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從內向外解析大腦 版權信息
- ISBN：9787030718679
- 條形碼：9787030718679 ; 978-7-03-071867-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
從內向外解析大腦 內容簡介
本書作者指出了認知神經科學的傳統研究范式局限所在，提出以運動為中心，從大腦活動的特點而非人為設計的外在刺激來理解其主動的工作原理，特別強調了節律性神經活動對大腦不錯功能組織的特殊意義，為全面深入了解大腦提供了新材料和新思想。
從內向外解析大腦 目錄
目錄
第1章 問題 1
第2章 神經科學中的因果與邏輯 24
第3章 來自行動的感知 38
第4章 神經元集群：交流的基本單元 61
第5章 經驗的內化：由行為到認知 74
第6章 大腦節律為神經句法提供框架 103
第7章 細胞集群的自組織演化軌跡 120
第8章 大腦離線時有組織的自發活動 144
第9章 外化思考，提升腦功能 158
第10章 大腦中的時間和空間 175
第11章 增益與抽象化 203
第12章 萬物皆是關系：非平均主義的對數尺度大腦 219
第13章 大腦的*可能估計 246
結語 261
參考文獻 265
名詞中英文對照 323
索引 339
第1章 問題 1
第2章 神經科學中的因果與邏輯 24
第3章 來自行動的感知 38
第4章 神經元集群：交流的基本單元 61
第5章 經驗的內化：由行為到認知 74
第6章 大腦節律為神經句法提供框架 103
第7章 細胞集群的自組織演化軌跡 120
第8章 大腦離線時有組織的自發活動 144
第9章 外化思考，提升腦功能 158
第10章 大腦中的時間和空間 175
第11章 增益與抽象化 203
第12章 萬物皆是關系：非平均主義的對數尺度大腦 219
第13章 大腦的*可能估計 246
結語 261
參考文獻 265
名詞中英文對照 323
索引 339
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從內向外解析大腦 節選
第1章問題 讓我們操心的那種迷亂發生在語言仿佛是在空轉的時候，而不是它正常工作的時候。 —路德維希 維特根斯坦 1 重復足夠多次，多么荒謬的事情都會被當作真理。 —威廉 詹姆斯 2 我們共同的夢想就是現實。 —2017年火人節 * 神秘感總產生于中間地帶。在匈牙利佩奇大學（ University of Pécs）醫學院做講師時，我領悟到了這一點。我教神經生理學討論課，激情投入地解釋大生記住一長串解剖學細節和神經元的生物物理性質。我講得不錯，用細節吸引學生，幫他們準備考試，帶他們一起解決小問題。然而其中少數人，應該說是那些聰明的學生，經常對教科書里的內容不滿意。“大腦中什么地方產生知覺？”“是什么讓指頭動的？我是說在大錐體神經元發放之前。”常常有人提出這類問題，我一般回答“在前額葉”，然后巧妙地轉換話題，或者用幾個誰都不懂但聽起來夠“科學”的拉丁名詞讓我的解釋聽起來足夠權威，暫時說服他們。從那以后，沒能從機制上有邏輯地回答這些（根本的）正當問題，這件事一直困擾著我 —大概每個有自尊心的神經科學家 3都體會過這種困擾。我自己不明白的東西怎么解釋呢？多年以后，我認識到不止我有這個問題。不論承認與否，許多同事都有一樣的感覺。一個原因是大腦十分復雜，而我們的學科尚在發展初期，存在眾多未知。而這些未知中一大部分，真正的大腦謎團，都藏在兩端之間，遠離感覺分析單元和運動效應器。歷史上研究大腦是自外向內展開的，寄希望于這樣的系統探索有朝一日能把我們引到大腦內，再走向輸出。我常常想，這條路是否走得通，或者是否只有這條路可以走。寫作這本書就是要闡述另一種策略。 在本章緒論中，將解釋我認為是“絆腳石”的那些地方，并簡要總結我的觀點。后續各章將會表明，我是相信這里提出的框架的。有些同行跟我的立場一致，有些則不同。我要事先說明的是，探討和挑戰學科前沿時，可以預見一定會有這樣的情況。這本書不是要解釋已知，而是要邀請讀者來思考人類所面對的問題中*令人著迷的那一部分—來探索我們自身這個未知世界吧。 當前神經科學框架的來源 對大腦的科學思考，開始于認識論的問題。心智是如何學習“真理”、理解客觀世界的？歷史上，對大腦的研究從內省轉到了實驗。在這個過程中，研究者們創造了大量術語以表達各自的觀點。哲學家和心理學家的探究開始于感官如眼、耳、鼻如何感知“外在”世界，又如何把“外在”世界的特征帶給我們的心智。這正是問題的關鍵。早期思想家如亞里士多德（Aristotle）—雖未言明—認為心智有雙重作用：既是待解釋要素［被說明項（explanandum）］，又是解釋性要素［說明項（explanans）］4。他們想象出了概念，為之命名，而兩千多年后的今天，我們在尋找可能與這些觀念相對應的神經機制 5。 不斷有人想象出關于心智的新概念，要解釋的對象清單跟著一直加長，導致大腦被越分越細。*初的嘗試入了歧途，弗朗茲 約瑟夫 高爾（ Franz Joseph Gall）以及 19世紀他的追隨者宣稱我們各種心理功能分別定位于不同的腦區，各個腦區可以通過顱骨上的隆起和崎嶇被識別出來—這種做法稱為顱相學（phrenology）（圖 1.1）。高爾建議把大腦分為不同的“器官”，如今則叫做“腦區”。劃分出的腦區中有 19個負責人與其他動物共有的心理功能，如繁殖、記憶和時間，余下 8個則專屬人類，負責如形而上的意義、詩歌、諷刺和宗教 6。如今顱相學被斥為偽科學，因為我們知道顱骨的隆起與大腦形狀、分區沒有什么關系。高爾之于神經科學的意義，就像讓 巴蒂斯特 拉馬克（ Jean-Baptiste Lamarck）之于演化。有錯誤并不意味著對科學沒有用。令人驚訝的是，在大腦中尋找“盒子”來安置人造術語和概念，這種想法胡扯得更嚴重，倒很少有人抱怨。比起效果不佳、找不到合適的腦區，這樣做本身的問題大得多。 圖 1.1 左圖 .弗朗茲 約瑟夫 高爾（ Franz Joseph Gall）和追隨他的顱相學家相信我們的各種心理功能分別定位于不同腦區，可以通過顱骨上的隆起和崎嶇辨識出來。顱相學如今被斥為偽科學。右圖 .今天通過成像定位這些聲稱的精神功能。我發現僅僅是前額葉就有超過 100個認知術語與之相關，這里只展示了其中一部分 音節太多了 電影《莫扎特傳》（Amadeus）里，皇帝對年輕的莫扎特說，“音節實在太多了，砍掉一些就完美了。 ”這句臺詞在銀幕上十分荒唐。對今天認知神經科學的行話，或許倒很合適。大腦實在沒地方來容納那些積累下來的心智方面的術語了。熟悉神經解剖的人都知道科比尼安 布羅德曼（ Korbinian Brodmann）的不朽工作，他根據細胞構筑把人的大腦皮層劃分為 52個腦區。目前的多模態磁共振成像（ magnetic resonance imaging，MRI）方法根據皮層構筑、聯結和（或）拓撲性質上相對明顯的差別，鑒定了 180個皮層分區。這是不是說，大腦有了更多的“盒子”可以對應那些預想出的概念了 7？可即使腦區增加了這么多，人們編造的術語還是比皮層分區的數量多得多。本書后面要談到，認知功能通常產生自腦區間的關系，而非孤立腦區的局部活動。可即使接受了這一點，承認腦區間相互作用比孤立腦區的計算更重要，在預想出的概念與腦活動之間找關系，也不是理解大腦的正道。 哲學根基 要確定一個認知心理學產生的時間，那就該是 1890年—美國哲學家、心理學家威廉 詹姆斯（ William James）寫作的《心理學原理》（The Principles of Psychology）出版的那年 8。他對心智與世界之間相互關聯（“意識流”）的論述極大地影響了先鋒派藝術和文學。這部巨著對認知科學和當代神經科學的影響更是無法估量的。每一章在當時都是非凡的貢獻，其中討論的題目對我們現在也都常見、易于接受。翻開這本 1890年的書，看看目錄： 上卷 第四章—習性 第六章—心智-軀體問題 第九章—思想流 第十章—自我意識 第十一章—注意 第十二章—概念 第十三章—區分和比較 第十四章—關聯 第十五章—時間知覺 第十六章—記憶 下卷 第十七章—感覺 第十八章—想象 第十九章—“事物”知覺 第二十章—空間知覺 第二十一章—現實知覺 第二十二章—推理 第二十三章—運動的生成 第二十四章—本能 第二十五章—情緒 第二十六章—意愿 歷經多年，這些術語和概念都獲得了生命，看著越來越真，在事實上成為認知心理學和后來認知神經科學的標準用語。盡管其合理性從未經過審定。 神經科學繼承來的詞匯表 20世紀，神經科學登場了，無條件地采納了詹姆斯的這些術語，并且訂下計劃要把每個術語定位到大腦中（比如人腦成像實驗），并確定其神經元機制（如神經生理學實驗）。這一策略至今仍然有效。絕大部分神經科學家都可以從詹姆斯書的目錄里找一個術語，宣布“我對這個問題感興趣，正努力尋找它的腦機制”。不過，請注意，在想象來的心理構造和“負責”它們的實際腦區之間找對應關系，這種研究跟顱相學本質上沒有什么區別。差別只是我們不再在顱骨表面形貌和心智相關術語之間找關聯，而是利用高技術手段收集一些精細變量的信息，包括單個神經元放電模式、神經元聯結、群體相互作用、基因表達、功能磁共振成像（ functional MRI，fMRI）信號變化和其他若干研究。但基礎的哲學還是那樣：試圖解釋人造的概念如何關聯到腦活動。 且慢。幾百上千年前的先輩“勾兌”出這些術語時，尚不知道大腦是什么。我們怎么就能期待它們恰好可以映射到腦機制呢？神經科學，特別是認知神經科學，繼承來這幅框架，囚系在古老的名詞術語中，成了犧牲品。我們依然奉行這些構造出來的語詞和概念，利用損毀、成像等多種研究手段，在大腦中找它們的對應位置。憑借預先確定的概念之間人為認定的邊界來指導上述尋找，而不顧神經過程之間的相互作用關系。根據某些準則找到大腦中的活動熱點，關聯到了詹姆斯和別的什么人編訂的范疇，然后標記此處為該范疇的居所。諷刺點說，我認為這就是“新顱相學”9。新舊版本的顱相學，都是有了概念再來找可做解釋的腦機制。本書把這種做法叫做“自外向內”策略，與之相對，我的框架“自內向外”（見第 3、5、13章）。 這就到了現代神經科學方向需要的第二個修正：要解釋的應該是大腦活動，而不是人造術語。畢竟是大腦造就了行為和認知。大腦應該被當作獨立變量，因為行為和認知依賴于腦活動，而不是反過來。然而，在當前研究中，我們把情緒、記憶和規劃這些術語當作要解釋的獨立范疇。第 2章將討論神經科學中相關和因果性的作用，我們會直接處理這些問題。 “自外向內”策略 “自外向內”策略是如何主導了現代神經科學思想的呢？從詹姆斯書的目錄中可以找到線索。多數題目都跟感覺、知覺有關，可以稱為外界對大腦的輸入。這并非偶然，詹姆斯和多數早期心理學家都深受英國經驗主義影響，后者則建立在基督教哲學基礎上。在經驗主義框架下，知識來自（人）腦感知和闡釋客觀世界的能力。照經驗主義哲學家大衛 休謨（ David Hume）10所說，我們的一切知識都來自知覺關聯和尋找因果關系的歸納推理 11。心智建立在對物理世界的感知覺基礎上，因而只有先被感覺檢測到的東西才能存在于心智中。他列舉了關聯的三項原則：類比、時空連續、因果關系。例如，讀一首詩會想起相關的詩；回想原因會記起結果。西方科學及其方法大體建立在這種歸納之上，上承以感知覺為核心的休謨哲學。 經驗主義啟發的模型中，信號從外界進入大腦，神經環路加以處理和感知，腦中某處再決定是否發起動作響應。其中尤其強調知覺處理與關聯，這被認為是大腦理解和表征外在世界的主要驅動力。用約翰 洛克（ John Locke）的話說，“觀念是清晰的，和生成觀念的對象本身一樣清晰”12。洛克及其信徒認為，我們的感官忠實描述客觀世界—我想他們還認為世界與觀察者無關。這種圍繞感知的觀點，必然導致假設腦中有個“智慧小人（ homunculus *）”（即有意識的選擇者，或者用當前神經科學的術語說，“決策者”）13。這種觀點還間接導致了知覺與行動之間棘手的自由意志問題。在實驗神經科學圈子里提“意識”，現在也還是會惹人質疑。另一方面，“抉擇”這個詞則習以為常。這很有意思。抉擇被定義為收集有關信息、確定可能的選項、評估后果、衡量各種依據、做出選擇并采取行動的過程 14。這樣定義，跟托馬斯 阿奎納（ Thomas Aquina）從哲學上定義的自由意志其實是一樣的，除了他認為只有人類才能自主選擇，而且必須選擇善的（上天所喜愛的） 15。印度佛教中則相反，做決策是被禁止的 16。
從內向外解析大腦 作者簡介
G.布扎基（Gyorgy Buzsák），是紐約大學朗格尼醫學中心比格斯（Biggs）神經科學教授，著有《大腦的節律》（Rhythms of the Brain）一書（牛津大學出版社2006年出版）。他于匈牙利佩奇大學獲醫學博士學位，于布達佩斯科學院獲神經科學博士學位。布扎基的研究興趣主要在于記憶、睡眠及相關疾病的機制，并關注“神經句法”即神經信息片段如何被眾多的大腦節律組織起來以支持認知功能。廣泛的實驗工作促生了他關于記憶痕跡鞏固的兩階段模型。 布扎基博士是前1%被引用最多的神經科學家之一，是美國科學院、歐洲科學院和匈牙利科學院院士及美國科學促進會會員，并且是多個重要神經科學雜志的編委。他與他人分享了2011年的格雷特·倫德貝克歐洲大腦研究獎（The Brain Prize founded by the Lundbeck Foundation）。
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