细胞上，以测量它激发的模式。但进入20世纪90年代后，他们则用扫描成像技术，去观察人在说话、读书、赌博、或遇到道德难题时，大脑的活动。最近甚至有人观察性高潮时的脑状态。 可惜，这些研究虽然引人入胜，却反而加剧了在脑科学界的一个重大争论：大脑是由互通信息的个体分子组成，还是有着一个松散的组织，使得在面对一个特定任务时，一组相隔甚远的神经元会一起激发？在研究大脑的分区时，有些研究者认为象语言，肢体运动和辨认面貌等专门区域是固定连接的模块。 但也有人说这些区域是出奇地灵活。比如，同样是辨认人类面貌的区域，却可以被观鸟者用来观察相近物种间的区别，或被汽车专家用来分辨同一个牌子汽车的制造年份。 虽然双方都同意在出生时，大脑有一定的预设，但这种预设的性质不是很清楚。在大脑表达的基因做了什么？基因是如何影响行为的？什么是固定的，什么是可变的？文化在大脑定型的过程中起什么作用？ 虽然还没有整体上和谐的框架，科学家们已在脑活动和行为之间建立起了若干关联。新的成像技术揭示了在人们思考问题或情绪变化时，大脑活动的连接和整体模式。科学家还将老鼠脑中的基因表达进行定位，以了解看来相似的神经元是否有不同的蛋白质和功能。一种磁性设备可以安全地暂时关闭 人脑中的区域，来了解这些区域的作用。 大脑活动的时间特性也仍然是一个热门话题。在没有外来刺激的时候，神经元仍然是活跃的。它们充满了电流起伏，可以产生振荡，也可以通过相互作用而形成瞬间的活动模式。这些瞬间模式携带信息吗？或许它们在平均上相互抵消了？大脑究竟是怎样携带信息的？ 脑科学的最激动人心的进展之一是最近对大脑前庭（frontal lobes）的探索。大脑前庭位于人的前额的后面，可谓人的社交中心。它影响人的情绪，认知，纠错等活动。它也主管我们的身体意识，决策过程和对自身经验的认同。这里有一些特殊的电路，其中的纺锤状的细胞，似乎在向大脑的其他部位播送信息：这样好，那样不好。科学家发现身体和大脑的状态都会影响情绪。这就证明体脑的区分是虚幻的。 另一些科学家更对个性区别感兴趣。为什么有人善体人意，有人粗鲁刻薄，又有人善辩，有人害羞，有人能歌善舞呢？脾气是由基因所定吗？孩童的经历是否影响他们的大脑结构？有一种叫镜细胞的特殊脑细胞，似乎是专司婴儿的模仿的：如模仿大人的手势、表情、语言和情绪等。 脑化学也不再把神经调质（ｎｅｕｒｏｍｏｄｕｌａｔｏｒｓ）看成是给我们清醒和快感的汁水。象5－羟色胺（ｓｅｒｏｔｏｎｉｎ）,多巴胺（ｄｏｐａｍｉｎｅ）和去甲肾上腺素（ｎｏｒｅｐｉｎｅｐｈｒｉｎｅ）这些物质，在学习，记忆更新和精神病等方面都起着关键作用。 关于自由意志的问题也浮出水面。我们的一些行为是有意识的，但大多数却受臭名昭著的下意识控制。如此说来，虽然我们也有所选择，但自由意志恐怕只是幻觉。再说，所谓意识到底是什么？在寻找解答时，科学家们却又发现了新的疑团。他们现在相信，大脑是以模仿现实来工作的。大脑根据以往经验构造了一个框架，而输入的视觉，听觉和触觉等都被放到这个框架里去理解。 许多神经学家说，所有这些疑团是他们的饭碗的保障。

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[转载]转两个在我BLOGSPOT上的博文

zuoxinian 2010-1-26 15:01

今天收到了科学网博客的审查通过确认邮件，想着写点东西，但是无奈纽约是凌晨2点，似乎脑子更接近于真正的休息空载状态，想了一下把在 blogspot 上的两个贴了过来。前些日子记下的一点东西，是偶尔得闲的纪录。一个是推荐给刚接触这个静息态脑研究领域的文献： The First Set of R-fMRI Papers for Newcomers Back to 2006, when I came to picking up my first postdoc training in Beijing Normal University, I read four papers about resting state fMRI (R-fMRI), which I strongly recommend to the new people coming to this field. Until now, they are still holding the dominant impacts on this field. They are: B. Biswal, F. Yetkin, V. Haughton and J. Hyde, Functional connectivity in the motor cortex of resting human brain using echo-planar MRI, Magn. Reson. Med. 34 (4) (1995), pp. 537541. M.E. Raichle, A.M. MacLeod, A.Z. Snyder, W.J. Powers, D.A. Gusnard, G.L. Shulman, A default mode of brain function, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 98 (2001), pp. 676682. M.D. Greicius, B. Krasnow, A.L. Reiss and V. Menon, Functional connectivity in the resting brain: a network analysis of the default mode hypothesis, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 100 (2003), pp. 253258. M.D. Fox, A.Z. Snyder, J.L. Vincent, M. Corbetta, D.C. Van Essen and M.E. Raichle, The human brain is intrinsically organized into dynamic, anticorrelated functional networks, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102 (2005), pp. 96739678. 另外一个是读了最近一个计算神经科学综述后记下的文字： A time to unify computational models on human brain coming: computational neuroscience Today is the first day of 2010. I closed reading an excellent review paper Computational and dynamic models in neuroimaging which was in press in NeuroImage. In this review, from a perspective of mathematical modeling, Dr. Friston summarized those efforts on modeling brain's function and biophysics, which have extensively enriched the neuroimaging data exploration. Of particular importance, computational neuroscience now is tending to unify the resting-state and stimulus-invoked brain, which is an extremely important transition of neuroimaging research to go beyond understanding the human brain whatever rest or task involved. We can predict, in the future (e.g., see 2010 :), that the mining schemes from computational neuroscience, machine leaning and game theory will become pretty strong for both brain mechanism and prediction. In practice, two things might attract researchers: to develop a unify measure on brain dynamic, which means that the relevant measures should intrinsically reflect the dynamical process in the brain. (e.g., using the parameters from DCM or neuro-massive models, which hopefully can be solved out as in an inverse problem frame); to apply these schemes in various applications including theory of mind, cognitive components and their interactions, clinical diagnosis, etc. 都是些匆匆的文字，如不幸读到，希望有点用。

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Springer 2008年创刊的《化学感受感知》被SCI收录

wanyuehua 2009-12-1 06:28

2008年创刊的Chemosensory Perception《化学感受感知》，ISSN: 1936-5802，美国（SPRINGER, 233 SPRING ST, NEW YORK, USA, NY, 10013）出版，2009年入选 Web of Science的Science Citation Index Expanded，目前在SCI数据库可以检索到该期刊2008年的第1卷1-4期到2009年的第2卷1-3期共50篇论文。 50 篇文章包括学术论文38篇、会议论文9篇、评论2篇、社论1篇。 50 篇文章的主要国家分布：美国20篇，英国9篇，法国7篇，德国6篇，瑞典5篇，荷兰4篇，澳大利亚、意大利、丹麦各3篇等。 50篇文章共被引用31次，其中2008年被引用2次，2009年被引用29次，平均引用0.62次， H指数为3（有3篇文章每篇最少被引用3次）。 该刊的主题： Identification of chemicals producing sensory response Identification of sensory response associated with chemicals Human in vivo response to chemical stimuli Human in vitro response to chemical stimuli Neuroimaging of chemosensory function Neurological processing of chemoreception Chemoreception mechanisms Psychophysics of chemoperception Trigeminal function Multisensory perception Contextual effect on chemo-perception Behavioral response to chemical stimuli Physiological factors effecting and contributing to chemo-perception Flavor and hedonics Memory and chemo-perception 网址： http://www.springerlink.com/content/120904/ 作者指南： http://www.springer.com/life+sci/food+science/journal/12078?detailsPage=contentItemPageCIPageCounter=489909 编委会： http://www.springer.com/life+sci/food+science/journal/12078?detailsPage=editorialBoard 在线投稿： http://www.editorialmanager.com/chpe/

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H指数高的神经科学期刊

xupeiyang 2009-9-7 14:09

建议你在这个平台上查看详细的分析结果： 信息分析平台： http://www.scimagojr.com/countrysearch.php?area=1600country=CNw = 数据来源： Data source: Scopus Title SJR H index Total Docs. (2007) Total Docs. (3years) Total Refs. Total Cites (3years) Citable Docs. (3years) Cites / Doc. (2years) Ref. / Doc. Country 1 Neuron 3,519 232 371 1.218 17.488 13.583 1.191 10,54 47,14 UNITED STATES 2 Journal of Neuroscience 1,744 226 1.555 4.090 78.519 31.592 3.916 7,66 50,49 UNITED STATES 3 Neurology 0,604 178 1.246 4.106 21.765 17.239 3.239 5,18 17,47 UNITED STATES 4 Nature Neuroscience 3,236 175 296 916 9.220 10.325 819 12,21 31,15 UNITED STATES 5 Annals of Neurology 1,360 156 207 938 6.053 6.673 712 9,15 29,24 UNITED STATES 6 Trends in Neurosciences 2,244 155 85 337 5.743 3.569 316 11,88 67,56 UNITED KINGDOM 7 Brain 1,257 151 330 894 15.584 7.188 770 9,15 47,22 UNITED KINGDOM 8 Biological Psychiatry 0,830 141 413 1.037 19.796 8.625 982 8,85 47,93 UNITED STATES 9 Nature Reviews Neuroscience 3,739 140 198 400 10.416 6.116 355 14,39 52,61 UNITED KINGDOM 10 NeuroImage 0,768 126 712 1.895 36.553 11.978 1.884 5,71 51,34 UNITED STATES 11 Journal of Neurochemistry 0,754 125 728 1.921 41.674 8.861 1.885 4,59 57,24 UNITED STATES 12 Progress in Neurobiology 1,804 124 59 143 12.008 1.725 139 10,65 203,53 UNITED KINGDOM 13 Annual Review of Neuroscience 8,494 122 22 65 3.515 2.145 65 27,13 159,77 UNITED STATES 14 Current Opinion in Neurobiology 2,517 120 102 325 5.543 2.977 294 9,51 54,34 UNITED KINGDOM 15 Journal of Comparative Neurology 0,660 114 368 1.226 24.993 4.811 1.189 3,97 67,92 UNITED STATES 16 Neuroscience 0,463 110 836 2.314 45.943 8.399 2.285 3,51 54,96 UNITED KINGDOM 17 Brain Research 0,290 107 1.238 3.382 59.074 8.324 3.358 2,34 47,72 NETHERLANDS 18 Archives of neurology 0,640 105 323 978 6.008 4.348 786 5,45 18,60 UNITED STATES 19 NeuroReport 0,302 103 395 1.368 8.442 3.342 1.349 2,31 21,37 UNITED KINGDOM 20 European Journal of Neuroscience 0,628 102 720 2.149 37.812 8.763 2.122 3,91 52,52 UNITED KINGDOM 21 Brain Research Reviews 0,976 101 108 233 14.505 1.728 229 7,17 134,31 NETHERLANDS 22 Cerebral Cortex 1,105 101 307 523 16.406 3.595 517 6,64 53,44 UNITED STATES 23 Journal of Cognitive Neuroscience 0,792 97 167 478 9.304 2.730 473 5,09 55,71 UNITED STATES 24 European Journal of Pharmacology 0,299 96 746 2.183 28.559 5.893 2.152 2,53 38,28 NETHERLANDS 25 Experimental Neurology 0,539 96 315 908 16.671 3.810 868 4,12 52,92 UNITED STATES 26 Trends in Cognitive Sciences 1,424 95 93 323 4.232 2.895 276 9,52 45,51 UNITED KINGDOM 27 Neuroscience and Biobehavioral Reviews 0,953 90 85 246 11.043 2.163 235 8,72 129,92 UNITED KINGDOM 28 Mechanisms of Development 1,133 89 75 301 4.583 1.091 296 3,62 61,11 IRELAND 29 Neuroscience Letters 0,263 89 921 3.062 24.863 6.890 3.043 2,22 27,00 IRELAND 30 Journal of Neuroscience Research 0,515 88 367 1.085 18.386 3.956 1.076 3,51 50,10 UNITED STATES 31 Neuropsychologia 0,482 88 336 665 18.809 2.619 654 3,74 55,98 UNITED KINGDOM 32 Neuropharmacology 0,484 84 279 753 13.910 2.967 744 3,34 49,86 UNITED KINGDOM 33 Behavioural Brain Research 0,283 79 337 1.095 17.962 3.057 1.082 2,72 53,30 NETHERLANDS 34 Experimental Brain Research 0,245 79 469 1.336 19.454 3.046 1.324 2,11 41,48 GERMANY 35 Journal of Neurobiology 0,846 74 0 383 0 1.421 374 3,22 0,00 UNITED STATES 36 Neurobiology of Disease 0,720 72 205 652 10.854 3.058 648 4,58 52,95 UNITED STATES 37 Hippocampus 0,966 71 122 307 6.595 1.685 296 6,17 54,06 UNITED STATES 38 Behavioral Neuroscience 0,329 70 151 488 7.709 1.416 483 2,76 51,05 UNITED STATES 39 Drug and Alcohol Dependence 0,233 69 268 525 11.798 1.984 511 3,52 44,02 IRELAND 40 Nature reviews. Microbiology 3,124 69 131 595 8.564 4.013 287 13,51 65,37 UNITED KINGDOM 41 Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance 0,210 68 106 284 5.196 792 282 2,59 49,02 UNITED STATES 42 Pharmacology Biochemistry and Behavior 0,226 68 176 816 9.717 2.060 813 2,49 55,21 UNITED STATES 43 Brain Research Bulletin 0,215 65 169 628 8.906 1.294 621 2,06 52,70 UNITED STATES 44 Cognitive Brain Research 0,450 65 0 386 0 1.669 384 4,24 0,00 NETHERLANDS 45 Journal of Pain and Symptom Management 0,261 65 202 488 5.243 1.346 369 2,98 25,96 UNITED STATES 46 Journal of the Neurological Sciences 0,283 62 360 840 12.267 2.049 793 2,48 34,08 NETHERLANDS 47 Learning Memory 0,872 61 107 308 5.396 1.471 287 4,24 50,43 UNITED STATES 48 Peptides 0,323 60 310 984 14.247 2.552 973 2,47 45,96 UNITED STATES 49 Progress in Brain Research 0,417 60 282 483 21.267 1.264 460 2,35 75,41 NETHERLANDS 50 Neurochemical Research 0,272 59 261 610 13.254 1.355 598 1,89 50,78 UNITED STATES

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全球神经科学文献计量分析结果

xupeiyang 2009-8-25 10:34

信息分析平台： http://www.scimagojr.com/countryrank.php? Subject Area: Neuroscience Period: 1996-2007 Country Publications Citable Publications Citations Self-Citations Citations per Publication H index 1 United States 133.606 127.412 3.230.722 1.734.210 25,26 351 2 United Kingdom 33.209 31.011 755.762 190.061 23,91 221 3 Japan 29.942 29.315 418.058 112.512 13,83 151 4 Germany 29.481 28.575 591.406 154.787 20,98 190 5 Canada 20.882 20.067 419.860 80.733 21,26 178 6 France 17.507 16.960 358.751 72.980 20,48 174 7 Italy 16.492 15.768 280.768 62.537 17,90 146 8 Spain 9.453 9.215 151.096 33.009 17,09 119 9 Netherlands 9.320 8.885 168.971 31.916 20,42 125 10 Australia 8.919 8.539 148.996 30.220 18,46 119 11 Sweden 7.478 7.307 151.067 27.360 19,85 120 12 Brazil 6.624 6.466 53.022 17.618 9,93 70 13 Switzerland 6.539 6.331 151.894 20.236 25,23 133 14 China 5.805 5.685 46.910 12.217 13,35 67 15 Israel 4.257 4.058 84.493 13.004 21,41 109 16 Belgium 3.869 3.703 72.594 10.511 20,24 94 17 Korea, Republic Of 3.826 3.745 40.990 7.978 15,51 68 18 Finland 3.460 3.397 64.078 10.759 18,65 87 19 Poland 3.423 3.361 27.747 6.916 8,39 53 20 Denmark 3.124 2.992 54.628 9.047 18,71 86 21 Hungary 2.994 2.804 42.561 7.225 15,00 77 22 Austria 2.880 2.757 58.509 7.462 21,71 96 23 Taiwan, Province of China 2.296 2.224 25.636 4.733 12,99 57 24 India 2.186 2.040 17.733 4.076 10,47 49 25 Mexico 2.062 2.028 20.353 4.736 11,52 52 26 Turkey 2.059 1.944 14.356 2.694 10,96 46 27 Norway 1.998 1.923 37.928 5.161 21,97 78 28 New Zealand 1.658 1.583 25.598 3.734 17,38 66 29 Russian Federation 1.556 1.538 17.749 3.241 11,75 52 30 Argentina 1.496 1.458 20.913 4.027 14,02 60 31 Ireland 1.319 1.242 21.684 2.749 18,96 63 32 Hong Kong 1.209 1.174 13.298 2.523 13,39 46 33 Greece 1.081 1.031 11.225 1.428 13,40 42 34 Portugal 1.070 1.038 14.587 2.761 16,63 52 35 Czech Republic 991 959 10.461 1.987 12,66 40 36 Singapore 869 837 10.060 1.479 13,62 43 37 Iran, Islamic Republic Of 660 636 3.307 1.043 9,52 24 38 Chile 628 605 8.661 1.341 15,44 37 39 South Africa 598 568 7.422 1.037 16,13 39 40 Saudi Arabia 389 374 1.408 177 7,31 18 41 Slovakia 318 311 3.472 672 13,21 29 42 Bulgaria 314 303 3.141 359 11,19 30 43 Ukraine 251 248 2.862 527 10,88 26 44 Thailand 241 228 1.799 207 10,19 22 45 Croatia 240 235 2.532 469 11,86 26 46 Venezuela 229 223 3.546 351 14,12 29 47 Estonia 224 219 2.684 422 12,76 26 48 Cuba 200 197 2.255 354 12,53 25 49 Uruguay 199 197 2.572 352 13,11 25 50 Slovenia 187 182 1.454 264 8,72 18 51 Puerto Rico 187 183 3.873 387 20,57 30 52 Colombia 164 160 1.900 210 14,69 20 53 United Arab Emirates 151 145 1.094 158 8,60 16 54 Lebanon 144 141 1.320 172 13,43 17 55 Romania 137 131 1.079 87 11,12 17 56 Egypt 133 130 1.144 51 12,63 17 57 Pakistan 127 119 952 237 9,48 17 58 Morocco 114 114 1.145 50 11,20 17 59 Kuwait 104 103 697 95 7,04 15 60 Nigeria 98 93 560 91 9,45 10 61 Iceland 87 85 1.462 56 20,34 21 62 Malaysia 73 71 459 81 10,65 12 63 Tunisia 73 70 792 44 12,88 13 64 Lithuania 72 72 511 54 10,36 13 65 Jordan 67 66 378 12 9,95 9 66 Latvia 56 56 578 80 11,54 14 67 Armenia 55 54 294 107 5,46 8 68 Panama 54 51 651 105 17,97 16 69 Oman 52 47 142 13 4,19 7 70 Peru 51 47 491 83 13,29 11 71 Georgia 46 44 568 23 15,58 13 72 Cyprus 45 41 591 32 12,75 14 73 Serbia 44 43 11 1 0,40 2 74 Philippines 41 39 540 24 19,24 13 75 Kenya 40 40 391 82 10,79 12 76 Costa Rica 39 37 372 81 10,54 11 77 Trinidad and Tobago 38 35 339 37 15,05 12 78 Ecuador 35 33 592 63 23,19 12 79 Sri Lanka 35 24 161 23 5,92 7 80 Belarus 34 34 159 32 5,53 8 81 Ethiopia 33 32 265 55 7,08 10 82 Guam 32 32 564 68 17,15 14 83 Luxembourg 31 30 715 18 23,11 14 84 Uganda 29 29 174 31 9,40 7 85 Qatar 28 27 49 4 2,54 4 86 Indonesia 27 26 163 7 9,49 8 87 Grenada 27 27 23 1 5,91 2 88 Iraq 23 21 48 6 5,51 3 89 Algeria 22 22 545 18 35,20 10 90 Cote D'ivoire 21 21 79 6 5,84 6 91 Tanzania, United Republic Of 20 20 379 13 21,10 9 92 Zimbabwe 19 19 181 18 7,39 9 93 Malta 19 17 204 7 12,73 8 94 Bahrain 17 17 249 2 25,81 5 95 Faroe Islands 16 16 353 28 25,13 10 96 Viet Nam 14 14 144 15 15,50 7 97 Bangladesh 13 13 122 6 15,79 5 98 Netherlands Antilles 13 13 80 4 12,12 4 99 Jamaica 13 12 127 17 8,64 6 100 Libyan Arab Jamahiriya 13 13 36 6 2,50 3 101 Cameroon 13 12 62 24 7,04 4 102 Gabon 12 12 200 31 24,61 7 103 Nepal 12 11 97 4 10,80 6 104 Dominican Republic 11 11 129 6 12,54 7 105 Sudan 11 11 33 0 8,17 3 106 Honduras 11 11 195 25 18,75 8 107 Senegal 10 10 5 0 1,67 1 108 Palestinian Territory, Occupied 9 9 39 4 6,30 3 109 Seychelles 9 9 53 1 5,50 4 110 Benin 9 9 44 1 13,17 2 111 Mongolia 8 8 60 1 11,07 3 112 Syrian Arab Republic 8 8 56 11 9,00 3 113 Macedonia, The Former Yugoslav Republic Of 8 6 52 0 12,63 3 114 Togo 7 7 5 1 2,17 1 115 Bolivia 7 7 91 7 13,04 5 116 Bosnia and Herzegovina 7 7 64 3 15,63 3 117 Guadeloupe 6 6 76 8 17,38 5 118 Zambia 6 6 31 2 5,00 4 119 French Polynesia 6 6 87 12 14,50 4 120 Namibia 5 5 19 5 4,13 3 121 Moldova, Republic Of 5 5 32 1 12,75 3 122 Ghana 5 5 48 1 15,25 3 123 Burkina Faso 5 5 10 2 4,75 1 124 Mali 5 5 77 4 13,67 4 125 Malawi 5 5 7 2 3,00 1 126 Madagascar 5 5 17 2 4,67 2 127 Martinique 5 4 84 4 20,88 3 128 Cambodia 4 3 47 0 17,00 3 129 Papua New Guinea 4 4 68 2 17,00 4 130 Congo 4 4 43 5 14,17 2 131 Paraguay 4 4 47 1 15,67 3 132 Falkland Islands (Malvinas) 4 4 19 5 7,83 2 133 Gambia 4 3 6 1 3,00 2 134 Yemen 3 3 0 0 0,00 0 135 Uzbekistan 3 3 27 1 13,50 2 136 El Salvador 3 3 38 0 12,67 3 137 Barbados 3 3 70 0 35,00 2 138 New Caledonia 3 2 31 1 15,50 2 139 Palau 3 3 24 0 24,00 1 140 Mozambique 3 3 12 1 6,00 1 141 Lesotho 2 2 2 0 2,00 1 142 Guatemala 2 2 5 0 2,50 1 143 Burundi 2 2 5 0 5,00 1 144 Brunei Darussalam 2 2 6 1 3,00 2 145 Liechtenstein 2 2 2 0 1,00 1 146 Albania 2 2 43 1 21,50 2 147 Mauritania 2 2 0 0 0,00 0 148 Azerbaijan 2 2 67 1 67,00 1 149 Fiji 2 2 19 0 9,50 2 150 Botswana 2 2 4 0 2,00 2 151 Guinea 2 2 0 0 0,00 0 152 Mauritius 2 1 3 0 3,00 1 153 Lao People's Democratic Republic 2 2 11 1 11,00 1 154 Dominica 1 1 4 0 4,00 1 155 Suriname 1 1 11 0 11,00 1 156 Micronesia, Federated States Of 1 1 32 1 32,00 1 157 San Marino 1 1 0 0 0,00 0 158 Tonga 1 1 3 0 3,00 1 159 Macao 1 1 3 0 3,00 1 160 Tajikistan 1 1 2 0 2,00 1 161 Antigua and Barbuda 1 1 22 0 22,00 1 162 Congo, The Democratic Republic Of The 1 1 0 0 0,00 0 163 Angola 1 1 32 3 32,00 1 164 Cook Islands 1 1 35 0 35,00 1 165 Aruba 1 1 23 0 23,00 1 166 Kazakhstan 1 1 6 0 6,00 1 167 Andorra 1 1 0 0 0,00 0 168 Reunion 1 1 3 1 3,00 1 169 Cayman Islands 1 1 0 0 0,00 0 170 Samoa 1 1 2 0 2,00 1 171 Saint Kitts and Nevis 1 1 0 0 0,00 0 172 Greenland 1 1 7 0 7,00 1 173 American Samoa 1 1 16 0 16,00 1 174 Swaziland 1 1 2 0 2,00 1

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衰老解密解出神经科学奥秘

热度 1 yindazhong 2009-8-11 11:02

衰老解密解出神经科学奥秘 前一篇博客说道咬定青山一个月，苦写衰老解密后续篇，是为何物？值得那么大惊小怪吗？不看不知道，一看 也不能全知道。因为该文章在博客中目前只能为洋片，只能给出洋文的片段： 所谓 可供专家钻研， 亦为大家开眼。 若要尽知详情， 耐心等待半年。 不过为了满足某些看客的好奇心，先贴上文章的引言，并附上与老外的争辩（择时而发），让网上冲浪的好手，一道领略科学风口浪尖的头晕目眩。 Aging Resolution Implying Resolution of Neurobiochemistry －－ Revealing the Missing Codes of Life Science Dazhong Yin Abstract While the enigma of aging is understood as a result of molecular dysfunction caused by increasing entropy due to the fail of maintenance systems, a brief history of the interpretation of aging mechanisms and the exact biochemistry connecting the entropy and biological aging is addressed. Lipofuscin formation mechanisms revealing irreparable accumulative changes represent the most important aging related alterations of entropy increase in biological kingdom, which is very different from the aging process of inorganic materials. A fifth level of aging mechanism studies that highlights the importance of functional groups of biochemistry, the missing codes of life science, is put forward in this review. Significance and validities of such life codes in biology beyond genomic and proteomic concepts has also been clarified. An open-minded pondering with functional groups of biomolecules, such as carbonyl stress, may explain fatigue and sleep biochemistry in neurobiochemistry and biomedicine in broad sense. When the 19 th World Congress of Gerontology and Geriatrics confirmed and celebrated the explanation of biological aging in Paris in June 2009, most biological scientists still have been suffering the confusion of the aging mystery in related fields . Most gerontologic and geriatric scientists yet not really understand what exactly is the real value of the resolution of aging. While professor Hayflick stated aging phenotype is resulted from dysfunctional molecules caused by increasing entropy , the most headache question to many biomedical scientists becomes what is the exact biochemistry bridging the entropy and aging. More challengingly, questions were raised such as: since the enigma of aging is solved, namely maintenance systems are the determinants of longevity, thus how damage plays into the pathogenesis of degenerative diseases and how may the detailed understanding be needed to make practical use? The objective of this review is: 1) to review the history of aging interpretation and clarify further the exact biochemistry connecting the entropy and aging; 2) to address a fifth level of aging mechanism studies and highlight the missing code of life science; and 3) to predict significance and validities of such codes into a broad field of neurobiology and life sciences. 1. The Evolution of the Entropy-Related Aging Interpretation Before going into the detailed biochemical interpretation of entropy increase during senescence, a quick overview of the aging studies is fundamental. While over 300 aging theories being developed in biological history, about 30 of them are continuously regarded of importance . On one hand, these theories may be best divided in two categories, the genetic and stochastic parties. The genome relevance to aging mechanisms, after over 200 genes were discovered and identified, the pathophysiological maintenance network (system) is realized to mostly work together in determining the animals longevity (instead of being the driving force to accelerate aging) . On the other hand, the aging associated phenotypes and theories have been studied and classified mainly into four classes. Such classes are biologically ranked as at: 1) the whole animal level; 2) the organ level; 3) the cellular level; and finally 4) the molecular level . Whereas the enormous amount of data from all biological fields, particularly from various biomedical branches, have been so confusion in the literature, in some situation, aging investigation was dismissed as just too complicated for serious scientific study . It is sometimes suspected in the society of life sciences that Western biomedical research is getting lost in the forest of overloaded massive data, such as from genomics, proteomics, metabolomics and systems biology, a quickly growing field that will certainly add more complexity to the chaotic life science of gerontology and geriatrics. Should life science become more and more complicated or if there will be some simple access, or code, that could solve the mass? Not devoted to look for such code, however, we happened to view some biochemistry of life science in common under lipofuscin investigation . No matter how complicated and confusion the biological impairments start and/or develope, two major energy metabolism induced biological stresses representing most important biological side-reactions are understood as the key aging causes . These two are known as free radical oxidative stress and nonenzymatic glycosylation stress (being simplified as glycation stress later) . While the oxidative stress may finally form advanced lipid peroxidation end-products (ALEs), the glycation stress can result in advanced glycation end-products (AGEs) . By realizing with surprise that these two biochemical stress carry a similar middle step －－ carbonyl-amino reaction －－ the reaction was primarily pinpointed by the author as a common reaction during lipofuscin formation and it was proposed later as carbonyl toxification theory of aging in 1995 . Because the crosslinkages resulting from biological reactions are mostly irreparable , the carbonyl stress, and other biochemical cross-linking culprits had already been stressed in a crosslinkage theory of aging by Bjorksten already in 1968 . After a half-century, the carbonyl stress appears to remain as the key process of the crosslinkage-related inevitable aging alterations both intracellularly and extracellularly . Since a large number of experiments showed clear defects of the free radical theory of aging , Sohal and others, while verifying the free radical theory of aging (Orr and Sohal, 1994), has tried also to build up a new flagship to interpret aging mechanisms, the so called oxidative stress hypothesis of aging . The reformed theory is thoughtful, but it is unsatisfactory to consider oxidative stress and related impairments to be the genuine aging mechanism since most of such damages are repairable by maintenance system. When the oxidative stress theory was found not to correlate with the maximum lifespan (MLS), the understanding of aging mechanisms became much more confused than ever before . For clarifying the complex of concepts in the field, we propose to illustrate the problem with a quite simple formula as given below (Formula 1): Damages ( aging causes ) Repairing ( maintenance ) = Aging alterations ( aging process ) Formula 1. Aging mechanisms (and process) in a general view. From the formula, one may recognize simply that carbonyl stress-related age pigment formation is more significant than oxygen free radicals during real aging process simply because it contributes almost directly to the crucial accumulation-based aging process, the right side of the formula given above. Although a complete picture of biological aging mechanisms cannot be obtained only through the accumulation biochemistry of biological alterations (garbage accumulation , in the case of lipofuscin formation), a general picture of aging starts to emerge. Because no matter how complex the detailed aging mechanisms (causes and consequences etc.) may be, their main clues and the final results are available, especially the net result of impairments and restorations, which are highlighted by the accumulation biology of age pigments, the well known hallmark of aging as articulated primarily by Sohal et al. (Sohal, 1981; Porta, 1990; Yin, 1996; Szweda, et al. 2003). More open-mindedly, considering the nature of aging of all kind of materials, impairments and damages are encountered to either organic or inorganic materials. The difference is that inorganic materials can not repair the damages, but organisms may fix impairments and damages by direct or indirect means (such as protein restoration or cell proliferation) to renew life . Various physicochemical damages may be the direct causes of aging for inorganic materials. In the biological world, however, such damages are not the aging alterations/process per se . Most alterations of biological aging are accumulative instead of degradative, such as collagen crosslinking and lipofuscin formation. Referring to entropy, although Schrodinger predicted that the entropy increase must be inevitable in biological system , organisms with enough diet, however, have no problem to gain energy (to reduce entropy) to avoid simple energy dispersal (simply to eat more). The actual problem is how the system may maintain its designed functioning pattern. The entropy increase related biological change has never been understood (only remaining as imaginative physics and as empty talk in biochemistry) until systematic understanding of formation biochemistry of lipofuscin and age pigments . The age pigment associated changes implying the exact polymerization-associated molecular alterations in relation to entropy have been formally clarified only recently . Biochemically, the crosslinking reaction of unsaturated carbonyls with amino compounds seems to be a more important reaction inducing physiological aging-related alterations. This is simply due to the fact that unsaturated carbonyls have a molecular structure of second bite (namely, it contains a pair of conjugated carbonyls or similar structure like hydroxy-ene structure) so that a further reaction is possible if a detoxification process fails to follow the first bite. As a result, steady crosslinking of low energy potential due to cyclization and/or conjugation (with increased entropy!) and thus irreversible by-products can be produced. Organisms, if they have no enzyme to break down such side-reaction induced by-products (e.g. AGEs and ALEs) with their limited (gene programmed) types of enzymes, so they have to put up with and pile them up with age . In other words, whereas the instant damages of the free radical/Maillard reaction belongs to pathological causes, which are mostly repairable or reversible (e.g. in the case of early glycation), the carbonyl stress induces mainly the irreversible accumulative physiological alterations with aging. . To sum up, the crucial problem that the entropy theory of aging is requested to answer is what is the exact biochemistry behind the entropy increase during aging. Scientists have been missing an adequate resolution until recently . Biological side-reactions, which have been discussed comprehensively in the foregoing sections, occur spontaneously in life activities, mainly including free radical oxidation, non-enzymatic glycation, carbonyl stress and protein crosslinking, etc. provide the best answer . The irreparable impairments are the molecular explanation of entropy increase. For example, protein cyclic conjugation is an exergonic process that increases the entropy of living systems. Stochastic by-products of crosslinking accumulate gradually because they cannot be degraded by normal proteinases, such as the crosslinked connective tissues in blood vessel, in wrinkled skin and in other protein complex, like lipofuscin, fibrosis, amyloids, tangles, senile plaques or lens cataract in vivo , which may form due to either physiological or pathological reasons (Korenchevsky, 1961; Selye, 1970; Bailey, 2001; Diazani, 2003; Binder et al., 2005). 2. A New Level of Aging Mechanism Study Revealing Life Code Ten years after our carbonyl aging hypothesis proposed, the carbonyl stress aging is developed to have a broader coverage as the essential mechanisms of aging in 2005 . Whereas irreparable damage accumulation of biological side reaction is summarized as the general interpretation of aging, the age pigment biochemistry and the entropy law were integrated to support strongly the general aging theory. The general aging theory was first appreciated in China as an Excellent Contribution and awarded by Chinese Gerontologic Society in 2006 and 2007 . (不好意思， 本文只能就此打住。有兴趣者，请暂时虚怀，若对群山，所谓：对面能说话，相逢得半年。 不过实在熬不过那么久的，可以琢磨请我前往交流，轻微腐败即可，哈 )。

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精神病学、神经科学和心理学

xupeiyang 2009-8-10 10:03

精神病学、神经科学和心理学 精神病学、神经科学和心理学

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大力开展计算神经科学研究

热度 1 bitong 2009-6-10 00:09

1. 脑是 21 世纪的创新源泉 1） 神经系统处理信息能力远高于现代信息处理技术 人脑对图像识别、语音识别、等能力远远大于现代信息处理技术。蝙蝠和海豚的声纳能力远远超过现代技术水平【 3 】【 4 】 2） 脑的工作原理正好与现代技术观点相反 从工程观点来看 , 一个不稳定的仪器是不能用于工程实际的 , 人们很难想象一个不稳定的仪器能精确地测量小信号 , 可是狗的嗅感受细胞大约 35-45 天要全部换一次 , 如此不稳定的系统却能在强干扰下（气味干扰）检测极微弱的信号 . （狗能闻出几里路外的气味，据报道北极熊能闻到 30 公里 处的食物气味）。这说明生物系统遵循着另一规律在工作 , 完全不同于现有的工程观点 . 这就是说我们要重新考虑对生物系统的认识 , 为什么到目前为止还不能解释：狗鼻子为什么这样灵敏 , 其原因就在于此 . 3） 信息科学需要突破 信息技术的发展推动了整个科学和经济的发展。被人称现代是信息时代。信息化这一口号已成为各经济领域的行动方向。信息技术的发展也可以用来评价一个国家技术发展的水平。几乎所有科学领域的发展都与信息科学有关。可是现在信息处理的理论需要进一步突破 . 虽然计算机在语音识别或手写字识别等有长足的进步，但是，与人的能力相比还相差甚远。信息技术高速发展到现在已有几十年了，信息处理的理论还只有非常有限的几种。计算机处理信息的能力究竟有多少？计算机能走多远？这类问题已被人们所提出 4） 脑是利用混沌高手 5） 脑是典型的不确定性系统 , 是研究不确定性最好的平台 诺贝尔奖获得者 I.Prigogine 在 确定性终结 一书中指出：我们已经处于科学史上一个重要转折点，我们已经在加利略和牛顿所开创的道路上走到了尽头。他们给我们描述了确定性图景，我们却看到确定性的腐朽和物理新定理的诞生 。 追求确定性几乎是所有科学家的愿望，科学家们总想在千变万化的现象中找到确定性的规律，由于牛顿时代取得了辉煌成就，所以确定性思想深深地扎在人们脑海中。这是科学方法家长期来所采用的方法 , 但是随着科学技术的发展人们碰到和多不确定的现象，无法对它进行解释，为此我们需要有观念的突破。 脑是典型的不确定系统。而且现代技术人们已经有能力搞清脑的自然结构。因此脑是研究不确定性的最好平台。 2. 计算神经科学是神经信息应用到信息科学重要的的桥梁。 一般说神经信息科学是研究量与量之间的变换关系，要理解神经信息处理现象也需要知道量与量之间的变换关系。这就需要数学模型的建立 3. 大量数据只能用模型来整理 Nature 指出 现在生物实验中数据量越来越大，如何整理大量的数据，没有数学模型的综合是很难分析问题的 4. 实验代替不了计算 Konishi 研究猫头鹰的听觉几十年，实验做得很漂亮，他能确定猫头鹰的两耳能区别 5 微秒的时间差，但他一直不知道为什么？ Konishi 把它称为一个谜。几十年解决不了，文献【 1 】从 H-H 模型出发能推道出神经元能高灵敏地分辨出小于 5 微妙的时间差的结果。这就使得我们有一个全新的思考。我们认为这也许是计算神经科学的魅力。 美国 Science 杂志在 2006 年的一份有关神经计算的专辑中引言中第一句话是： COMPUTATIONAL NEUROSCIENCE IS NOW A MATURE FIELD OF RESEARCH. 意思是计算神经科学现在是成熟的研究 SCIENCE VOL 314 (2006) pp 75 我国在这方面虽然也有不少有关模型方面文章，但是大部份文章还是与实验在一起，系统地系统在模型上研究还是很少。 【1】 张宏 莫珏 童勤业 海豚的神经系统是如何利用声波定向的？ 生物物理学报 Vol. 23 No.6. (2007) (455-462) EDITORIAL The practice of theoretical neuroscience Nature neurocisience Vol.8 No.12 (2005)1627 【 3 】 Marc W. Holderied, Gareth Jones1 and Otto von Helversen, Flight and echolocation behaviour of whiskered bats commuting along a hedgerow: range-dependent sonar signal design, Doppler tolerance and evidence for acoustic focussing The Journal of Experimental Biology 209, 1816-1826 (2006) 【 4 】

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悲剧的魅力

eloa 2009-6-1 20:26

圆儿 发表于 2009-06-01 15:52 曾发表在《东方早报》上，有删改。我的投名状第一篇。 失去爱人的奥菲利亚陷入了疯狂 和爱情喜剧比起来，我一直比较喜欢悲剧。无论是泰坦尼克号里那随着Jack永远的沉入大海的海洋之心，还是罗马假日里哀而不伤的淡淡情愫，抑或是廊桥遗梦 里无奈的分离，都是如此荡气回肠，令人久久不能遗忘。 喜欢这种极至，喜欢这种忧伤，喜欢这种悲怆，喜欢这种重击心底的感觉。无论是音乐，还是文字，一直崇尚那悲剧里无尽的魅力，永远的胜过喜剧。 爱情悲剧为何有如此强烈的感染力？为什么悲剧更能打动人心？哲学家说悲剧精神是一种处于无时无刻的不满足状态下的追求；而喜剧精神则很单纯，是处于随时随 地的满足状态下的一种追求。可为什么人往往是更愿意追求不满足的状态？一种精神上的自虐？还是对生活追求一种完整的体会？ 失去挚爱往往是很痛苦的，而且那种滋味可以说远远胜于痛苦。神经学方面的研究表明，失恋后，随着人的大脑压力增加，一种叫多巴胺的物质含量有显著提高。一 般来说，多巴胺系统在恋爱早期的人的脑子里是处于活跃状态的，是代表爱情的甜蜜的。而失恋的人脑里其含量的增加岂不是意味着这些人甚至可能感到 更有激情？这简直是大自然对人类的讽刺，彼此相爱的人分开后，大脑神经系统却才最有可能体会到强烈的爱情的滋味！ 另一个由于失恋而引发出来的是大脑的惊恐系统。神经学家相信，这和哺乳动物幼年的分离焦虑反应有很大的关联。分离焦虑反应是在动物小的时候，如果 遭到母亲的抛弃或者被迫分离，整个大脑系统会变得很不稳定。分泌的激素会导致心脏狂跳，急躁的吸奶动作，以及惊恐的尖叫，以表示不安。失恋的人亦是如此， 而且，这种分离焦虑还会引发愤怒的产生，从而由爱生恨. 人为什么会产生如此的反应？难道愤怒能熄灭热烈的爱火？遗憾的是，心理学家对100名恋人进行了的一项研究，他们发现爱情的浪漫和愤怒的感觉是相互独立 的，也就是说，它们并没有互相遮盖，互相减弱的作用，而是可以同时存在。所以，一个人失恋的人，可以非常愤怒，同时深陷爱河，无法释怀，无法自拔，如此的 悲哀。 最后，当一切都无济于事的时候，屈服和绝望出现了。动物学家指出，这是在哺乳动物中很常见的。当幼小的哺乳动物被它们的母亲遗弃后，一开始它们会抗议并恐 慌。然后它们就会陷入心理学家称为绝望反应的状态之中。可是，和被遗弃的愤怒一样，绝望反应似乎也不能起到什么作用，不能减轻失去爱的痛苦。一些科学 家相信，这种绝望和消沉的状态是进化的一种必然。在几百万年前，它是作为一种应付机制进化而来的。关于这个主题的理论很多。专家认为，消沉对其他人来说是 一种可信的信号，相当于是一种求救信号，也是一种示弱的表现，强迫受到很大压力的人在最需要的时候寻求外界的帮助. 所以爱情悲剧，是在体会了美妙的爱情之后，又凝结了压力，惊恐，焦虑，绝望的感觉。喜剧总是相似，而悲剧却各有各的不同。悲剧的魅力，不是在于它对美的侵蚀和毁灭，而是在于它，就是我们生活的全部。 图片来源： 奥菲利亚 Ophelia 1889 by John William Watehouse

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作为“精神鸦片”的宗教

eloa 2009-5-29 22:48

cobblest 发表于 2009-05-29 13:15 修改版发表于《南方人物周刊》 2006年，伊朗总统在给布什的一封信里说：无论我们喜欢还是不喜欢，世界正倾向于信任全能的上帝和正义，上帝的意志将统治一切。今天，世界上有85%的人至少抱有一种信仰。宗教信仰作为价值系统的重要部分，给信徒的精神生活和道德世界的稳定带来了福音。特别是在降低人们对不可知世界的焦虑方面，对上帝的信仰让人们从未知和错误中获得解脱，摒弃自我怀疑，维持心情宁静。不过，马克思大大也曾经尖锐地指出：宗教是人民的鸦片。最近，加拿大多伦多大学的麦克因兹利奇（Michael Inzlicht）发表在《心理科学》的论文，就通过心理学上著名的Stroop效应和脑电波（EEG）研究，揭示了宗教如何作为一剂精神鸦片，来抚慰人们犯错的心灵。 因兹利奇的团队考察了50名怀有宗不同教信仰和种族的大学生，其中基督教徒占了大多数，但也包含了穆斯林，佛教徒和无神论者的被试。通过脑电波记录（EEG），因兹利奇考察了大脑中一个独特的区域：前扣带回（ACC）。ACC的激活，通常是因为我们遇到了噢噢，注意了，有什么东西不对劲了的情况。，因兹利奇介绍说。这个区域在大脑中起到一个报警器的作用：它负责监控焦虑、冲突的情况，进而参与调节人类的行为。患有焦虑障碍的病人往往在这个区域比常人要反应强烈，而治疗焦虑障碍的药物则可以缓和ACC的活动。 在因兹利奇的研究里，志愿者们参与了神经科学家们设计的一个非常简单的测试ACC功能的实验。参与者被要求判断一个带颜色的字词是什么颜色，但字词的颜色可能与字词一致，也可能是不一致。这样的测试在心理学上称为Stroop实验，在经典的类似研究中，人们往往会在字义和字色不同时产生困惑，比如判断一个红色的蓝字是什么颜色的时候，人们往往会受到蓝字本身自已的影响，因而影响到人们做出红的正确判断。 除了Stroop实验外，被试还需要事先完成有关宗教热忱和上帝信仰的测验。这些学生要回答诸如：我的宗教比其他宗教好，或是如果我的宗教支持，我也会同意发动战争 这样的问题，以判断他们对宗教的忠诚程度。通过分析参与者的反应结果，因兹利奇发现宗教热忱和对上帝信仰虔诚的被试完成Stroop任务时犯的错误也更少。仔细考察他们的反应可以发现，这些信仰者并非天生在认知能力上优于常人，例如他们的某些认知能力测验并没有特别的优秀。他们在测试上的突出成绩是因为他们在反应时更加谨慎认真：他们在不一致条件下耗费的时间和他们的宗教热忱成正比。 不仅如此，脑电波的结果显示，宗教热忱，对上帝笃信的参与者，判断错误时ACC的反应比普通被试要降低三到四成。即便是在控制了自尊、智力和其他人格特质因素之后，人们的宗教信仰还是可以显著地预测ACC活动的变化。因兹利奇认为，这是因为宗教信仰在人们不感到确定和错误的时起到一种和抗焦虑药物一样的缓冲效果，有信仰系统的人会认为世界发生的一切都是有意义的，所以他们心安理得地接受一切错误和不确定。 不过会不会是因为那些天生ACC反应小的人更容易拥有虔诚的信仰呢？有可能你的大脑天生长就符合上帝的要求，因兹利奇对这样一种观点进行解释时说。不过他还是坚信是宗教信仰让人们在焦虑状态下能够维持平静。在他的另外一个实验中，所有的被试都是教徒。实验一开始，因兹利奇他们写下自己最喜欢的宗教信条和最喜欢的季节。结果只有当他们写下与上帝有关的信条时，这些被试的ACC才会减小活动，而写下与季节有关信息的被试则没有显示出与常人的差别。 温哥华英属哥伦比亚大学的心理学家洛伦萨扬（Ara Norenzayan）认为，这和人们之前对宗教的很多理解不谋而合。它解释了为什么宗教信仰会让人们对焦虑感觉迟钝。宗教可能为我们提供了一个理解世界的框架，让我们清楚何时做，怎么做，和如何处理特定的情况，为我们和世界的互动提供了一个蓝图。信仰宗教的人对生活有一个更长远的看法和宏大的信念，因此不会轻易对自己做出的判断感到焦虑和羞愧后悔。不过，因兹利奇认为这也是一把双刃剑：降低了焦虑的同时，宗教也可能会让人们失去修正错误的能力，最佳的方式还是尽量去找到某种平衡。 有趣的是，这项研究和之前一个和政治信念有关的研究结果不谋而合。之前由纽约大学的社会心理学家戴维阿莫地（David Amodio）领导的研究表明，保守党的美国人比民主党的美国人在ACC上反应更弱。或许保守党稳定、不变通的政治信念和宗教在应付人们的焦虑和冲突方面有相通之处。不过因兹利奇认为，宗教超乎政治的一点在于，宗教可以提供一种终极的解释，甚至对于我们身后的未知事物，宗教都有一种极大的控制感，也因此会给人们带来更大的安慰。不过这种宗教的力量是否也适用于真实世界，例如在证券投资等生活情景里是否还起作用，还有待于研究者们进一步的考察。

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近十年神经科学与行为学领域论文发表前20名国家排名

wanyuehua 2009-4-3 07:16

中国论文总被引次数排名第 1 9 位、论文数排名第 14 位、篇均被引次数未进前 20 名 汤姆森路透 （ Thomson Reuters ）科技信息集团 3 月 1 日 更新了基本科学指标数据库（ Essential Science Indicators ，简称 ESI ），根据各个国家和地区于 1998 年 1 月 1 日 至 2008 年 12 月 31 日 在 Web of Science 数据库的 SCI 、 SSCI 收录神经科学与行为学领域期刊上发表的论文， 统计分析出前 20 名国家和地区排名（共有 82 个国家和地区参与排名）。每个参与排名的国家和地区在这期间发表的神经科学与行为学论文数超过 3 千篇，排名参照指标为总被引次数、文章数和篇均被引次数。其中，中国神经科学与行为学论文的总被引次数 50,624 次排名在第 19 位、论文数 6,206 篇排名在第 14 位、篇均被引次数 8.16 未进前 20 名（第 59 位），中国台湾地区论文的总被引次数 21,618 次排名在第 26 位、论文数 2,254 篇排名在第 27 位、篇均被引次数 9.59 未进前 20 名（第 50 位）。见表 1 神经科学与行为学领域论文按总被引次数排名，表 2 神经科学与行为学领域论文按论文总数排名，表 3 神经科学与行为学领域论文按篇均被引次数排名。 表 1 1998-2008 神经科学与行为学领域论文按总被引次数排名 Country/Territory Papers Citations Citations Per Paper 1 USA 126,717 3,029,802 23.91 2 ENGLAND 24,825 590,202 23.77 3 GERMANY 28,885 559,765 19.38 4 CANADA 19,152 377,538 19.71 5 JAPAN 26,318 366,252 13.92 6 FRANCE 17,509 320,903 18.33 7 ITALY 18,273 268,328 14.68 8 NETHERLANDS 9,371 162,254 17.31 9 SWEDEN 7,625 150,009 19.67 10 SWITZERLAND 6,814 146,797 21.54 11 SPAIN 9,231 130,850 14.18 12 AUSTRALIA 7,734 123,592 15.98 13 ISRAEL 4,358 80,265 18.42 14 BELGIUM 3,750 69,395 18.51 15 SCOTLAND 3,301 66,761 20.22 16 FINLAND 3,392 60,755 17.91 17 AUSTRIA 3,029 56,668 18.71 18 DENMARK 3,023 53,501 17.70 19 PEOPLES R CHINA 6,206 50,624 8.16 20 BRAZIL 6,329 45,921 7.26 表 2 1998-2008 神经科学与行为学领域论文按论文总数排名 Country/Territory Papers Citations Citations Per Paper 1 USA 126,717 3,029,802 23.91 2 GERMANY 28,885 559,765 19.38 3 JAPAN 26,318 366,252 13.92 4 ENGLAND 24,825 590,202 23.77 5 CANADA 19,152 377,538 19.71 6 ITALY 18,273 268,328 14.68 7 FRANCE 17,509 320,903 18.33 8 NETHERLANDS 9,371 162,254 17.31 9 SPAIN 9,231 130,850 14.18 10 AUSTRALIA 7,734 123,592 15.98 11 SWEDEN 7,625 150,009 19.67 12 SWITZERLAND 6,814 146,797 21.54 13 BRAZIL 6,329 45,921 7.26 14 PEOPLES R CHINA 6,206 50,624 8.16 15 ISRAEL 4,358 80,265 18.42 16 SOUTH KOREA 3,947 40,591 10.28 17 BELGIUM 3,750 69,395 18.51 18 FINLAND 3,392 60,755 17.91 19 SCOTLAND 3,301 66,761 20.22 20 AUSTRIA 3,029 56,668 18.71 表 3 1998-2008 神经科学与行为学领域论文按篇均被引次数排名 Country/Territory Papers Citations Citations Per Paper 1 USA 126,717 3,029,802 23.91 2 ENGLAND 24,825 590,202 23.77 3 SWITZERLAND 6,814 146,797 21.54 4 VIETNAM 19 400 21.05 5 SCOTLAND 3,301 66,761 20.22 6 CANADA 19,152 377,538 19.71 7 SWEDEN 7,625 150,009 19.67 8 GERMANY 28,885 559,765 19.38 9 NORWAY 1,876 35,644 19.00 10 AUSTRIA 3,029 56,668 18.71 11 BELGIUM 3,750 69,395 18.51 12 GUADELOUPE 12 222 18.50 13 WALES 1,208 22,315 18.47 14 ISRAEL 4,358 80,265 18.42 15 FRANCE 17,509 320,903 18.33 16 FINLAND 3,392 60,755 17.91 17 DENMARK 3,023 53,501 17.70 18 NETHERLANDS 9,371 162,254 17.31 19 KENYA 30 498 16.60 20 IRELAND 1,068 17,726 16.60

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关于大脑科学研究的最新成果的深入浅出介绍

sunon77 2009-1-12 06:41

download address: http://www.sfn.org/index.cfm?pagename=brainFacts 大脑科学有很多有意思的问题： 比如，神经元细胞的结构和消息传递机制 大脑的发育 人的视、听、闻、味、触等感觉是如何形成的？又是如何认知的？ 人的学习、记忆和语言是如何形成的？ 大脑的衰老 人在压力环境下的反应 大脑的疾病等等 Society for Neuroscience 每年出版一个Brain Facts的报告，就上述问题给出目前的最近进展。当然其程度是普及，而不是专业报告，对非Neuroscience专业的研究人员也是一本不错的参考。 END

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灵魂驻扎松果体？

songshuhui 2008-9-3 15:46

wilddonkey 发表于2008-04-29 星期二 8:21 分类: 生物 | | 灵魂驻扎松果体？ 十七世纪，法国哲学家笛卡尔用一种二元论来解释人体，他认为同时存在一个自由的非实体的灵魂，和一个机械操作的身体，灵魂像一个舵手，坐在身体这艘船上。从此观点出发，他需要解决一个问题：灵魂这个舵手一般都呆在什么地方办公？身体这艘船上的舵在哪里？根据当时的解剖学发现，人的脑结构基本上是左右对称的，除了一个叫做松果体的组织独一无二，而且正处于脑的几何中心。鉴于其是如此的特立独群、地位显赫，笛卡尔将它指派为灵魂的驻所。 这个位于前额后、小脑前的神秘组织确实不那么简单。旧石器时代末期，一些原始宗教的信徒会被施以脑颅环锯术，即在头顶上挖出不同形状的洞，只有把脑袋雕凿成这样的艺术品才有资格成为祭司的候选人。祭司凭借着坑坑洼洼的头脑未卜先知、喻示众生，其中的道理在于松果体被认为能够获取到空间中可见光谱外的电磁波，并将其转化为神经信号发送至大脑皮层，产生意识，在头顶上凿洞正是为了方便松果体与外界接触。有了这样的脑袋，祭司们就可以闭着眼睛预见到远方正发生着的一些自然变化了。 松果体被当作了第三只眼，或者说是能量中心，看上去很有资格担当灵魂的寄所。但尽管被古希腊哲学家认可为宇宙能量进入人体的闸门，被印度教祖师当作未卜先知的器官，松果体的第三只眼作用在人身上已经很难体现出来了，唯一的残余痕迹是在胚胎发育到两个月时，松果体所在的间脑区域有感光细胞形成，但刚一出现，马上就退化了。而根据海克尔生物基因定律，胚胎在很短的时期内会经历其所属物种的整个进化史，这说明这第三只眼应该在我们的动物祖先身上存在过。 的确，古生物学家发现许多灭绝的爬行动物头顶都有眼睛，在现存的化石级动物，比如已问世 2 亿年的新西兰斑点楔齿蜥的颅骨上还能找到很小的眼眶，眼眶中一层透明的膜下隐藏着一只真正的眼睛。而最近在一种更为低级的脊椎动物，学名为墨西哥丽脂鲤的身上发现，松果体是其唯一的眼睛。这种诨名为无眼鱼的鱼生活在墨西哥的一些地下山洞中，它们没有完整的眼睛结构，因此一直被认为是不能视物的，但新近证实它们能够利用松果体来感知光线。 具往矣，随着进化，松果体的光明使者身份一去不复返，其如今在人体的地位只是一种内分泌腺体，主要功能是通过分泌褪黑激素调节生物钟，跟灵魂已经很难搭上关系。不过台湾大学一份或将发表于 nature 的研究报告又把笛卡尔的舵手唤醒了，研究者对处于静坐冥想状态下的受试者进行大脑成像，结果显示在冥想过程中，松果体显著兴奋。富有宗教色彩的冥想如坐禅、瑜伽等通常要与灵魂、精神能量之类挂上钩，研究者据此声称他们的研究揭示了松果体与灵魂的关联，为笛卡尔的舵手颁发了一张科学的居住证。 或许在冥想时松果体的亢奋意味着驻扎于其内的灵魂正焕发出勃勃生机，但也有可能是此刻松果体正大量释放着褪黑激素或其他某种激素，与灵魂并不相干。 注： 该篇研究报告可详见于 Nature Precedings 网站 http://precedings.nature.com/documents/1328/version/1 标签： 五香松仁 , 松果体 , 灵魂 , 神经科学

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(译)通往心灵中央的旅程 by Vilayanur Ramachandran

songshuhui 2008-9-3 15:26

红猪 发表于2008-05-3 星期六 1:38 分类: 生物 | | 大家可能听过面部失认症：由于特定的脑损伤，患者变得无法识别他人的面孔；但你有没听过这样一种病：患者认得出别人的面孔，却硬说自己的母亲是别人假装的？你可能还听过幻肢：被截肢的人老觉得被截的肢体还在；你有没想过：如果有幻肢者说自己的幻肢很疼，那要如何帮助他解除这种不存在的疼痛呢？还有，你知道吗？人类中百分之九十九的成员，对火星字母该如何发音，有着惊人的共识 神经科学家 Ramanchandran 在他的 演讲 中探讨了以上有趣的问题。 通往心灵中央的旅程 Vilayanur Ramachandran 红猪　译 像 Chris 说的那样，我研究的是人脑，是人脑的功能和结构。我想花一分钟来思考其中的意义。这是一块三镑重的巨大果冻，你能将它放在掌中，它能思考恒星间的广阔宇宙，思考无限的意义。它还能思考它自身，这种奇异的性质就是自我意识，我认为它是神经科学的圣杯，希望有一天我们能了解自我意识是如何产生的。 好，那么你要怎么研究这个神秘的器官呢？你有一千亿个神经细胞，它们相互作用。从这些活动中，涌现出我们称为人性或人类意识的全部功能。这是怎么发生的呢？我们从很多角度出发研究人脑。其中的角度之一，是观察脑中的一小部分区域遭受持续性损伤的病人。损伤并不会导致认知能力的全面丧失，而是导致特定功能的丧失，其他功能则完好无损。这让你能自信地说：那个区域以某种方式在那个功能的运作中起到作用。这样，你就能将功能映射到结构上去，并找出这部分神经回路是如何产生这个功能的。这就是我们想做的事。 我向诸位展示三个惊人的例子，每个例子将 6 分钟。 第一个例子是一种称为卡普格拉综合症（ Capgras Syndrome ）的罕见综合症。图中显示的是颞叶、额叶和顶叶。而折叠在皮层内部、在图中无法看到的，是一种称为梭状回（ fusiform gyrus ） 的微小结构。它被称为脑的脸部区域，因为如果这个区域遭受损伤，你就无法再识别人们的面孔了。你仍然能够通过嗓音识别他人，哦，对了，这是 Joe ，但你没法看着别人的脸认出这是谁；连镜子里的自己都认不出。你知道这是你自己，因为当你挤眉弄眼，镜中人也对你挤眉弄眼，但你并不是真的认识你自己。 好了，这种梭状回损伤导致的疾病很多人知道，但还有一种罕见的综合症，罕见到连医生都很少知道，连神经科学家都不太了解，它名叫卡普格拉错觉（ Capgras Delusion ），即一个原本完全正常的病患遭受了头部损伤，从昏迷中醒来，看着自己的母亲说：这人看上去跟我母亲一模一样，但她是个假冒的，是个假装成我母亲的女人。为什么会这样呢？这个人在所有方面都完全清醒理智，但一旦母亲现身，错觉就出现，他就说这不是我母亲。 对这种症状，心理医生的书里最常见的解释是种弗洛伊德式的观点，那就是：当这个小伙子（女性也得有这种病的，但我只说男的好了）还是个婴儿的时候，感觉到母亲有种很强烈的性吸引，这就是弗洛伊德所谓的俄狄浦斯情结。我没说我相信这个，但弗洛伊德观点就是这样的。长大后，你的皮层生长发育，抑制了对母亲的潜在性欲。接下来，头部的击打损伤了皮层，把潜在的性欲释放到了表层。于是突然之间，你莫名其妙觉得自己对母亲起了性欲。于是你想：天，这是我妈，我怎么可能会觉得冲动？她一定是别的女人，是个假冒的。你觉得只有这样的解释才说的通。我从来不觉得这样的论辩有什么道理，尽管像弗洛伊德的其他论辩一样，它非常巧妙。我觉得它没道理，是因为我见过遭受同样损伤的病患否认自己的贵宾犬。他说：大夫，这不是菲菲，它看上去跟菲菲一个样，但它是另一条狗。你用弗洛伊德的理论解释解释看（众笑），你会觉得人类具有某种潜在的兽性，那当然很荒谬。 实际是怎么回事呢？为了解释这种奇怪的疾病，来看看正常人脑区间通路的结构和功能。通常来说，视觉信号通过眼球进入脑中的视觉区域（脑后部负责处理视觉信号）。然后，信号通过称为梭状回的微小结构，你的脑就在那里处理面部图像。那里有对面部敏感的神经元，所以称为脑的面部区。那个区域一旦损坏，你就失去了识别面孔的能力。　但神经信号还会从那个区域出发，往下到达边缘系统中称为杏仁核（ amygdala ）的区域，边缘系统是脑的情绪核心。杏仁核判断你所看见的物体在情绪上的重要性：那是猎物，是天敌，是配偶，还是完全无关紧要的东西。如果杏仁核变得兴奋，那么说明眼前的东西很重要，神经信号就会向下发送到自主神经系统，你的心跳开始加速，你的手掌开始出汗，肌肉开始收缩。还好手掌会出汗，因为可以把电极连上手掌，测试汗液产生的皮肤电阻，这样我就能判断你看着什么东西的时候，是兴奋，唤起，还是没有反应了。我的想法是：当这小伙子看着某个物体时，信号进入视觉区和梭状回，他认出了这件物体是张桌子或者是他母亲。接着信号就传到杏仁核，再往下传递到自主神经系统。但或许在这小伙子的脑中，从视觉区到边缘系统的线路被事故切断了。由于梭状回并未损坏，小伙子还能够认出他母亲，是啊，这人看上去像我母亲；又由于通往情绪中心的通路被切断了，他就会想：为什么我看见母亲时感觉不到温暖，或者恐惧？于是他就这样来解释这种无法解释的情绪缺失：这不可能是我母亲，而是某人假装的。你要怎么验证这个假说呢？你找来一个人，在他面前放一面屏幕，一边测量他的皮肤电，一边在屏幕上放图片给他看。我能测量你看见一个物体，比如一张桌子或一把伞时，手掌的出汗状况，当然了，看见这些，你是不会出汗的。如果我给你看狮子老虎的照片，你会开始出汗。信不信由你，如果我给你看你母亲的照片，你也会开始出汗，你不用是个犹太人就会出汗。（众笑）那么，当你向病人展示图片并测量他的皮肤电反应时，发生了什么事呢？给他看桌子椅子绒布，都没有反应，跟正常人一样；但当你给他看他母亲的相片，皮肤电图像拉成一条直线，他对自己的母亲也没有情绪反应，因为从视觉区通往情绪中心的线路被切断了。他的视觉没有问题，因为视觉区是正常的；他的情绪反应也没有问题，他会哭会笑；但是从视觉到情绪的线路却断了，因此，他有了这个母亲是冒牌货的错觉。我们在这里研究了奇怪、看似无法理解的神经－精神病症状，并认为正统弗洛伊德观点是错误的，你实际上可以找到一个精确的解释，如果你懂神经解剖的话。顺便说一下，如果这病人跟母亲通电话，他会说：哇，妈，你好不好？你在哪里？用电话就不产生错觉，但当母亲走到面前，他却说：你是谁？你看上去就像我妈。原因是：信息沿着另一条通路从脑的听觉区通往情绪中心，事故并没有切断这条通路，这就解释了为什么他能通过电话认出自己的母亲，但当他看到母亲本人，却说那是假冒者。 好了，脑中为什么会有如此复杂的回路呢？是自然、基因、还是养育的作用？我们通过研究另一奇怪的综合症来试图解答这个问题，它名叫幻肢。 诸位都知道幻肢是什么。当一条手臂或腿被切除，或当你在战争中失去一条肢体，你还是能活生生感受到那条已经失去的手臂，那就是幻臂（ phantom arm ）或幻腿 (phantom leg) 。实际上，身体的任何部分都会产生幻肢现象。信不信由你，即使内脏器官都不例外。我有位病人被摘除了子宫，结果得了幻子宫病，每个月还会有幻一次月经。一天一个学生问我，那病人有没有幻经前综合症？倒是个不错的科研课题，但我们还没有研究那个。好了，接下来的问题是：通过实验，你能从幻肢现象中学到什么？我们发现了一种现象：感觉到幻肢的病人中，有一半宣称自己能移动那条幻肢，他们能用幻肢拍兄弟的肩膀、能在电话铃响时拿起听筒、能挥手道别。他们有种十分强烈鲜活的感觉。病人的脑知道手臂已经不在了，但感觉还是非常强烈。 然而，病人中的另一半没有这种运动的感觉，他们告诉我：大夫，我的幻肢被麻痹了，它痉挛地捏紧拳头，疼得不得了。如果我能移动它，疼痛或许就会减轻。为什么幻肢会被麻痹呢？听上去自相矛盾。当我们查看病例时，我们发现，这些感觉幻肢被麻痹的人，他们的手臂原先曾被麻痹过，原因是神经受伤，控制手臂的神经被车祸之类的原因切断了。所以，病人的手臂曾经真的疼痛过几个月或者几年。然后，为了帮助病人赶走疼痛，外科医生给他做了截肢手术；接下来，就有了条同样疼痛的幻肢。这是个严重的问题，病人们心情抑郁，甚至有人自杀。那么你要怎么治愈这种综合症呢？为什么会有人觉得幻肢麻痹？ 查看病例的时候，我发现他们有过真实的手臂，控制手臂的神经被切断，真实的手臂在截肢前麻痹了几个月，这种疼痛被带到了幻肢里。为什么会这样呢？当手臂完好但麻痹的时候，脑向手臂发送指令，前脑命令动，但视得到的觉反馈却说动不了；动――动不了――动――动不了这被固定在了神经回路中，我们把这叫做习得行麻痹（ learned paralysis ）。脑了解到，移动手臂的指令制造了麻痹的感觉。然后，当你将手臂切除，习得性麻痹就进入了你的体象（ body image ），进入了你的幻肢。 你要怎么帮助这些病人呢？你要怎样解除习得性麻痹，好让他们的幻肢不在剧痛中痉挛紧握？如果你向幻肢发送指令，并且得到了幻肢响应指令的视觉反馈，那会怎样呢？那样，说不定就会减轻幻肢疼痛了。你要怎样做到这一点？可以用虚拟实境，但那会花上几百万。我想到了这个成本三美元的办法，别跟我的赞助机构说。（众笑）你是这么干的：在纸板盒中间放面镜子，制造出一个我称为镜盒（ mirror box ）的东西。 我的第一个病人十年前截肢，此前手臂麻痹了几年，截肢后幻肢产生麻痹。他来看病的时候，我给了他一个这样的镜盒，病人将疼痛痉挛的幻肢左臂放到镜子左侧；右臂则放在镜子右侧，并做出和左臂同样的姿势。然后病人看着镜中，他感觉到了什么？他感觉幻肢又复活了，因为他看到了镜中的手臂，就好像他的幻肢又重生了。接着我说：现在动一下你还在的手指，同时对镜子里面看，这样你会看见自己的幻肢正在移动。很好理解，对不？但惊人的是，病人说：天，我的幻肢又在动了！疼痛也随之减轻。（掌声）我的第一个病人来看病时，我叫他看着自己幻肢的镜像，他咯咯笑起来，说：我看见我的幻肢了。他不傻，知道这不是真实的，只是个镜像，但这是非常鲜活的体验，接着我说：动一下你真实的那只手和幻肢手。他说：我可没法移动我的幻肢手，你知道的，很疼。我说：那动一下正常的那只手吧。他说：哦，天，我的幻肢又在动了，简直不能相信，我的疼痛也好些了。接着我说：把眼睛闭上。他闭上眼，我说：动一下你正常的那只手。厄，感觉不到了，它又握紧了。睁眼。哦，天，又在动了！他就像个进了糖果店的小孩。 所以，这证明了我关于习得性麻痹和视觉信息所起重要作用的理论，但我可不会因为让人成功移动幻肢而获得诺贝尔奖。（众笑）细想之下，这种能力完全没有用处，但我开始意识到：也许你在神经科学中观察到的其他类型的麻痹，比如中风，也许都有习得的成分，都能用一个装了镜子的简单装置予以克服。我对那位病人说：把镜子带回家，自己练习一两个礼拜，也许你能扔掉镜子，解除习得性麻痹，开始移动幻肢，消除疼痛。他说好啊，我带回家。我说：两块钱而已，带回家吧。于是他把镜子带回了家。两周后他打来电话说：大夫，你一定不相信。我说：什么？他说：它不见了。我说：什么不见了。我还以为镜子或者盒子可能不见了。他说：不不不，这个跟了我十年的幻肢，它消失了！我觉得担心了，我改变了这个人的体象，人类被试啦、研究伦理啦方面会有什么问题？我说：你觉得困扰吗？他说：才没有！过去三天，我没了幻肢，于是就没了幻肢肘关节痛，没了握拳，没了幻肢上臂疼痛，所有这些疼痛都消失了。但问题的，我的幻手指还挂在肩膀这边，你的镜子够不到，你能不能把镜盒改装一下，好让我用脸贴着镜子，在镜子里看见自己的幻手指？（众笑） 我一直觉得这像是魔术。为什么会发生这样的事？因为脑面临巨大的感觉冲突，它收到视觉信号，说幻肢又回来了；但另一方面，又没有来自肌肉的信号证明它真的回来了；你的动作信号也在告诉你手臂没在动。在这种冲突之下，脑就说：少来啦，根本就没有什么幻肢，这条手臂已经不在了。手臂一旦消失，附带的好处就是疼痛也一并消失，因为不可能有一种不依附形体的疼痛漂浮空中。其他研究团体在几十个病人身上试验了这种疗法，也许能称为治疗幻肢疼痛的有价值的方法。还有人在中风病人身上试验这种疗法，有的中风瘫痪也是习得的，或许也能用镜子加以克服，临床试验也正在进行中。 好了，接下来开始讲第三部分，是关于另一个奇怪现象的，它叫做联觉（ Synesthesia ），是由达尔文的表亲弗朗西斯 . 高尔顿在十九世纪发现的。他指出，人群中某些成员，其他方面均与常人无益，却有如下特别之处：他们看到一个数字时，就能感受到色彩。 5 是蓝色的， 7 是黄色的， 9 是 靛色的。这些人其他方面完全正常。有人能在音符中看出颜色，升 c 是蓝色的，升 f 是绿色的，另一个音符可能是黄色。为什么会这样？高尔顿把这称为联觉――感觉的混合。对我们来说，感觉之间是分开的，但有人会混合，为什么会这样？还有一个有趣的现象，就是联觉会遗传，高尔顿认为其中有遗传学基础。此外，在艺术家、诗人、小说家当中，联觉比其他人常见八倍。为什么会这样？我就要回答这个问题，此前没有人回答过。 好了，什么是联觉，成因是什么？有许多理论做出解释。一种理论认为，他们就是疯了而已。那算不上什么科学理论，所以别管它了。另一个理论是这些人吸了毒，或许有点道理，因为联觉在湾区比在圣地亚哥常见。（众笑）我们来问问自己：联觉到底是什么？我们发现，图中梭状回里的颜色区和数字区彼此接近，因此我们认为，在颜色区和数字区之间发生了意外串线（ cross-wiring ），所以，每次你看见数字，就会同时看见颜色，于是就有了联觉。那么为什么会出现串线呢？记得我说过这是遗传的。这就给了你线索，说不定是某个变异的基因引起了串线。我们每个人在出生时，脑中的所有区域都彼此相连，它们后来被修剪成为脑中的不同模块。有一个基因控制这种修剪过程 (trimming ），当这个基因发生变异，修剪就不完全。如果是数字区和颜色区没有断开，你就有数字－颜色连觉；如果音符区和颜色区没有断开，你就有了音符－颜色联觉。那么，如果脑中的一切区域都彼此相连呢？好，想一下艺术家、小说家和诗人之间有什么共通的地方。他们都能进行类比思考（ metaphorical thinking ），将看似无关的想法联系在一起，比如朱丽就是太阳。这句话的意思难道是朱丽是个发光的火球吗？精神分裂的人会那么想，但那是另外一回事。正常人会说：意思是她像太阳一样温暖发光，哺育他人。他马上就能领会其中的联系。假设联觉者人的脑中发生串线，再假设概念也位于脑的不同部分，那他们的脑就更有可能倾向于类比思考，更有创意。因此，艺术家、诗人、小说家中具有联觉者就更多。 下面看最后一个演示。我将向诸位展示：你们全都有联觉，只是自己不承认罢了。图中是我称为火星字母的东西，其中一个叫 kiki ，另一个叫 buba 。 哪一个是 kiki ，哪一个是 buba 呢？多少人觉得左边是 kiki ，右边是 buba ，举下手。好了，有一两位变异人。多少人觉得左边是 buba ，右边是 kiki ，举下手。百分之九十九的人。好了，诸位都不是火星人，你们是怎么认出火星字母的？因为诸位都在进行跨模块的联觉抽象，意思是，你觉得右边那个尖尖的东西看上去像 kiki 。在你的听觉皮层中， kiki 的声音很像尖尖的视觉形象；这看似幻觉，但在你的视皮层和听觉皮层分别处理视觉和听觉信号时，脑能够抽取两者的共性。我们现在知道，这发生在脑的梭状回，因为那里受损的病人无法正确判断 buba kiki 对应的字母，同时也失去了比喻的能力。你要是问他：发光的未必是黄金这句话是什么意思？他会回答说：意思是会闪光的金属不一定是黄金，你得测试具体成分。他完全不明白其中的比喻意义。这个脑区在人脑中的体积比低等灵长类中的大八倍。这边的角回（ angular gyrus ）区域很有意思，因为它是视觉、听觉和触觉的交汇处。人类的角回特别大，我认为这是许多人类特有的能力，比如抽象、类比，和创意的基础。这些问题，哲学家已经研究了上千年。现在我们科学家能够通过脑成像、研究病人，还有提出正确的问题来开始进行探索了。谢谢。　　 　　 标签： 神经科学 , 翻译

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当彩色的声音尝起来是甜的

songshuhui 2008-9-3 15:25

wilddonkey 发表于2008-05-3 星期六 13:35 分类: 心理 , 生物 | | 此文作于07年三月，发表在07年6月刊的《科学中国》（原《科学》） 红猪翻译的《通往心灵中央的旅程》一文提到了联觉，所以把这篇旧文贴出来，供大家参考，请对照阅读：） 一觉醒来，睁开双眼，看到的是家中熟悉的场景和透窗而入的阳光；工作累了，听段音乐放松放松；新买的衣服，摸起来手感不错；饭菜上来了，先是扑鼻的香味，然后是绕舌的美味。这就是我们每天的生活，由视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉五种感觉塑造而成。来自外部世界的信息被各感觉器官所捕捉，经过各感觉系统的处理，最终得到一个解释或是一种感受：朝你微笑的是那个美丽女孩；嘴里的烤鸡味道不错并由此引发出接下来的行为：赶快上前打个招呼；再咬一大口，猛嚼一阵我们在不断感知，生活也在不断继续。 回荡着凄婉乐曲的悲剧场景给我们带来忧伤，没有人能够区分出这忧伤哪部分是来自看到的，哪部分又是来自听到的。人五种感觉系统的信息来源截然迥异，运行机制也不尽相同，但它们并不是彼此完全独立进行工作的，各感觉信息在大脑中被分别处理时，可能存在一定的相互作用，分别处理完毕后还可能会在更高级的皮层区域得到整合。正因此，我们得到了一个不可分割的忧伤。 不同感觉相互影响最典型的例子是嗅觉与味觉的合作。当我们捏住鼻子，通过品尝判断食物的种类时，成功率不会太高，即便像巧克力这样的大众食品也无法脱颖而出。这是因为食物风味的绝大部分信息是由嗅觉提供的，品尝出来的味道只具有辅助作用，巧克力的甜味要与其特有的气味融合在一起才能令人无法抗拒。 影响还可以与时间上的先后有关，即前一种感觉信息的处理结果会左右到后一种的处理。比如注视身体的某部分（如手臂）能够提高那部分皮肤的触觉敏感性，所以打针的时候还是看着别处比较好。 彼此的信息交流是必要的，但有些时候会出现异常情况，比如：白纸黑字的 2 看起来却是红色的；一听到莫扎特的音乐嘴中就会泛出奶油的味道，或是眼中呈现出快速流动着的色彩斑斓的波纹 如果有过类似的经验，不必觉得心中不安，早在 1690 年，就有科学文献记载说一个人感到喇叭发出的声音是猩红色的。十九世纪末，这种异常生理现象得到了广泛研究，但随后不久便被认为是一种幻觉而遭到冷落，直到二十世纪八十年代重新引起科学家们的兴趣，并以 synaesthesia 的字样频繁出现在学术期刊中 。 英文 synesthesia 由分别代表联合和知觉的两个希腊字结合而成，中文翻译为共感觉或联觉。顾名思义，所谓联觉，就是某种感觉刺激在引起相应感知的同时，还会引发另外一种感知，而能够带来这额外感知的刺激却从未出现。联觉能力在一个人的童年时期就已经具备，并且通常伴随其终身，因此联觉者往往不认为自己的感受有什么不正常，甚至认为别人也应该如此。小说《洛丽塔》的作者，联觉人纳博科夫就经常跟他的母亲争执字母 b 是黄褐色还是桔红色的， t 属于淡黄绿色还是浅蓝色。很显然，他母亲也是一个联觉人。 联觉的发生是自动的，既无法刻意生成又无法抑制。这一点可以由专门给联觉人制造的麻烦来证明：如果看到字母 A 会感知到红色，那么就给他看一个绿色的 A ，这使其需要很努力才能说服自己那字母是绿色的。在此情况下，联觉人判定字母真实色彩的时间要比普通人慢，因而该方法通常被研究者用来验明受试者的正身。 产生联觉的刺激和得到的联觉感知之间具有固定的关联，无论何时看到天空这个词都会感到它是黄色的；只要听到小提琴拉奏出的 C 大调就会尝到冰淇淋的味道。这与服用迷幻药后获得的变化不定的幻觉完全不同，也有别于触发记忆所产生的联想，比如看到天空，便联想起蓝色。事实上对联觉者来说，联觉感知与正常感知会同时出现，黄色与天空是一起跃入眼中的。 从理论上讲，联觉可以发生在五种感觉中的任意两种或两种以上之间，但最常见的情形是视觉系统内的联觉：字形触发颜色，字形包括字母、词语、数字。跨感觉系统的联觉通常是由音乐产生颜色、味道；字形产生味道等等。在所有联觉感知中，颜色的出镜率最高。联觉还是单向的，到目前为止没有发现例外，钢琴曲带来蓝色，但看到蓝色耳边不会响起钢琴曲。任何两个联觉者的模式都不会完全相同，一个人眼中的绿色可能恰巧也是绿色的，而在另一个人看来却是紫色的。当然，对后者来说这种经验会为其带来不便，但不能就此认为联觉是一种疾病，它并不由某种生理上的缺陷、障碍所导致，联觉者们也都是身心健康的。 但联觉毕竟是一种异常的感知，因此引发了科学家们对其背后神经机制的浓厚兴趣，而对这些机制的理解也有助于对正常感知过程的研究。最容易想到的解释是，在处理不同感觉信息的通路间存在着异常的神经联接。比如当看到星期三这个词时，视觉系统内专门负责对形状信息进行处理的细胞会做出反应，并通过异常的神经联接，使本应只对咖啡色信息进行处理的细胞也同时兴奋起来，结果便是咖啡色的星期三跃然纸上。同样的道理，听觉系统和味觉系统间的异常联接带来了五味俱全的贝多芬命运交响曲。 看样子是额外生出来的神经联接导致了联觉的出现，其实正确地说是应该消失的神经联接没有消失。因为大脑在早期发育过程中不是生成新的神经，而是将已有的修剪成某种特定的联接模式，使各感觉系统相对独立地开展工作，以便于将信息分门别类进行处理，提高效率。因此可以说每个人都曾经是联觉人，当我们还是婴儿的时候。在那时，妈妈的声音带有甜甜的色彩和温暖的香气。而由于某种原因，部分人脑中的一些多余联接被保留了下来，令他们能够体验到只属于自己的那份独特感受。 普遍认为原因来自于遗传，一家子都是联觉人，而且各擅其长，时常聚在一起交流心得，倒也其乐融融。其中大部分是女性，男女比例大概为 1 ： 5 ，因此联觉很可能是一种与 X 染色体相关的遗传特性。但肯定也要受到后天环境的制约和影响，那些不时引发奇妙感受的字词、音乐可都是经验之得。 有幸成为联觉人的可能性有多大？ 1883 年首次估算结果是每 20 人中就有一个；二十世纪八十年代的看法很悲观： 250,000 人中才有一个；到了 1996 年，行情有所看涨，拜伦 科恩和他的同事得出了 2000 人中至少存在一个联觉者的预测结果；而最近的大规模调查表明，每 30 个人中间就有一人至少拥有一种联觉经验。 比例是否真有如此之高还有待进一步证实，从小到大我们身边似乎也不见有这许多异类啊？也许他们都深藏不露，又或者从未意识到自己如此与众不同。而能够清楚意识到的人其联觉感受肯定很强烈：每当人车声过于嘈杂，眼前就突然出现一堆色彩，以至于看不清红绿灯和交通标志；一听到女友的名字，嘴里就冒出自己最不喜欢吃的花椰菜味道，这些体验着实会令人印象深刻。 此图为画家马克 若万赫尔对作曲家梅湘的作品 Turangalla 3 的绘画阐释 联觉并不总是带来烦恼或是无用的，如果每个数字都代表一种颜色，记住别人的电话号码就容易得多了。事实上，联觉者往往拥有更高的智商、更好的空间记忆能力、更丰富的创造力。这些天分在文学、艺术领域最有用武之地，诗人、作家笔下的美妙意境恐怕不是空穴来风，微风过处，送来缕缕的清香，仿佛远处高楼上渺茫的歌声似的。朱自清的妙笔是否来自其切身体验？画家的每一幅作品都可以是一次独特的和声编排， 苦涩的大二度音程、干草味的四度音程对音乐家的事业发展肯定大有益助。联觉人曾在十九世纪末的欧洲前卫艺术界风光无限，物理学家费曼、作曲家李斯特也均在联觉名人榜上占有一席之地。 如果你是一位联觉者，感谢这种天赋的能力吧，不管怎样，它使你的生活更加丰富多彩。 参考文献： 1. Beeli G, Esslen M, Jancke L. Synaesthesia: when coloured sounds taste sweet . Nature. 2005 Mar 3;434(7029):38. 2．Ward J, Mattingley JB . Synaesthesia: an overview of contemporary findings and controversies . Cortex. 2006 Feb;42(2):129-36. 3. Mulvenna CM, Walsh V. Synaesthesia: supernormal integration ? Trends Cogn Sci. 2006 Aug;10(8):350-2. Epub 2006 Jul 13. 4. Mulvenna C, Walsh V. Synaesthesia . Curr Biol. 2005 Jun 7;15(11):R399-400. Review. 5. Bushara KO, Hanakawa T, Immisch I, Toma K, Kansaku K, Hallett M. Neural correlates of cross-modal binding . Nat Neurosci. 2003 Feb;6(2):190-5. 标签： 五香松仁 , 神经科学 , 联觉

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“当看见的时候”（节选）

songshuhui 2008-9-3 15:24

wilddonkey 发表于2008-05-3 星期六 15:08 分类: 心理 , 生物 | | 同样是旧文，全文发表于07年6月刊《新发现》 。 《通往心灵中央的旅程》一文提到了fusiform（脸部类别识别脑区），因此把这篇文章贴出来。原文太长，只节选一段，这段介绍了视觉系统类别识别区域（包括fusiform）的编码机制，篇末给出了一个对 面部失认症 /脸盲症的解释，供大家参考。同样 请对照阅读：） 汉语中形容女子之美的词很多，比如沉鱼落雁、闭月羞花、倾国倾城等等，但唯有一词达到了极至，叫做臆想之美，意思是想象中那个女子有多美，她就有多美。想象很大程度上来自于经验，平日里的所见所闻决定了梦中情人的模样，而如果无法记住看过的面孔的话，这个词的妙处可就要大打折扣了。多数人都能很容易认出迎面走来的朋友，即便已很长时间不见，但也有人经常会把擦肩而过的家人当作陌生人，这并不是因为刚好没看到，而是由于他们得了一种被称为脸盲症的疾病。此病的患者能看清楚别人的脸，却无法将其记住，甚至包括镜子中的自己。但他们并非记忆力差，人名、电话号码、书中的文字都与正常人一般无二，唯独脸。 既然记不住，自然也就分不清楚看到的那些脸到底属于谁，于是眼中只有陌生人。患有脸盲症的病人往往记忆力正常，也不具有其他识别障碍，这说明视觉系统对面部信息的处理有着专门的机制，而在处理过程中某个环节的出错导致了目中无人事件的发生。脸部反射出的光线与其他物体反射出的没有什么本质区别，工作于低级视皮层区域间的并行信息处理通路，仅对颜色、形状、运动等基本视信息进行分类加工，因此所谓的专门机制是由某些专门对脸部信息进行处理的高级视皮层区域体现出来的。这些皮层区域很挑剔，只接收下级皮层传递来的跟脸部有关的视觉信息，其他的几乎不予受理。存在如此高度特化的区域并不令人感到意外，因为能否及时从他人面孔中获取到关键、精确的信息对我们来说至关重要，此人是否认识？正在高兴还是生气？ 这些信息决定了我们下一步的行为：寒暄两句还是继续前行；报以微笑还是默不做声。而如果面对的是根香蕉的话，就不必费这般周折了，什么都不想直接拿起来吃掉，也正因此不会存在专门处理香蕉信息的皮层区域。 除了脸部之外，还有些视觉对象由于其重要性需要设立特区，目前已发现的有：专门对人体信息（如手脚、四肢、躯干之类）进行处理的区域；专门对场所、地点信息（如厅房、楼道的结构布局，公司所在街角的位置之类）进行处理的区域。这些专属区域是视觉系统的终点站，其最重要的任务是标识出看到的到底是什么，标识方法与红绿灯时间显示牌的工作原理相仿。显示牌是由七个发光二极管组成的日字形，二极管通过特定的组合方式发光构成 0 到 9 十个数字，比如想显示 0 的时候，中间的一横不亮，其余的都亮就可以了。在皮层中，扮演二极管角色的是细胞，某些细胞组合在一起的同步反应（同时发光）代表了某视觉对象的类别。比如当你看到恋人的脸时，在脸部专属区域立刻就会有一群细胞同时做出强烈反应，而且无论其离你是远是近；是在视野中心还是在眼角处，都至少有这一群细胞在发光，即便她正在微笑甚至做鬼脸也是如此。也就是说这群细胞的同步反应专一地代表了恋人的脸，所以不管她摇摇头还是撇撇嘴，你都不会把她当作另外一个人。 判断出看到的是什么是大脑的基本职责之一，视觉系统在此过程中的任务是为视觉对象生成属于自己的标识符，这标识符就是一群特定细胞的同步反应，反应发生在已发现的和可 能存在但尚未发现的专属区域，以及对其他普通视觉对象进行统一标识的非专属区域 （ 见文后注释 ）。 标识符与视觉对象是专一对应的，如果恋人的脸突然变成母亲的脸，发光的就是另外一群细胞了。多少有些意外，大脑中并没有呈现出与眼中所见相同的场景，视觉系统的最终产品不是视觉对象的副本，而是代表它们的标识符。标识符接下来会启动视觉系统外其他高级皮层区域的相关连锁反应，我们这才意识到看见的是张脸，而不是香蕉；是恋人的，不是母亲的。当然仅仅判断出类别是不够的，能否及时察觉出恋人眼帘低垂、嘴角含笑是因为害羞；杏眼圆睁、嘴巴撅起是表达嗔怒至关紧要。而为了做到这一点，整个视觉系统需要高度运转，信息流在皮层间往复穿梭，绝非可以自下而上一蹴而就。这个过程比类别识别复杂的多，无法简单解释清楚。但毫无疑问，区分出眼中种种事物的类别是我们认识世界的起点。 客观世界中的事物种类是无限的，而大脑中的细胞再多也是有限的，若要用有限来表示无限可就需要一些技巧了。再来看看那个显示牌，日字最上面的那根二极管既在表示 2 时发光，也在表示 5 时发光，很显然它是可以重复利用的。同样的道理，一个细胞既会在恋人的脸出现时反应，也会在母亲的脸出现时反应，每个细胞代表脸不同方面的特征，它们的某种特定组合即代表了一张特别的脸。这就是解决问题的方案编码机制，这种方式大大提高了资源利用率，是以有限表示无限的唯一办法。事实上虽然显示牌只显示十个数字，但七个二极管可以代表的情况多达 2 的 7 次方 128 种，而视皮层的细胞数量是以亿为单位的，所以不必担心看到的东西多了，大脑会无法区分出彼此，即便各式各样的新物品正在被不断制造出来。编码机制不是高级视皮层区域的独家专利，而是应用于视觉系统各处乃至其他感觉系统，它可以说是大脑进行信息处理的通用法则。 当看到照片中的恋人时，你会立刻想起有关她的一些信息，如名字、性格、爱好等，当然还有在一起的美好时光，并由此产生强烈的幸福感。这说明视觉系统在完成它的使命后，会将接力棒传递给负责记忆和情绪的脑区。编码规则在那里同样适用，但是会存在一种很特殊的情况一个细胞的编码，当恋人的脸出现时，只有这个细胞做出反应，而且它忠贞不二，对别人的脸都不感兴趣。这类细胞被称为祖母细胞，这样叫是因为曾有神经学家认为既然在视觉系统的等级组织结构中，从低级皮层到高级皮层细胞的感受野是越来越大、越来越复杂的，那么到最后理所当然地会存在一个超级细胞，其感受野可以对应整个一张脸。 不一定只有脸才拥有与其对应的祖母细胞，一只动物、一种食物都可以享受这份待遇，但前提是它必需令你印象深刻。也就是说这种地位显赫的细胞只会对恋人的脸、朝夕相处的宠物狗、最钟爱的炸酱面专一反应。这并不难理解，如果每个陌生人、每只狗、每种食物都需要专人服务的话，大脑的员工再多也不够用。资源不容浪费，但为了让人在对其最重要、最熟悉的事物出现时尽快做出反应，能够显著提高效率的祖母细胞也是必不可少的。看来我们的大脑在资源利用率和效率之间做了一个兼顾，以一种灵活的方式进行编码，一般的视觉对象一般对待，特殊的视觉对象特殊对待。显而易见的是，特权不是与生俱来的，对恋人的脸情有独衷的那个细胞，在你遇到她之前未必会有什么惊人之处，也许正是你的日思夜想才造就了它的痴心。所有的细胞和神经回路都时刻处在动态变化当中，不过相对固定的等级制度确然存在，从低级皮层到高级皮层编码效率是越来越高的，祖母细胞在记忆、情绪等脑区（已不属于视觉系统）的出现证实了这一点。 脸部专属区域与记忆脑区的通信障碍可能是脸盲症的症结所在，家人的脸在脸部专属区域所生成的标识符，总是不能在记忆脑区触发后继的反应，即无法形成相关的记忆。脑海中缺少容颜的烙印或许另有一桩好处，那就是想象能够不受过往的羁绊，天马行空。 注 ： 已发现的专属区域： fusiform face area(FFA) 脸部； extratriate body area(EBA) 人体； parahippocampal place area(PPA) 场所、地点。非专属区域： lateral occipital complex(LOC) 除脸部、人体、场所、地点外的其他所有客观物体。需要说明的是，专属区域对信息类别的选择并不是绝对化的，比如 EBA 同时也对动物、非生命物体如剪刀等信息进行处理，但反应比较弱，只有对人体信息进行处理时反应才最强，正因为如此该区域被认为是具有专属性的。 参考文献： 1. Paul E. Downing, Yuhong Jiang, Miles Shuman, Nancy Kanwisher. A cortical area selective for visual processing of the human body . Science. 2001 Sep 28;293(5539):2470-3. 2. Hung CP, Kreiman G, Poggio T, DiCarlo JJ. Fast readout of object identity from macaque inferior temporal cortex . Science. 2005 Nov 4;310(5749):863-6. 3. Rotshtein P, Henson RN, Treves A, Driver J, Dolan RJ. Morphing Marilyn into Maggie dissociates physical and identity face representations in the brain . Nat Neurosci. 2005 Jan;8(1):107-13. Epub 2004 Dec 12. 4. Quiroga RQ, Reddy L, Kreiman G, Koch C, Fried I. Invariant visual representation by single neurons in the human brain . Nature. 2005 Jun 23;435(7045):1102-7. 5. Charles G. Gross. Genealogy of theGrandmother Cell . Neuroscientist. 8(5):512518, 2002. 标签： 五香松仁 , 神经科学 , 脸盲症 , 视觉类别识别

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科学读心术

songshuhui 2008-9-3 15:16

denovo 发表于2008-05-5 星期一 17:33 分类: 心理 , 生物 | | 97年有一部出名的恐怖片《我知道你去年夏天做了什么》。最近读心术十分火爆，一边是加州小公司Emotiv的脑波遥控游戏头盔上市，一边是伯克利的研究者在《自然》杂志上发表文章说能通过磁功能共振成像（fMRI）猜出你看的是哪张图片，也许要不了多久，我就能靠脑波知道你去年夏天看见什么了。 这两样东西，粗看起来一个是圈钱的把戏，一个是严肃的科学，其实放在一起来看，还真是蛮有些意思，希望伯克利的兄弟们不会来砍我。读心术的要点无非两样：读脑波的技术，以及处理读取图像的算法。 Emotiv公司声称他们使用EEG，也就是常用的脑电图，读取大脑活动的突触后电流。这个方法的实时性好，但定位性很差。而伯克利的研究者使用了fMRI（磁功能共振成像），读取的是大脑各部位活动所需的血流量，间接表现神经细胞的活跃程度。显然这个方法不如EEG那样实时，但是定位性要好很多，所以在神经科学的研究中使用非常广泛，不过这比脑电图要复杂得多，也要贵得多。 不论用哪种方法，读取出来的图像都要用特定的算法来分析，以解读其中的信息。Emotiv公司号称他们的算法可以解码脑电图，以此定位信号来源，但正如前面所说的，脑电图技术本身就限制了它的定位功能。看了几个Emotiv头盔试用的介绍和录像，我猜测他们使用的只是一个模式匹配（pattern match）算法，先记录你某些特定大脑活动情况下的脑电图，比如说当你想把一个箱子抬起来的时候，脑电图是什么样子。然后将新的脑电图与这些已有记录匹配，如果匹配值高到一定程度，便认为你现在是想抬箱子，从而发出无线信号，让游戏人物把箱子抬起来。所以你每次想抬箱子的时候，可千万不要胡思乱想，一不小心说不定电脑就给理解错了 而伯克利的研究者们做的却是机器学习（machine learning）。简单地说，就是给被试者看一千余张图片，记录他们每一次的磁共振功能成像，然后从这一千余次图片和脑波的对应中总结出一套比较普适的规律，这一步叫做模型估计（model estimation）。接下来就要将这套规律运用于全新的一套图片上，预测出被试者看到这其中每张新图片的脑波反应是什么样子。当被试者看到一张新图片，测试者并不知道是哪一张，但是它可以把脑波的记录与之前的预测相比较，选取预测值与本次实测值最相近的一张图片，也就是猜测被试者所看到的究竟是哪一张图片。这其中还有很多细节，比方说如何把被试者所看图片在视觉中枢不同点上引起的神经反应转换为数学表达式（研究者使用了金字塔Gabor小波模型）。这里面所用到的算法复杂程度比Emotiv的要高太多了。 使用磁功能共振成像的读心术研究早有不少人在做，伯克利这篇文章并非首开先河。但相对于此前的研究，它在好几个方面有了大的突破。它可以识别全新图像，而此前的研究中，猜的图像大都是之前读取过脑波的旧图像。它采用了真实图像，虽然只是全黑白图片，但相对以前所采用的简单易分类的人造图片，在算法上已经是一个突破。 作为一个科学工作者，我希望看到的后续工作除了提高图片复杂度（如彩色图片）外，主要是测试该方法的广泛适用性。目前只有两个被试者就是实验者中的两位，对其中一位的预测准确度明显比另一位高不少，是不是说明有人的心思简单，比较容易被读心呢？呵呵。当然，我也知道磁功能共振成像复杂昂贵，是广泛测试的一大障碍。 要是从一个科幻读者的角度来说，我希望看到的，也是我害怕看到的，则是读心术的推广，从视觉中枢到其他知觉以至思想，记忆和感情。前面说过，读心术需要算法和探测技术两方面的进步。对于知觉，位置比时序重要得多，也许磁功能共振成像这样具有定位功能的技术已经足够。但对于时序性强的思想和记忆，我们需要同时具有实时和定位功能的技术，下一个候选技术是MEG（脑磁图，直接探测由神经细胞活动电流所造成的磁场），或是MEG与fMRI的结合，还是听起来有点恐怖的颅内电极？不管怎样，对于思想和记忆的探测似乎理论上还是可行的，可是对于感情这种我们自己都搞不懂的事，要用机器来探测，似乎还是有点儿匪夷所思。也许不久的将来我会有一台记梦仪，每晚接在自己的脑袋上，如果早晨醒来想起昨天晚上做了一个好梦，却怎么也不记得梦里的情形，就可以打开记梦仪看看。啊，原来梦里都是绿油油的美刀！只是少年时候的梦想如果知道那个人是不是也喜欢我就好了却不知道什么时候才可能实现。 不过比起从知觉到思想记忆以致感情的推广，读心术更可怕的前景，则是从个人推广到群体。使用机器学习算法，你必须先用实际行动把你大脑的反应模式教给电脑，它才能够举一反三地探测你的思想，所以你要是讨厌被机器了解，没关系，不教它就好了。如果有一天，我们能够从大量人群的思维模式中提取出共通之处，来探测一个新人的思维，那可就谁也逃不掉了。好在人和人是如此不同，思维模式的共通之处究竟有多少还是个问号，也许这一天永远也不会到来。但愿这一天永远也不会到来。 伯克利文章的连接： Identifying natural images from human brain activity P.S. 俺不是脑成像和算法的专家，有错漏之处恳请指正，谢谢 标签： 五香松仁 , 神经科学 , 认知

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天生的审美家

songshuhui 2008-9-3 14:19

cobblest 发表于2008-05-8 星期四 10:24 分类: 心理 , 生物 | | 一件优秀的美术作品或雕塑总有种振奋人心的力量，我们常说，这些伟大的作品可以涤荡我们的心灵。事实上，真正对艺术进行反应的部分是大脑：眼睛只是获取经过神经回路的诸多信息，大脑则对我们所见的经验进行处理和控制。美到底是主观的存在在于观察者的眼中，还是大脑中存在着对一种既定的对于艺术的反应？近年来，随着神经科学的飞速发展，科学家们对于艺术和神经科学之间的关系有了更加深刻的体悟，人类对于美的鉴赏的生物学机制也逐渐揭开了神秘的面纱。 艺术家们通过数个世纪的尝试和试错，逐渐的对于视觉系统产生某种大脑的知觉进行了模仿。例如，岩洞绘画者最早发现人类的大脑无需对物体的所有颜色都产生知觉；线条就可以做得到。印象派画家发明了一种表现运动感觉的技术，例如 Monet 笔下浮动的水波。尽管在文化之间存在着对于艺术鉴赏的差异，但是在绘画艺术领域同样存在着许多普世的规律。视觉艺术正是在艺术和科学间架起的一座桥梁。美丽的自然风景图像可以激起人们去了解如何创造他们的物理学规律。但是绘画本身无法让我们更好的理解他们。因此，需要神经科学家们通过对人脑运作规律和美术作品中精巧的设计作一详尽的分析，来揭示千百年来人类绘画艺术中所演化出的对于视觉和其他神经机制的无意识的运用。 事实上，有时候这种运用也许并不是无意识的。艺术家经常利用科学作为他们的启发。 Leonards Da Vinci 研究解剖学和工程学，并将其中的知识应用于创造惟妙惟肖的视觉艺术作品。在本文中，也将展现这位天才画家如何可能的利用了视觉神经活动的规律创造出了神秘的经典之作。今天，艺术家运用科学的肖像学知识和概念不仅创造出具有现实感的画面，并且创造出了更加抽象和具有诗意的图像。诺贝尔获得者，神经科学家 Torsten Wiesel 认为，在过去三十年对于艺术鉴赏的生理学机制的研究，或许可以反过来促进艺术的创作。当然，这还要建立在对于艺术的神经机制进一步的探索。 是左还是右？ 关于左右脑的分工，大部分都有一定的认识。现在基本公认的是， 右半球在情绪识别方面起到了更加重要的作用。人们 对于呈现于右视野的物体图片的辨别比对于呈现于左视野的物体的图片辨别更快，而左视野对辨别情绪性的脸部图片则具有优势。 对于脑损伤病人的研究也显示，右脑半球损伤被试在识别和鉴定口头言语和脸部表情的情绪信息上比左半球损伤的被试表现的更差。除 了脸部表情之外，右脑损伤的被试在对幽默卡通片的反应中也显示出比左半球损伤被试更大的缺失。这些都表明，右半球对于调节情绪感受的反应来说是必需的 (Silberman, 1992) 。 巧合的是，在西方美术史上，画家们早已经在无意中大量运用了这一原理。在 Goya 的著名油画《 The Execution of the Rebels on 3rd May 1808 （枪决起义者， 1908 年 5 月 3 日）》 中，作者描绘了西班牙起义者遭到拿破仑镇压后被枪决的场景。画面左侧的起义者面对画面右侧士兵的枪口毫无畏惧，振臂高呼。他全身被画面中心正方形灯箱投射出的灯光照亮，露出一张饱经风霜的面孔，和一种坚定不移的神情。画面左下角则描绘了一具已经被枪决的起义者倒在血泊之中的尸体。整幅画面营造了一种临刑前的紧张气氛，而画家利用灯光和起义者的表情着重渲染了画面左侧的绘制中心。 无独有偶， 1867 年，印象派画家 Monet 创作了油画《 The Execution of the Emperor Maximilian of Mexico （枪决墨西哥皇帝马克西米连）》 ，曲折地反映了同年 6 月发生的政治事件。在这幅油画中，画家同样将被枪决的皇帝形象安排在画面左侧。 David 的著名油画《 Death of Marat( 马拉之死 ) 》 同样描绘一幅悲剧的景象：法国革命家马拉被杀手刺杀在浴缸中。画面左侧用写实的手法再现了马拉刚被刺死的惨状：他倒在浴缸中，被刺的伤口清晰可见，鲜血染红了浴缸，右手无力的垂落。这幅画面呈现出一种凝重的悲剧氛围。 德国的几位心理学家和艺术历史学家在 1983 年进行的一个实验证实了在绘画作品当中焦点位置与情绪表达之间的关系 他们让被试对比了 48 幅焦点位置各异的油画作品和该幅油画所表达的情绪。结果发现，焦点在左侧的图画更多的被评价带有悲伤、低落的和让人厌烦的情绪色彩。这项研究的发起者，德国著名心理学家 Poppel 认为，这些美术作品中的结构安排恰巧和认知神经科学的原理相符：视野左侧的画面投射到右侧半球，而右侧半球比左侧半球更易识别和处理情绪性的信息。因此将富有情绪性的画面主体安排在画面左侧能够更多的激发人们的情绪反应，使得绘画作品对观者产生了强烈的震撼。 印象派作品何以动人心魄？ 我们都知道， 印象派画家善于在他们的作品中使用很少的细节，更多的采取大片的色彩涂抹和模糊的线条。但他们的作品往往能够引起一种奇妙的宁静感和一种动人心弦的感情色彩。相同的一幅场景的照片也许平淡无奇，但相同主题的印象派作品却以不精确的颜色泼溅和粗线条的轮廓的带来一种独特的感染力。为什么这种绘画技术如此有效，这背后是否有什么生物学的机制呢？ 近来的认知神经科学研究对视觉和情绪加工过程的研究为这个问题提供了一种可能的解释。首先我们要清楚两种类型的视觉刺激类型：高空间频率（high frequency）和低空间频率（low frequency）。空间频率就是指在一个图象中，明暗部分变化的快慢。一副非常清晰，细节鲜明的图片通常属于高空间频率的图片，而如印象派作品一样，并不具有非常细腻的线条，而以粗略的色块取胜的图像就属于低空间频率的图像。 Vuilleumier在2002年 对于这两种类型的 面孔表情图像进行了考察，发现那些低空间频率的图像首先并没有引起视觉皮层相应脑区的活动，而更早的引起被试杏仁核的激活。对于那些非常清晰的高空间频率图像来说，杏仁核就表现得非常冷漠在大脑中，只有对于面孔进行特异性识别的脑区才对高空间频率的表情图片产生反应。剑桥大学的神经科学家 Cavanagh 认为，印象派的作品可能由于其模糊的线条，使其具有低空间频率的优势性：它首先激活的不是视觉皮层的图形识别区域，而是杏仁核这个情绪中心。这使得印象派绘画作品中那些非现实主义的描绘手法和颜色的混合加强了对我们大脑中情绪机制的直接唤起，使人们在观看这些艺术作品时，即便没有得到一个清晰的客体轮廓图像，却首先被激发出一种特别舒适宁谧的感觉 。 美来自于主观臆断还是客观标准？ 美到底是什么呢？长久以来这个问题一直困扰着艺术家和大众。人们对于某些艺术作品争论不休，也常常用审美的主观性做借口来说明自己不懂艺术。然而最近的一项研究发现，人的大脑似乎天生对于美有一种精确的判断力：我们都是天生的审美家。 这项研究是由意大利的几位心理学家和艺术家共同完成的。他们 利用功能核磁共振成像（ fMRI ）技术，来考察这个那些对于艺术批评并不熟悉的普通参观者对与古典主义和文艺复兴时期几座雕塑名作的反应 。他们要求这些被试对于艺术家的原始作品和改变比例后的雕像进行三种形式的判断：被动的观察，审美判断和比例判断。实验的结果显示，被试对于原始图像的反应，和篡改了比例的雕像相比，在右侧脑岛，侧枕回，前叶楔和前额叶等区域存在更加强烈的激活。更加有趣的是，当被试对雕像进行整体的审美判断时，被被试判断为美的那些图像更多的激活了被试大脑的右侧杏仁核。据此， 科学家们 推测，人类对于美的判断可能基于两种独立的机制：一种相对客观的审美机制存在于皮层神经元和脑岛的联合激活，它和人们公认的黄金分割比例相一致。另一种机制则来自于被试自身的主观判断，这些涉及自身情绪经验的审美经验引起大脑杏仁核激活。 镜像神经元与绘画作品的感染力 在很多艺术作品中，观者不仅为艺术家高超的绘画技艺所折服，甚至也常常会产生与画面中主人公类似的情绪体验，或伴随着画面中凝固的动态画面也不由自主地开始随之舞动起来。 17 世纪的著名画家， Nicolas Poussin 就非常善于运用这种技术。在他的笔下，处于画面中心的事物栩栩如生，肢体动作丰富，体现着人物充沛的内心情感。为了营造出这种动感的效果， Poussin常常 采取改变了图像轴心、重心和身体部位的分布的方式。 例如， Poussin 的著名作品《 A man killed by a snake 》 中，画面前方一个男人被蛇咬死，生命垂危。画面后方一个男人和另一个女人对于这个场景显得惊慌失措，匆忙地向画面坐上方向跑去。神奇的是，很多观画者都有这样的报告：当他们观看这幅画时，似乎也有一种随着画面右侧的男子一起移动自己身体的感觉。 Poussin 的许多绘画都能给观者带来这种物理上的感觉。他的作品中似乎总可以对运动进行一种非常生动的表征，让观者不由自主地产生一种模仿感，而情绪体验就通过这种动作清晰的体现了出来。由于我们对于自己的肌肉和物理能力的这种意识感，使得这些画面所表现的情绪体验对于观者来说更加真切。 Poussin 的这些作品也因此在西方艺术史上产生了非常重要的影响。然而这种感觉是由何而来呢？ 1980 年， Giacomo Rizzolatti 和其同事发现了镜像神经元（ mirror neuron ）的存在。这种神经元的神奇之处在于，在猴子观察他人动作，以及自己做相同动作时，都出现同样的神经发放模式。这些在大脑顶叶出现的镜像神经元的发放，特别和有目的的动作相关，例如觅食；而和其他相同物理类型但没有目的性的动作无关。神经科学家Freeberg认为，当我们观看 Poussin 的作品时，或许那就是画面中人物的动作激活了我们大脑中的镜像神经元，使得我们虽然没有亲身经历这些动作，却也能够体会到相同的动感，从而更加真切的感受到了画面中人物的情绪反应 。 近来这些认知神经科学的发现给予我们对于西方美术作品分析的一个新的视角，特别是对于画面中那些附有动态的画面的理解。当我们对共情和情绪的生物基础有了更加深入的了解后，我们可以摆脱艺术史中那些模糊的有关于绘画和雕塑的身体参与概念的讨论。反之，我们可以更清楚地探明这些绘画作品在我们身体中产生的共情的神经机制，以及这些画面给我们带来的独特的美感和感染力。 标签： 神经科学 , 美术 , 艺术

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睡眠是什么

songshuhui 2008-9-3 12:21

fisher 发表于2008-05-9 星期五 17:52 分类: 医学 , 生物 | | 人类生命的三分之一左右时间是在睡眠状态。睡眠时我们的身体和思想对外界的刺激不再有反应，而大脑却不时的活跃一下，带给我们梦境。如此明显而庞大的一个生理现象提出了一个问题：睡眠是什么，为什么睡觉，为什么做梦。 睡眠是什么？梦是什么？ 科学的定义是：一个对外界刺激不敏感的状态，这个状态可以比较容易的被逆转（醒来）。所以昏迷不是睡眠。 我们对睡眠的感觉是一觉睡到醒或一觉到天亮，但是睡眠实际上是由若干个 90 分钟左右的循环组成的。每个循环中，大脑有时候休息，有时候兴奋（还兴奋？答案请往下看）。而我们多数的梦境都产生在大脑兴奋的时候。 做梦的时候，大脑兴奋的活动着，大部分大脑区域的活动量甚至比醒的时候还强。做梦时的大脑消耗的营养量比清醒着做微积分题时消耗的还要高。支配我们身体肌肉的那些脑神经也非常兴奋，它们想让我们的身体跳舞，但是身体却很冷静。因为在做梦的过程中，大脑的命令被拦截，身体完全不动，甚至连翻身也没有。有梦睡眠在每个周期中大概占 1/4 ，在整体的睡眠时间中也大概占 1/4 。 睡眠的时候我们的大脑就休息一会，兴奋一会，完成一个大概 90 分钟的周期，然后开始下一个周期。读到这里，读者如果被允许和自己的大脑对话，他们多半会说，这么宝贵的睡眠时间，你不好好休息，那么活跃干什么！至此，牵扯到了下面两个问题，为什么睡觉，为什么做梦。 睡觉为了什么？做梦为了什么？ 关于睡觉为了什么，做梦为了什么，在科学研究领域，没有人真正知道，也没有让所有人信服的解释。正是因为这样，睡眠和梦吸引了很多的注意力，有很多假设和争论，但是没有定论。有个笑话是，我们唯一可以确定的睡眠的功能是战胜疲倦。 也许我们根本不需要睡觉？ 看来不是，因为所有的脊椎动物都睡觉，很多无脊椎动物也被观察到有睡眠现象。如果睡眠不重要，应该很容易在进化的过程中被丢掉。连小小的果蝇也睡觉。连水里的海豚也睡觉。等等，海豚？必须经常换气的海豚？它们睡着了就危险了阿！大家不要担心，因为海豚睡觉是左右两个大脑半球轮流来的，左边睡，右边休息，右边睡，左边休息。加起来每天也能达到 7 小时左右。这么复杂也要睡，可见睡眠多么重要。 对于睡眠的作用一个显而易见的假设是让大脑休息。之所以不是为了让身体休息，是因为身体的休息其实不用睡觉，静静地躺着就可以，还有其他研究结果表明睡觉主要是为了大脑。很对阿，为什么没有被科学界接受呢？因为没有找到任何一个具体的大脑生理功能是在睡觉过程中被修复，或者恢复了的，也没有找到任何大脑中的有毒物质是在睡觉时候被清除了的。 另外一个理论在我看来更像一个笑话。说的是，睡眠可以让我们躲避危险。比如如果一个小兔子在黑天乱跑很容易被抓住吃掉一样。天黑了那就别瞎跑了，睡眠于是出现了，还可以节省能量，多好！ 如果不让动物睡觉，会导致某些动物的死亡，但是人类如果不睡觉到目前为止看来不会导致死亡。 目前最长的连续不睡觉的人 Randy Gardner, 1963 年时坚持 11 天没有睡觉，在结束 11 天的煎熬后，他用了一周左右就又恢复了正常。虽然不会死亡， 但是会出现易怒，精力不集中，情绪不稳定等现象。更重要的是，在困的时候保持清醒真的很难！ 做梦是为了什么？答案依然是不知道。假设也有几个，都没有被科学界公认。但是可以肯定的是如果不让人做梦在一个人开始做梦时就打断，但是让他进行非梦境睡眠这个人会有情绪上的变化，并且会非常渴望睡眠，在被允许自由睡眠时，会很快进入梦境睡眠并且持续比一般时间更长的梦境睡眠。前面提到睡眠有好几个 90 分钟左右的周期组成，每个周期都有一部分时间在做梦，但是通常人只能记住最后一个周期的梦境。有人可能说，我梦境中伟大的思想就这么被遗忘了。不要担心，梦境时，虽然大脑很多区域很活跃，但是掌管逻辑思维的前脑却不活跃，这也是为什么梦境不是那么有逻辑。又有人说，我伟大的艺术素材就这么被遗忘了。也许吧，但是能有机会进入自己的艺术世界，不也不错么？ 控制睡眠？ 人需要多少睡眠？没有定论。基本上因人而异。而人类情绪对自己生理功能的控制和调整能力又使得睡眠的需要有时可以被心情影响。 是不是在一个周期的时候醒来可以更容易清醒？并没有科学研究表明这个理论的正确性。但是聪明的商家已经抢了先机。他们制造了一种手表，它可以探测到手臂的运动。因为做梦的时候全身一动不动，所以很有可能这个手表是在一个睡眠周期的结束时把你唤醒。同时，它记录的数据可以告诉你很多睡眠的信息。 与此相比，自己把闹钟定在一个半小时的整数倍似乎来得更划算。你也许会问，科学吗？但是科学更多的不是告诉你该怎么做，而是告诉你这是我们知道的，你来为自己作决定。 标签： 睡眠 , 神经科学

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嗨，你补脑了没？

songshuhui 2008-9-3 11:47

BOBO 发表于2008-05-29 星期四 20:41 分类: 医学 , 生物 | | 千百年来，人们一直苦苦寻觅一种药物，只要服用它，便能提神健脑。远古的人们尚崇自然，汲天地灵气，采集树叶、树根和果实，直接嚼食或先熏制一番再吃掉，以求能增强脑力。如今的现代人，依然像古代人一样在不断寻觅。差别只在于地点的变化：现代人一头扎进了药物实验室，而古代人则在森林里徘徊。 可这些举动背后，到底隐藏着什么目的呢？或许有人会提供一个冠冕堂皇的答案：我们只是在找用于治疗疾病的药物而已。没错，老年痴呆、注意力缺陷障碍、中风、帕金森氏症和精神分裂症，都需要有效的药物进行治疗。但不可忽视的关键在于，既然药物能增强脑力，那除了医疗用途，正常健康人使用岂不更是如虎添翼，记忆超群了吗？ 人们到底在找什么药呢？简而言之，这类药物称为认知增强药。注意力、感知、学习、记忆、语言、规划和决策，统统可视作认知活动，而认知增强药物恰恰作用于认知活动背后的神经元信息处理过程。具体的说，是通过改变神经递质的平衡，来改变认知能力。 近来，英国医学科学院声称，能影响大脑功能的药物在未来几十年内将横空出世。据该机构主席、供职于剑桥大学的 Garbriel Horn 教授介绍，目前在神经疾患治疗方面，全球超过 600 种药物正在研发。 但历史和经验表明，大部分药物将不被获批上市，最终半途夭折。虽然制药公司一再申明，神经疾患的药物不能用于其他非医学目的。但眼下的实情是，就是有人在服用这些药，当然他们没有任何神经疾病。而最常使用的药物便是利他林和莫达非尼。 的确，利他林和莫达非尼确实能提高健康人的认识功能。例如莫达非尼这种药，能增强一个人的工作记忆能力。一般的，大多数人能记住 7 位随机数字，想多记一位是很难的事情，但服用了莫达非尼的人便能做到。此外，它还能增强人的计划力，提高执行力。有如此好处，谁不想服用。 Garbriel Horn 也说到，现在有越来越多的人使用这些药物，以缓解疲劳，提高考场发挥，让飞机旅行者及早恢复精神。 年初，《自然》杂志对其读者进行了一项非正式问卷调查，这些读者大多从事科学研究。在 1440 名被调查者中，有 1/5 的人曾服用过利他林、莫达非尼或具有抗焦虑作用的 阻滞剂，而其实他们没有使用这些药物的适应症。他们用这些药来提高精神和注意力，增强记忆力。在这些服药者中 ， 62% 的人服用利他林， 44% 服用莫达非尼。大多数人都通过旁门左道，曲线救国式的获得了这些药物的处方，或者直接网购这些药物。不难看出，连搞科学研究的聪明人都会去服用这些药，遑论芸芸大众。在未来，这类药物肯定会热卖大卖。毕竟，人人都像过目不忘，记忆超人嘛。 Garbriel Horn 研究组的另一成员， Trevor Robbins 说，提高认知能力有 N 多途径。其中之一是激活脑开关，简单的说，把大脑的整个神经网络看做是一个电路，而神经递质则是开关。有的专门负责开放，而有的则负责关闭。 说到神经递质，不得不提高其中之一谷氨酸，它是记忆的开放开关，有利于记忆形成。而有一类化合物， ampakine 就能增强谷氨酸活性，从而更易于记忆的形式。总部设在美国加州尔湾的 Cortex 制药公司，就制造 ampakine 。他们研发的一种药（为掩饰其确切身份而冠之以 cx717 ），正在测试用于老年痴呆症患者的治疗。已有的试验结果表明，这种药物可以使人更加警觉。但和咖啡因、安非他明及其他兴奋剂不同的是， cx717 的并不升高血压和心率，也不会让人感觉很 high ，所以不会上瘾。 而另一种谷氨酸的助推器 D- 环丝氨酸，现在面临另外一种考验：不用于加强记忆，而是要加快遗忘。这似乎和增强记忆、提高认知相矛盾？其实不然，因为忘却过程类似于学习记忆的过程。通过结合某些谷氨酸受体， D- 环丝氨酸便能选择性增强忘却，从而压制一些条件反射性反应，如焦虑，成瘾和仇视心理。 Robbins 的实验表明，如果给老鼠使用 D- 环丝氨酸，不良的记忆，如已有的恐惧将会被消除。这有助于消除不愉快回忆，如地震后出现的创伤后应激障碍，也可帮助有些成瘾者回归本位，比如，可以去除触发吸烟成瘾的因素。 另一种值得关注的神经递质，则是乙酰胆碱。那些对乙酰胆碱做出反应的胆碱能神经元，在集中注意力和复杂思考进程，以及记忆中都发挥重要作用。可以说，就是是胆碱能系统出了问题，导致老年痴呆的。因此，通过药物抑制乙酰胆碱的分解，也能提高认知功能。 Robbins 说，胆碱能药物可轻度提高认知功能，此类药物将来可能用于正常人身上。 看来，通过正常途径购买这些药物的距离不远了。或许，打招呼的时候，可以多问一句：嗨，你补脑了没？ 参考资料：1、Brain science, addiction and drugs. The Academy of Medical Sciences, 10 Carlton House Terrace, London SW1Y 5AH 2、economist.com 标签： 医学 , 大脑 , 生物学 , 神经科学 , 科普 , 补脑，

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科学的拓边者

songshuhui 2008-9-2 15:19

wilddonkey 发表于2008-06-19 星期四 20:46 分类: 其他 | | 记美国神经科学家保罗巴赫利塔 2005 年的一个夏天，保罗借助自己发明的平衡器重新站了起来，那一刻，他准会想起在实验室中利用各种废弃材料设计第一台触觉视觉转换系统的那些遥远的日子。当时， 1963 年， 29 岁的保罗巴赫利塔（ Paul Bach-y-Rita ）是美国旧金山史密斯 - 凯特尔韦尔视觉研究所的一名高级研究员，从事眼动领域的研究。研究工作卓有成绩，但一向精力旺盛、不受拘束的保罗另有兴趣，他那充满了超越时代的洞察力的大脑正在酝酿着一个具有革命性的理念人的各种感觉是可以相互替换的。 十九世纪中叶，科学先驱，法国神经学家保罗布鲁卡（ Paul Broca ）根据解剖学证据，发现了一个专门负责语言功能的左脑脑区，并由此判断特定的大脑功能要由特定的大脑区域来实现，大脑结构与大脑功能之间存在着明确的对应关系。随后的无数研究证实了这一理论，视觉皮层、听觉皮层、体感皮层早已被神经科学家清清楚楚、确定无疑地标定在大脑的不同位置上，泾渭分明，各司其职。看要由从眼睛到视觉皮层一系列的神经通路来实现，听只能是从耳朵到听觉皮层这一路神经网络的职责，对此，没有人会产生疑问。因此当保罗打算将他的感觉替代理念付诸实现的时候，得不到任何的研究经费。 尽管如此，乐观的态度和强烈的怀疑精神帮助他战胜了一切困难，保罗和同事利用业余时间和各种边角废料（比如一个废弃的牙科治疗椅，一个笨重的三脚架摄像机）研制出了世界上第一台触觉视觉转换系统。 1969 年，保罗将该研究结果发表在 nature 杂志上，面对这一突破性成果， 1967 年诺贝尔生理学或医学奖获得者，神经生理学家拉格纳格拉尼特（ Ragnar Granit ）评论道：保罗，我欣赏你有关眼部肌肉的研究，但你为什么要把时间浪费在这种成人玩具上？ 保罗成功地通过他的成人玩具证明了触觉和视觉是可以相互替换的，但直到 30 多年后这一理念才被神经科学界广泛接受，不再令主流科学家们感到震惊或报以轻蔑的讥笑。 保罗制造这个成人玩具另外想证明的是成人的大脑具有很强的可塑性，能够在受到损伤后进行功能重组以恢复部分已损失的功能。然而，在那个布鲁卡的功能定位理论深入人心的时代，一个公理早已形成：成人大脑中哪部分区域遭到损害，其对应的功能就会永远消失。神经科学的概念框架中不包括可塑性和功能重组这样的词汇。 但保罗却对大脑具有可塑性深信不疑，原因来自于他父亲的经历。 1958 年，他 65 岁的父亲因中风几乎全身瘫痪，但并没有就此在疗养院的轮椅上惨淡度过余生，而是被正在学医的他的兄弟乔治带回家施以康复性治疗。三年后，他父亲不可思议的完全恢复正常，并又重回大学整整工作了五年，于 1966 年在哥伦比亚一座 9000 英尺的高山上远足时心脏病突发去世。 这一医学上无法解释的奇迹坚定了保罗关于大脑可塑性的信念， 1971 年， 37 岁，已经是史密斯 - 凯特尔韦尔视觉研究所教授的保罗辞去了这一职位，到斯坦福圣克拉拉医学中心找了一份住院医生的差事，去研究像他父亲一样的病患。保罗的决定使他的同事们大为不解，但这只是其热衷于冒险的天性为他传奇生涯所带来的转折之一。 始终燃烧着的激情 1934 年 4 月 4 日，保罗巴赫出生于纽约一个知识分子家庭，父亲是西班牙语教授，自由浪漫，无视规则。深受其影响，质疑常规的思维方式和挑战权威的勇气伴随了保罗的一生。在纽约布朗克斯理科中学读书时，保罗第一次接触到了科学。 15 岁从那里毕业， 17 岁完成墨西哥城大学学位，随后进入墨西哥国立自治大学 医学院求读，但中途离开学校，开始了一系列塑造其未来职业生涯的谋生生活。 在离开医学院的那段丰富多彩的经历中，保罗先后当过渔夫、波音装配厂流水线工人、佛罗里达旅游按摩师。在按摩师培训期间，他受雇为盲人师傅们讲授解剖学和生理学知识，同盲人一起工作和交流的经历使其获益匪浅，促使他重返医学院并在今后的职业生涯中始终维持着与盲人的合作关系。 1959 年， 25 岁的保罗获得医学博士学位，随后成为了一名墨西哥乡村医生。 作为墨西哥莫雷洛斯州一个没有路、没有电的乡下村庄中第一个和唯一一个医生，保罗需要在各种情况下为孕妇接生；与当地的萨满巫医谈判，合作开展卫生保健工作；定期排查他所居住的茅草屋，以防止蝎子与自己共处一室保罗满怀热情地为这个贫穷的村庄提供着无私的服务，直到觉察出他的知识还十分有限。在陆续完成美国加州大学、法国国家科学研究中心、西德弗赖堡大学的博士后研究工作之后， 1963 年，保罗成为旧金山史密斯 - 凯特尔韦尔视觉研究所的一名高级研究员。 我想知道，在我们探求大脑究竟是如何工作的过程中，由于对科学性的坚持，我们忽视了多少东西。 符合那些为人类在科学的版图上开疆辟土的科学家们普遍的成长规律， 60 年代初， 30 岁前后的保罗将闪现的灵光与成熟的思辨成功地结合在了一起，开始冲破框架，拓展科学的边界。只是与其他人比起来，保罗寂寞的太久了。 原因在于他所面对的框架十分牢固。保罗在 40 多年前第一次获得非突触神经信息传递模式的存在证据时，就意识到在大脑组织方式上，科学家们忽视了经典突触组织理论之外的更广阔的可能性。 19 世纪 80 年代，西班牙神经学家拉蒙卡哈（ Santiago Ramn y Cajal ）提出了神经元学说， 1897 年，英国生理学家谢灵顿（ Charles Sherrington ）将神经元之间的连接点命名为突触。随后，神经元独立形态的证实，突触结构的发现，再辅以其他科学家们所提供的解剖学、生理学、临床医学等等多方面确凿的实验证据，一个神经元突触神经信息传递理论被构建出来。神经信息通过突触机械地从一个神经元单向传递至另一个神经元，大脑神经网络以此为基础有条不紊地展开工作。 这一局部主义理论已统治了神经科学界一百多年，在近三十年来突触外神经递质扩散、胶质细胞参与神经信息传递等与该理论相抵触的机制被纷纷证实后仍是如此。因此当保罗于 60 年代初提出他的设想时，被理所当然地认为是异想天开。 保罗在 2005 年发表于《 Journal of Integrative Neuroscience 》杂志的最后一篇论文中回顾自己一生的研究工作时这样写道：这许多年来的滋味并不好受，自从我意识到可以通过那么多条路来探索大脑的功能。我想知道，在我们探求大脑究竟是如何工作的过程中，由于对科学性的坚持，我们忽视了多少东西。 今天，非突触神经信息传递模式总算得以融入到神经科学已有的概念框架中，被视作是突触理论的补充机制，虽然这种广播式的细胞间通信很可能是更主要的信息传递方式。而当年的异想天开现在则成为了热门的研究领域，一条新的大路正在拓展之中。 你是在用脑来看，而不是眼睛。 非突触神经信息传递机制的发现使保罗确信，大脑的工作方式并非那么机械和有序，而是更为混沌，或者说具有一种动态的灵活性。父亲的经历使他愈发坚信这一点，他认为人的大脑是可塑的，通过恰当的学习和锻炼，大脑能够对原司其职的皮层区域进行功能重组，以应对新的变化，即便是老年人或严重损伤过的大脑。 对这种可塑性加以验证的渴望触发保罗构想出了感觉替代理念，他这样假定：如果某种感觉被剥夺，大脑会利用其他感觉对其做出弥补，甚至完全替代。比如盲人的大脑经学习后能将某些神经信号解释成视觉信息，交由视觉皮层来处理，这些神经信号不是来自眼睛，而是其他感觉器官，比如皮肤。很快，保罗开始了触觉视觉替代研究。 第一台触觉视觉转换系统利用业余时间和各种废弃材料设计而成，一个摄像机拍摄实时图像；一台处理器将图像转化成电脉冲发送至椅子靠背的电极上；盲人坐在椅子上，背部皮肤与电极相连。虽然整个系统粗糙、简陋，使用者经常要遭受到电击，用后背看出来的画面也不怎么清晰，但所取得的成就已相当令人震惊：经过一段时间的训练，盲人使用者可识别出物体的形状和运动轨迹，有些能感知到从斜面滚下的球，并在其滚到斜面边缘时击中它。 初步尝试获得成功，感觉替代是可以实现的，不过对保罗所假定的神经机制施以针对性的研究则是 30 多年后的事了。 2005 年，丹麦奥尔胡斯大学的一个研究小组对使用最新式的舌式触觉视觉转换器的受试者进行了大脑成像实验，实验中用舌头取代最初的背部皮肤作为刺激信号接收端，其他基本原理不变。训练一周后，盲人脑中之前不再用到的视觉皮层在执行实验设定的感知任务时开始活跃，表明盲人的大脑确实利用了视觉皮层来处理发自触觉器官的神经信息。 大脑具有可塑性确然无疑，自上世纪 90 年代起，保罗最早提出的，在当时饱受漠视的可塑性逐渐成为神经科学界的时髦词汇。 保罗的感觉替代研究证实了大脑的可塑性，同时也引出了另外一个更为深刻的问题。在实验中，戴着眼罩的正常人也能完成任务，但他们的视觉皮层始终没有被利用到。那么正常人是如何用舌头看到的？对此，保罗坚持着自己的理解：你是用脑来看，而不是眼睛。一幅图像，通过视网膜或是处理器和舌头，被转换成的是同样的神经信号，这些神经信号传送至大脑后，大脑会让我们看到。 这种对各感觉系统过于一视同仁的观点似乎有些过火，眼睛、舌头生来不同，自然各有用处，从一幅图像转化而来的神经信号是一样的，但在各专门系统内受到的处理会有所不同。因此一个更为公允的理解或许是：我们可以用眼睛和脑来看，也可以用舌头和脑来看。至于这背后涉及到的是怎样的神经机制，还需要很长时间来探究和消化。保罗的感觉替代研究为我们考察、理解大脑的运作机制打开了一个独特而切中要害的突破口。 平衡之术 60 年代的灵光和坚忍为保罗带来了一生的成就，也为他指明了接下来要走的方向。 1971 年，保罗辞去史密斯 - 凯特尔韦尔视觉研究所教授职位，到斯坦福圣克拉拉医学中心做了一名住院医生， 1979 年成为加州大学医学和康复医学系教授、副主任， 1983 年加入威斯康星大学，任康复医学系教授、主任，期间重新开启了感觉替代研究。 不再用背部皮肤，保罗先后尝试了以腹部和指尖作为信号接收端，同时他还进行了一些触觉与听觉的替换实验。 90 年代末，保罗的感觉替代研究达到巅峰，他挖掘出一个理想的信号接收端舌头。舌头是除嘴唇外，人体触觉神经最多的部位，嘴中丰富的唾液使其始终保持湿润，利于导电。 1998 年，保罗为他的舌式显示器申请专利，成立了一个公司，名为 Wicab ，她妻子的名字，玛雅语意为甜蜜爱人。 这个由保罗创办的校园里的公司早些年更像是一个科研机构，有各自研究工作，兼职加入公司的同事们围绕在会议桌前，对各种疯狂的想法展开无拘束的科学式的讨论。 2000 年初，保罗的主要合作者，威斯康星大学生物医学工程师米奇泰勒（ Mitch Tyler ）在一次感冒中内耳严重感染，内耳中负责躯体平衡的前庭器官的失灵导致米奇暂时丧失了平衡感，在天旋地转的世界中生活了几天，并由此萌发了一个大胆的念头：用舌头代替前庭器官维持平衡。 一向不排斥任何新奇想法的保罗立刻采纳了这项建议，并付诸实验，第一台舌式平衡器由舌式显示器改装而来，一个装有微型加速度计的绿色塑料头盔取代摄像机，通过处理器向置于舌头上的电极发送刺激信号。人戴上这个头盔，当直立时，刺激信号会从电极板中央进入舌头，而一旦身体发生倾斜，加速度计感应到偏差并发出相应信号，舌头上的刺激会偏离正中。佩戴者这时候就要前后左右地调整身姿，以使刺激位置回归到电极板中央，也即获得了平衡。 2001 年秋天，保罗的平衡器迎来了第一个受治者谢丽尔切尔茨（ Cheryl Schiltz ），她的前庭器官于 1997 年因抗生素不良反应遭受永久损伤。在短暂的适应期后，舌头成功地代替内耳与谢丽尔的大脑建立起一套身体位置信息传送响应关联机制，帮助她重新掌握了平衡，几年来，谢丽尔第一次不再摇摇晃晃。不过令人惊讶的事情还在后面，完全出乎意料，在取下平衡头盔后，谢丽尔也能保持一段时间的平衡。在连续使用平衡器 20 分钟后，谢丽尔独自平衡了一个小时，在连续几年的每天早、午 20 分钟练习后，谢丽尔把她的手杖送给了辅助她练习的神经生理学家尤里丹尼沃夫（ Yuri Danilov ）。 很显然，谢丽尔的脑中发生了一些变化，至于到底是如何变化的， 2000 年加入公司的尤里如此声明：如果我有一千名科学家可以支配，我会让他们立刻投入到两千个与平衡器相关的研究项目中。 不管怎么说，这个舌式平衡器起到了作用，其小型化的改良版成为 Wicab 公司的第一款商业产品。 理论神经科学的曙光 2004 年，就在保罗着手把 Wicab 打造成一家真正的商业公司时，被诊断出已是肺癌晚期，只剩下几个月的时间。对此，保罗的第一反应是：我还有那么多事情要做！他决定在剩下的时间里加快公司的商业化步伐，为了科学，也为了我的家庭。 2005 年夏天，保罗的身体状况越来越糟，激进式疗法使他愈发虚弱，其所服用的一种抗癌药物更是损伤了他的内耳，前庭器官被破坏，保罗站不起来了。这时，所有人，包括保罗自己都意识到有件事需要尝试一下，谢丽尔被请来辅助治疗，保罗戴上了自己发明的平衡器。 20 分钟后，当他重新站稳的那一刻，谢丽尔忍不住哭了出来：我做了他曾经为我做的，还有谁能体验到如此完满的轮回？ 保罗在去世前不久接受采访时说道：我想，我总是更愿意寻找机会去做那些常规框架之外的事情。对于他终生挚爱的科学，保罗希望在不远的将来能诞生真正意义上的理论神经科学。如同理论物理在物理学中的地位，在神经科学领域同样要建立起理论、假说与实验间的相互制约和促进的平衡，而不是像现在这样对缺少实验观察的思想和观点过于看轻。 理论神经科学应担负起对现有理论进行分析式批判的职责，促使新旧思想的更新代谢以更快的速度发生，而不是像现在这样要等上几十年，乃至更长的时间。 2006 年 11 月 20 日，感觉替代、大脑可塑性理论的创始人保罗巴赫于家中去世，享年 72 岁。此时，他的公司已步入正轨，而他的超越时代的理念和思想还需要人们花更长的时间来理解和接受。愿过去的，现在的，将来的拓边者不再孤独。 参考文献及资料： 1. PAUL BACH-Y-RITA. EMERGING CONCEPTS OF BRAIN FUNCTION . Journal of Integrative Neuroscience, Volume 4, Number 2, 2005, pp. 183-205. 2. Ptito M, Moesgaard SM, Gjedde A, Kupers R. Cross-modal plasticity revealed by electrotactile stimulation of the tongue in the congenitally blind . Brain. 2005 Mar;128(Pt 3):606-14. Epub 2005 Jan 5. http://www.uwalumni.com/home/onwisconsin/archives/spring2007/balancingact.aspx http://www.secfac.wisc.edu/senate/2007/0305/1972%28mem_res%29.pdf http://www.madison.com/obits/print.php?refDate=2454062refPage=listingad_number=6676308 《新发现》2008/6月刊 标签： 人物传记 , 保罗巴赫 , 神经科学

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