
[美]承現峻 著
基因組讓你成爲人,連接組讓你成爲你。 每個人都是獨特的,我們早就清楚這一點,但科學家一直沒有弄明白人的獨特性體現在哪裏。承現峻認爲,它就藏在大腦神經元的連接方式中。連接組(connectome)是指神經系統中神經元連接的總和,是遺傳和生活經歷發生相互作用的結果,是先天與後天的結合點。 承現峻的文字優雅清晰,富於幽默感,他在書中介紹了神經科學的發展歷程、基礎知識,以及連接組學的研究方法與成果。做這項工作如同攀登科學界的珠穆朗瑪峯,如果成功,將爲個性、智能、記憶等的研究提供基礎,對孤獨症、阿爾茨海默病、精神分裂症等精神疾病的治療產生極大影響,人工智能也將由此獲得希望。
你爲什麼是你,獨一無二的你? 我們人類和地球上所有其他生物的遺傳密碼都由四種相同的核苷酸所組成。就DNA層面而言,我們不僅和鳥類、爬蟲類、兩棲類、其他哺乳類有關,甚至和植物都有關係。只是大家DNA序列不同。人類的DNA序列有99.4%與大猩猩共同的。同爲人類我們彼此間的遺傳序列只有0.01%的不同,就能造成我們在人種、外貌、思想和行爲上的顯著差異。 同爲黃種人、一個家族的人,我們DNA序列的差異比0.01%還小;甚至同卵雙胞胎一模一樣的基因序列,爲什麼我們還是不同,都有着自己獨一無二的思維行爲模式?答案也許在我們的大腦裏。 我們的大腦大約1.5千克重,但是有860億的神經元細胞,每個神經元細胞可以和其他數以千計的神經元相連接,這意味着大腦中存在至少萬億級別連接,這比宇宙銀河系或任意星系的恆星數量還多千倍。數量如此之多,連接如此複雜,似乎變異才是常態,而非例外。也正是這些神經元連接的差異造就我們的獨特的思維行爲模式。 大腦神經元像樹一樣生出很多分支,這些分支要與其他分支接觸聯絡交流。一個神經元的功能,主要取決於它與其他神經元的連接,神經元全部的連接即連接組。大腦形成什麼樣的連接你有一定的自主權的。你的每一個想法和行爲都會在大腦裏留下一絲痕跡,並微妙地改變着你。你想生成連接,那麼主動學習行動;你想鞏固連接,那麼持續的學習行動;你想拋棄連接,那麼停止想停止行動。大腦神經元的連接,就像我們的肌肉一樣,你越練越強壯,你不練就鬆散。 你的思維、行爲、習慣、經歷塑造了你的大腦連接組。你爲什麼你,因爲你的大腦裏有獨一無二的連接組。你想變成更好的你,那麼訓練自己,重塑你大腦的連接組。
對《神奇的連接組》每一章訓練方案的重新設計: 第1章 從天才到瘋子 訓練方案: 步驟: 閱讀經典案例和科學研究,瞭解天才和瘋子在神經連接組上的差異。 觀看相關視頻講座,加深理解。 資源: 學術論文:搜索並閱讀最新的神經科學研究。 在線課程:如Coursera、edX等平臺上的神經科學課程。 實踐建議: 嘗試撰寫一篇簡短的分析報告,總結天才與瘋子在神經連接組上的差異。 第2章 邊界爭端 訓練方案: 步驟: 對比連接組學與其他神經科學分支的定義和研究範圍。 參與線上或線下的學術討論,瞭解不同領域的觀點。 資源: 學術期刊:訂閱或瀏覽與神經科學相關的學術期刊。 社交媒體:關注神經科學領域的專家和學者,參與討論。 實踐建議: 整理討論中的關鍵觀點,形成自己的見解,並嘗試寫一篇綜述文章。 第3章到第5章 連接主義與記憶形成 訓練方案: 步驟: 學習連接主義理論的基本概念,如神經元連接、突觸可塑性等。 實踐記憶訓練技巧,如聯想記憶法、空間複習法等。 資源: 教科書:如《神經科學導論》等,深入瞭解神經科學的基礎知識。 記憶訓練App:下載並使用記憶訓練App,如Memrise、Anki等。 實踐建議: 每日進行記憶訓練,並記錄訓練效果,以評估不同訓練方法的有效性。 第6章到第7章 先天與後天 訓練方案: 步驟: 閱讀關於基因如何影響大腦連接組的研究。 觀察不同環境下人們的大腦連接組變化,並記錄觀察結果。 資源: 基因組學數據庫:訪問如NCBI、Ensembl等數據庫,瞭解基因與大腦功能的關係。 社會學調查:參與或閱讀關於環境對大腦功能影響的社會學調查。 實踐建議: 設計一個觀察實驗,例如在不同教育環境下觀察學生的學習效果,並分析其大腦連接組的變化。 第8章到第13章 連接組學深入 訓練方案: 步驟: 學習並掌握神經成像技術的基本原理和操作方法。 分析神經成像數據,瞭解大腦連接組的結構和功能。 資源: 實驗室實踐:參與神經科學實驗室的研究項目,學習神經成像技術。 數據分析軟件:學習使用如FSL、SPM等數據分析軟件。 實踐建議: 在導師的指導下,分析一組神經成像數據,並撰寫分析報告。 第14章到第15章 超級人類 訓練方案: 步驟: 關注神經科技領域的最新發展,如神經刺激技術、腦機接口等。 思考如何將連接組學的知識應用於實際生活中。 資源: 科技新聞網站:訂閱並閱讀科技新聞網站,瞭解最新技術動態。 創意孵化器:參與創意孵化器的活動,與創業者和技術專家交流。 實踐建議: 嘗試將連接組學的知識應用於一個具體的創新項目中,並展示給同行或導師。
大腦皮層和神經元鏈接跟我們的肌肉一樣,都是可以被刻意訓練出來的! 曾經,一直覺得不在公司或非工作時間就不想再拿出💻工作了,而且那時候大腦裏總有牴觸不想碰💻等 但是如今,只要一個人時一有空閒,可以自由支配時間內可以隨時拿出💻進入工作模式,儘快做完任務! 的確,大腦會習慣性偷懶,但是可以刻意訓練大腦去接受一些平時不想做的事情,久而久之,會發現無論生活中或者工作中改變了一些自己的行爲習慣,效率提升的同時,狀態也會變好! 所以很多時候,我們覺得環境不好造成自己也不好,但是有的時候,環境只是一部分因素,我們習慣性把很多沒有做好的因素歸結爲客觀環境因素時,就不會向內求索去改變自己,其實改變自己可以更好地適應環境和有能力改變環境時,自己和影響的身邊人也就變好了
你兩歲時候擁有的突觸,要比你現在擁有的多得多。一個成年人的突觸數量,只有他小時候最多時候的60%。 所以,我們小時候都很聰明,長大之後,不相關的突觸都會慢慢的被我們的大腦消滅掉。這真的太神奇了。一個人只要擁有一顆正常健康的大腦,就是一個巨大的奇蹟啊。 有沒有發現,其實小時候學東西很快,學語言很快。就是因爲大腦的機制,突觸和神經元數量都是我們一生中最多的。所以,其實小時候多學點東西,這個概念似乎是沒有錯的。 但是,要循序漸進的給孩子們的大腦建立鏈接,我們要知道,孩子們的大腦,是一張純白的紙,很多我們以爲的東西,在孩子們的大腦裏是沒有的。 孩子們有時候說的話,做的事,不過是通過觀察,大腦經過計算,然後覺得大人們似乎喜歡這樣的呈現,於是,呈現出來“這樣”的樣子。 如果家長沒有覺得這個沒有什麼不妥,實際上會變得很糟糕。 讓孩子變成你喜歡的樣子,不如讓他成爲他自己。 因爲你喜歡的樣子,只是他的大腦覺得你喜歡這樣的他,於是他呈現這樣,但是越長大之後,他會發現,原來,他只是在變成你喜歡的樣子,最終結果,要麼就變得找不到自己,要麼就變成隱藏自己的那個人。 其實,我們每一個人的大腦都非常聰明,遠古時代,我們爲了更好的生存,不得已僞裝自己。而現在孩子們爲了討好家長,僞裝真實的自己。 不一定是被迫,但是如果家長不知道大腦的運作原理,或者家長有自己的固執以及執念,甚至連發現自己固執都沒有的話,這是必然會發生的事情。 我們的大腦爲了生存,會不自覺的隱藏真實的自己。偶爾一兩次其實沒有什麼關係,但是長期不自覺一直這樣下去的話,可能自己也不知道哪些是真實的自己,哪些只是被迫隱藏起來的自己了。 很多長大有抑鬱傾向的人,會不會就是因爲找不到真實的自己了。感覺生活沒有了價值和意義。而往往出現問題,在自己身上找問題的人,都是善良,不想傷害別人的人。 不要讓你的孩子變得成爲你想要的“聰明”了,而應該讓他成爲更好的他自己。
很多朋友問過我,我學的是計算機科學,研究的是人工智能,爲什麼會在清華大學醫學院工作。其實這個問題再具體點兒,就是我爲什麼研究連接組。我認爲如果從計算系統的角度看大腦,那麼它是由3個要素構成的:神經元模型、拓撲結構和學習規則。對模型和學習規則的研究,基本上是完全靠生物實驗手段的,而對拓撲結構的研究,則在得到數據之後,仍有大量的工作要做。而我又一直相信,神經的拓撲結構能給類腦智能系統帶來啓發,於是在兩年前,就產生了親手搞一搞的念頭。拓撲結構是計算機裏的叫法,在神經科學裏,就是我們現在說的連接組。
用四天時間看完了這部連接組學的“宣傳片”。精彩啊!深入淺出,引人入勝。看完有些不捨得結束這次人腦與意識之旅。但是同時也對連接組學的未來充滿了希望。 其實我從多年前它還叫《連接組:造就獨一無二的你》的時候就想看了,這個月一看,好傢伙,再版了。一直想看的原因有三:1.想搞明白自己是個什麼東西;2.經常想起安德魯·霍奇斯說過的思維不在電子管裏,思維也不在神經細胞裏,思維是一種邏輯結構,並不依賴承載它的物理實體;3.譯者是翻譯過《圖靈傳》的孫天齊。(對,就憑這一條我也要看,誰讓那是我最喜歡的書呢?我都給《圖靈傳》寫了三篇書評了!) 衆所周知,一個基因組,就是你的 DNA上核苷酸組成的全體序列,而一個連接組,就是一個神經系統中,各個神經之間的連接的全體。也許我們都好奇過,是什麼讓一個人有別於另一個人,作者給出的答案是:你不只是你的基因組,你是你的連接組。 站在連接組學的前沿,作者試圖將連接組學的過去現在和未來呈現在讀者面前,因此本書既是科普,也是科學史。 身爲一個醫學生,看的時候不得不感慨,所爲科普,作者竟然能把大量的醫學概念用生動的類比講得如此清楚,而且每當你覺得“講到這個程度就可以了”,作者還不滿足,還要繼續深入;作爲科學史來說,本書有大量的參考文獻,不僅告訴你一個理論是什麼,更告訴你它是怎麼產生的,那是一些怎樣合理的實驗,又是由怎樣的一羣科學家實現的。作者書寫着人們探索大腦功能的每一步,那些實驗,那些突破,還有那些侷限性以及現在依然無法解決的問題;同時,貫穿本書始終的,還有對連接組學臨牀應用前景的暢想:精神分裂症、孤獨症、帕金森病、阿爾茲海默症……連接組學能夠成爲解決它們的鑰匙嗎? 本書分爲五個部分,前兩個部分幾乎是關於連接組學出現之前學界對人腦與智能認識到什麼程度了,以及一些必要的背景知識。畢竟,要講連接組學就不得不講述顱相學和新顱相學的歷史,回望那些用大腦尺寸,大腦功能分區和皮層厚度解釋一切的歲月;也不得不闡明神經生理學、病理學、解剖學和組織學上的一些相關概念,作者應用了大量的類比,讓原本抽象的概念變得通俗易懂(俗話說,想給人一滴水自己就要有一盆水,承現峻大佬是有個尼亞加拉大瀑布吧)……總之前兩章不好好看後面的內容就別想看懂了!想想也是,每個學科都只能出現在它該出現的時候,只有合適的土壤,才能讓花綻放;只有以前的學說無法完全解釋現象時,纔會有開創新科學的需求;也只有技術手段發展到一定程度,纔能有發展、檢驗這些新生理論的條件。本書前面的部分向我們描述的,就是這樣的土壤。 本書最核心的部分,是關於連接組學的現在。作爲一部連接組學宣傳片,這纔是作者真正想講的。 作者提出了幾個核心的觀點,“你是你的連接組”,“一個神經元的功能,主要取決於它與其他神經元的連接。”。還有幾個重要的概念:重新賦權,重新連接,重新連線,和重新生成。即突觸強度可以增強和減弱,大腦不斷地隨機創建新的突觸,並消除那些無用的突觸,它們還能通過生長新的枝條或收回原有的枝條來改變連線的結構。這些理論或許能夠解釋,爲什麼每個人都是獨特的,基因組和連接組之間有什麼關係,我們的記憶是如何形成的,神經元之間的連接模式究竟是怎樣的,爲什麼成年人學習新東西更難,爲什麼相比其他許多器官,大腦損傷之後難以修復等問題。同樣,這些答案的背後都有無數堅實的實驗作支撐。 第四部分是我最喜歡的,它爲我們講述了連接組學的探索之路。作爲一個年輕的學科,連接組學需要證明自己。不管是從內容設置上,還是邏輯鏈條上,這部分都非常有料,非常合理。我們如何看到神經元?如何看到突觸?如何追蹤神經脈衝在神經元之間的傳導?我們製造了哪些工具,創造了哪些方法來做到這一點?從光鏡到電鏡,從MRI到fMRI到dMRI,從計算機到人工智能,一路走來,我們可以藉助的力量越來越多;從區域連接組,到神經元類型連接組,再到神經元連接組,我們想要看到的東西越來越細化;從記錄神經脈衝傳導的模式,到破譯其中所代表的信息,我們離理解大腦的運行方式越來越近;從尋找連接組,到通過對比探尋連接病理,從預測疾病到診治疾病,我們能運用連接組學破解神經發育疾病和神經退行性疾病的難題嗎?一切都通過生動的比喻,有趣的故事還有靈魂配圖講得非常清楚。 比起之前的內容,最後一部分的畫風就很清奇了。從人體冷凍、人體塑化,再到意識上傳,這些科幻的場景能否變成現實?連接組在其中能夠起到怎樣的作用?人類能夠實現永生嗎?從最堅實的事實,到最飛揚的狂想(好像也沒有那麼狂),圖靈說得好,猜想本身並無害處,只要我們不把猜想與已經證明的事實相混淆。而且猜想很重要,猜想會給研究帶來靈感。 (那就想吧! 至此,作者給我們理清了連接組學的來龍去脈,前世今生,就像給連接組學寫了一部傳記。能看到這樣一本書我感到很幸福。畢竟離搞清楚自己是個什麼東西又近了一步。“你是你的連接組”,這句話自有其迷人之處。 於是我又想起霍奇斯的那段關於神經元和電子管還有思維的話。現在,我已無比相信是神經元或者電子管之間的連接方式產生了智能。基因是先天註定,而在後天的成長過程中,突觸生成又消滅,永遠處在變化之中,這纔是讓我成爲我的原因。之前看到新聞說人們已經搞清了非常小的一塊小鼠大腦皮質的神經元連接,雖然我和這個專業離得很遙遠,也能感受到那種激動。 最後看到譯後記覺得很感動。孫天齊大佬是《連接組》的譯者,也是《圖靈傳》的譯者,多年來他在計算機、人工智能、神經科學等領域傾注了許多心血……感謝大佬讓這兩本書跨越語言的藩籬來到我們面前。譯者的熱情和作者的熱情一樣,都會通過文字感染讀者。我一直相信這兩本書都找到了最合適的譯者。《圖靈傳》我最喜歡的書(沒有之一!),而《連接組》也是我一直想看現在終於看了的書。能夠以這樣的方式與譯者“重逢”,也讓我感到很幸福。這兩本書也有許多相通之處,從人腦到人工智能,它們都透出人們對思維本質的追求。路漫漫其修遠兮,但我相信人類終將真正地認識自己。
連接組學從誕生開始,與人工智能就是水乳交融的。一方面,連接組學的實踐在很大程度上依賴人工智能技術的支持;另一方面,人工智能領域正在翹首以盼,希望對生物連接組的破解能給智能系統的研究帶來新的啓發。這兩個學科在互相推動的過程中,有很多經驗和思路是可以互相借鑑的。 最近AI大模型的爆發,雲算力的大增,5G通訊普及,都能爲“連接組學”的研究提供更給力的工具和環境。讓超人類主義者更加堅信:人類終將能夠把自己變成上帝。 或許將來有一天,我們能把連接組中的神經元整理好,找出突觸鏈,從而讀取其中的記憶。屆時,我們將可以藉助AI,提取自己的靈魂(真善美的那一部分),並將其上傳,永久保存在雲端,以數字態永生,即可成仙成佛。不再糾結一生一世的生老病死,藉助硅基載體通道,跳出三界外,不在五行中。可以隨意選擇下凡,迴天,星辰大海任遨遊。
本書認爲各神經的連接決定了大腦的思維和智慧。而在界定大腦死亡方面,既不像美國認定的整個大腦死亡(包括腦幹)的全腦死亡,也不是英國認定的只要腦幹死亡就足夠(腦幹死亡)。而是隻要神經間的連接死亡大腦就已死亡。 治療神經疾病,只要找到相對應的神經連接,重新賦權、重新連接、重新連線、重新生成,就能重新開啓心智。可現實中仍然無法做到找到這些精神疾病的神經連接,包括艾爾茲海默症。 書中介紹了作者團隊的研究:連接組學,以及與之相關的學科、支撐技術或先進設備。比如:神經病理、連接病理、電子顯微鏡、自動切片機、AI的機器學習和圖像識別,強調AI中的智能不是無人化反而是讓智能增強人發揮更大作用。最後還介紹了用液氮冷凍腦幹甚至遺體,以期未來技術發展再重新激活來獲得永生。這也許是很多人的希望,尤其有錢有勢階層更如此!從秦始皇到國外諸多尋找“不老祕方”的探險家們… 幸好作者不認爲未來技術發展能激活那些冷凍的大腦和遺體,他認爲要花費的代價過於龐大,比如所需的能量也許地球根本承受不了… 無論從哲學層面,還是從技術發展,我也不希望如此。且不說地球能否容納下,連世間唯一的公平“死亡”也不復存在,艱難地活那麼久有什麼好?其意義何在?如果活着痛苦,死就是解脫和迴歸。
斷斷續續看完 中間還穿着其他書 看的支離破碎 記得連接組的概念和四個重新(感覺要考的)後面的精神疾病假說(腦子裏連接異常 不僅僅是神經遞質的問題)後面還有一些上傳和人機接口就飛快的掃完了
普林斯頓大學知名神經科學家承現峻教授,爲你揭祕連接組這一神經科學前沿。 作者認爲,連接組其實是由先天基因和後天經歷共同塑造的。連接組理論相信,我們的連接組可以由我們的行爲與思維來塑造。換言之,我們能夠通過影響大腦的連接結構,來塑造我們的大腦。 在本書中,作者以生動的筆觸介紹了連接組學、連接主義、基因對連接組的影響、如何找到連接組,以及如何利用關於連接組的一切發現去改造連接組。 這些內容回答了我們爲何與衆不同。同時,它們將幫我們改善自己的記憶、擺脫大腦疾病的困擾,甚至將一些科學幻想變成現實。