
[美]承现峻 著
基因组让你成为人,连接组让你成为你。 每个人都是独特的,我们早就清楚这一点,但科学家一直没有弄明白人的独特性体现在哪里。承现峻认为,它就藏在大脑神经元的连接方式中。连接组(connectome)是指神经系统中神经元连接的总和,是遗传和生活经历发生相互作用的结果,是先天与后天的结合点。 承现峻的文字优雅清晰,富于幽默感,他在书中介绍了神经科学的发展历程、基础知识,以及连接组学的研究方法与成果。做这项工作如同攀登科学界的珠穆朗玛峰,如果成功,将为个性、智能、记忆等的研究提供基础,对孤独症、阿尔茨海默病、精神分裂症等精神疾病的治疗产生极大影响,人工智能也将由此获得希望。
你为什么是你,独一无二的你? 我们人类和地球上所有其他生物的遗传密码都由四种相同的核苷酸所组成。就DNA层面而言,我们不仅和鸟类、爬虫类、两栖类、其他哺乳类有关,甚至和植物都有关系。只是大家DNA序列不同。人类的DNA序列有99.4%与大猩猩共同的。同为人类我们彼此间的遗传序列只有0.01%的不同,就能造成我们在人种、外貌、思想和行为上的显著差异。 同为黄种人、一个家族的人,我们DNA序列的差异比0.01%还小;甚至同卵双胞胎一模一样的基因序列,为什么我们还是不同,都有着自己独一无二的思维行为模式?答案也许在我们的大脑里。 我们的大脑大约1.5千克重,但是有860亿的神经元细胞,每个神经元细胞可以和其他数以千计的神经元相连接,这意味着大脑中存在至少万亿级别连接,这比宇宙银河系或任意星系的恒星数量还多千倍。数量如此之多,连接如此复杂,似乎变异才是常态,而非例外。也正是这些神经元连接的差异造就我们的独特的思维行为模式。 大脑神经元像树一样生出很多分支,这些分支要与其他分支接触联络交流。一个神经元的功能,主要取决于它与其他神经元的连接,神经元全部的连接即连接组。大脑形成什么样的连接你有一定的自主权的。你的每一个想法和行为都会在大脑里留下一丝痕迹,并微妙地改变着你。你想生成连接,那么主动学习行动;你想巩固连接,那么持续的学习行动;你想抛弃连接,那么停止想停止行动。大脑神经元的连接,就像我们的肌肉一样,你越练越强壮,你不练就松散。 你的思维、行为、习惯、经历塑造了你的大脑连接组。你为什么你,因为你的大脑里有独一无二的连接组。你想变成更好的你,那么训练自己,重塑你大脑的连接组。
对《神奇的连接组》每一章训练方案的重新设计: 第1章 从天才到疯子 训练方案: 步骤: 阅读经典案例和科学研究,了解天才和疯子在神经连接组上的差异。 观看相关视频讲座,加深理解。 资源: 学术论文:搜索并阅读最新的神经科学研究。 在线课程:如Coursera、edX等平台上的神经科学课程。 实践建议: 尝试撰写一篇简短的分析报告,总结天才与疯子在神经连接组上的差异。 第2章 边界争端 训练方案: 步骤: 对比连接组学与其他神经科学分支的定义和研究范围。 参与线上或线下的学术讨论,了解不同领域的观点。 资源: 学术期刊:订阅或浏览与神经科学相关的学术期刊。 社交媒体:关注神经科学领域的专家和学者,参与讨论。 实践建议: 整理讨论中的关键观点,形成自己的见解,并尝试写一篇综述文章。 第3章到第5章 连接主义与记忆形成 训练方案: 步骤: 学习连接主义理论的基本概念,如神经元连接、突触可塑性等。 实践记忆训练技巧,如联想记忆法、空间复习法等。 资源: 教科书:如《神经科学导论》等,深入了解神经科学的基础知识。 记忆训练App:下载并使用记忆训练App,如Memrise、Anki等。 实践建议: 每日进行记忆训练,并记录训练效果,以评估不同训练方法的有效性。 第6章到第7章 先天与后天 训练方案: 步骤: 阅读关于基因如何影响大脑连接组的研究。 观察不同环境下人们的大脑连接组变化,并记录观察结果。 资源: 基因组学数据库:访问如NCBI、Ensembl等数据库,了解基因与大脑功能的关系。 社会学调查:参与或阅读关于环境对大脑功能影响的社会学调查。 实践建议: 设计一个观察实验,例如在不同教育环境下观察学生的学习效果,并分析其大脑连接组的变化。 第8章到第13章 连接组学深入 训练方案: 步骤: 学习并掌握神经成像技术的基本原理和操作方法。 分析神经成像数据,了解大脑连接组的结构和功能。 资源: 实验室实践:参与神经科学实验室的研究项目,学习神经成像技术。 数据分析软件:学习使用如FSL、SPM等数据分析软件。 实践建议: 在导师的指导下,分析一组神经成像数据,并撰写分析报告。 第14章到第15章 超级人类 训练方案: 步骤: 关注神经科技领域的最新发展,如神经刺激技术、脑机接口等。 思考如何将连接组学的知识应用于实际生活中。 资源: 科技新闻网站:订阅并阅读科技新闻网站,了解最新技术动态。 创意孵化器:参与创意孵化器的活动,与创业者和技术专家交流。 实践建议: 尝试将连接组学的知识应用于一个具体的创新项目中,并展示给同行或导师。
大脑皮层和神经元链接跟我们的肌肉一样,都是可以被刻意训练出来的! 曾经,一直觉得不在公司或非工作时间就不想再拿出💻工作了,而且那时候大脑里总有抵触不想碰💻等 但是如今,只要一个人时一有空闲,可以自由支配时间内可以随时拿出💻进入工作模式,尽快做完任务! 的确,大脑会习惯性偷懒,但是可以刻意训练大脑去接受一些平时不想做的事情,久而久之,会发现无论生活中或者工作中改变了一些自己的行为习惯,效率提升的同时,状态也会变好! 所以很多时候,我们觉得环境不好造成自己也不好,但是有的时候,环境只是一部分因素,我们习惯性把很多没有做好的因素归结为客观环境因素时,就不会向内求索去改变自己,其实改变自己可以更好地适应环境和有能力改变环境时,自己和影响的身边人也就变好了
你两岁时候拥有的突触,要比你现在拥有的多得多。一个成年人的突触数量,只有他小时候最多时候的60%。 所以,我们小时候都很聪明,长大之后,不相关的突触都会慢慢的被我们的大脑消灭掉。这真的太神奇了。一个人只要拥有一颗正常健康的大脑,就是一个巨大的奇迹啊。 有没有发现,其实小时候学东西很快,学语言很快。就是因为大脑的机制,突触和神经元数量都是我们一生中最多的。所以,其实小时候多学点东西,这个概念似乎是没有错的。 但是,要循序渐进的给孩子们的大脑建立链接,我们要知道,孩子们的大脑,是一张纯白的纸,很多我们以为的东西,在孩子们的大脑里是没有的。 孩子们有时候说的话,做的事,不过是通过观察,大脑经过计算,然后觉得大人们似乎喜欢这样的呈现,于是,呈现出来“这样”的样子。 如果家长没有觉得这个没有什么不妥,实际上会变得很糟糕。 让孩子变成你喜欢的样子,不如让他成为他自己。 因为你喜欢的样子,只是他的大脑觉得你喜欢这样的他,于是他呈现这样,但是越长大之后,他会发现,原来,他只是在变成你喜欢的样子,最终结果,要么就变得找不到自己,要么就变成隐藏自己的那个人。 其实,我们每一个人的大脑都非常聪明,远古时代,我们为了更好的生存,不得已伪装自己。而现在孩子们为了讨好家长,伪装真实的自己。 不一定是被迫,但是如果家长不知道大脑的运作原理,或者家长有自己的固执以及执念,甚至连发现自己固执都没有的话,这是必然会发生的事情。 我们的大脑为了生存,会不自觉的隐藏真实的自己。偶尔一两次其实没有什么关系,但是长期不自觉一直这样下去的话,可能自己也不知道哪些是真实的自己,哪些只是被迫隐藏起来的自己了。 很多长大有抑郁倾向的人,会不会就是因为找不到真实的自己了。感觉生活没有了价值和意义。而往往出现问题,在自己身上找问题的人,都是善良,不想伤害别人的人。 不要让你的孩子变得成为你想要的“聪明”了,而应该让他成为更好的他自己。
很多朋友问过我,我学的是计算机科学,研究的是人工智能,为什么会在清华大学医学院工作。其实这个问题再具体点儿,就是我为什么研究连接组。我认为如果从计算系统的角度看大脑,那么它是由3个要素构成的:神经元模型、拓扑结构和学习规则。对模型和学习规则的研究,基本上是完全靠生物实验手段的,而对拓扑结构的研究,则在得到数据之后,仍有大量的工作要做。而我又一直相信,神经的拓扑结构能给类脑智能系统带来启发,于是在两年前,就产生了亲手搞一搞的念头。拓扑结构是计算机里的叫法,在神经科学里,就是我们现在说的连接组。
用四天时间看完了这部连接组学的“宣传片”。精彩啊!深入浅出,引人入胜。看完有些不舍得结束这次人脑与意识之旅。但是同时也对连接组学的未来充满了希望。 其实我从多年前它还叫《连接组:造就独一无二的你》的时候就想看了,这个月一看,好家伙,再版了。一直想看的原因有三:1.想搞明白自己是个什么东西;2.经常想起安德鲁·霍奇斯说过的思维不在电子管里,思维也不在神经细胞里,思维是一种逻辑结构,并不依赖承载它的物理实体;3.译者是翻译过《图灵传》的孙天齐。(对,就凭这一条我也要看,谁让那是我最喜欢的书呢?我都给《图灵传》写了三篇书评了!) 众所周知,一个基因组,就是你的 DNA上核苷酸组成的全体序列,而一个连接组,就是一个神经系统中,各个神经之间的连接的全体。也许我们都好奇过,是什么让一个人有别于另一个人,作者给出的答案是:你不只是你的基因组,你是你的连接组。 站在连接组学的前沿,作者试图将连接组学的过去现在和未来呈现在读者面前,因此本书既是科普,也是科学史。 身为一个医学生,看的时候不得不感慨,所为科普,作者竟然能把大量的医学概念用生动的类比讲得如此清楚,而且每当你觉得“讲到这个程度就可以了”,作者还不满足,还要继续深入;作为科学史来说,本书有大量的参考文献,不仅告诉你一个理论是什么,更告诉你它是怎么产生的,那是一些怎样合理的实验,又是由怎样的一群科学家实现的。作者书写着人们探索大脑功能的每一步,那些实验,那些突破,还有那些局限性以及现在依然无法解决的问题;同时,贯穿本书始终的,还有对连接组学临床应用前景的畅想:精神分裂症、孤独症、帕金森病、阿尔兹海默症……连接组学能够成为解决它们的钥匙吗? 本书分为五个部分,前两个部分几乎是关于连接组学出现之前学界对人脑与智能认识到什么程度了,以及一些必要的背景知识。毕竟,要讲连接组学就不得不讲述颅相学和新颅相学的历史,回望那些用大脑尺寸,大脑功能分区和皮层厚度解释一切的岁月;也不得不阐明神经生理学、病理学、解剖学和组织学上的一些相关概念,作者应用了大量的类比,让原本抽象的概念变得通俗易懂(俗话说,想给人一滴水自己就要有一盆水,承现峻大佬是有个尼亚加拉大瀑布吧)……总之前两章不好好看后面的内容就别想看懂了!想想也是,每个学科都只能出现在它该出现的时候,只有合适的土壤,才能让花绽放;只有以前的学说无法完全解释现象时,才会有开创新科学的需求;也只有技术手段发展到一定程度,才能有发展、检验这些新生理论的条件。本书前面的部分向我们描述的,就是这样的土壤。 本书最核心的部分,是关于连接组学的现在。作为一部连接组学宣传片,这才是作者真正想讲的。 作者提出了几个核心的观点,“你是你的连接组”,“一个神经元的功能,主要取决于它与其他神经元的连接。”。还有几个重要的概念:重新赋权,重新连接,重新连线,和重新生成。即突触强度可以增强和减弱,大脑不断地随机创建新的突触,并消除那些无用的突触,它们还能通过生长新的枝条或收回原有的枝条来改变连线的结构。这些理论或许能够解释,为什么每个人都是独特的,基因组和连接组之间有什么关系,我们的记忆是如何形成的,神经元之间的连接模式究竟是怎样的,为什么成年人学习新东西更难,为什么相比其他许多器官,大脑损伤之后难以修复等问题。同样,这些答案的背后都有无数坚实的实验作支撑。 第四部分是我最喜欢的,它为我们讲述了连接组学的探索之路。作为一个年轻的学科,连接组学需要证明自己。不管是从内容设置上,还是逻辑链条上,这部分都非常有料,非常合理。我们如何看到神经元?如何看到突触?如何追踪神经脉冲在神经元之间的传导?我们制造了哪些工具,创造了哪些方法来做到这一点?从光镜到电镜,从MRI到fMRI到dMRI,从计算机到人工智能,一路走来,我们可以借助的力量越来越多;从区域连接组,到神经元类型连接组,再到神经元连接组,我们想要看到的东西越来越细化;从记录神经脉冲传导的模式,到破译其中所代表的信息,我们离理解大脑的运行方式越来越近;从寻找连接组,到通过对比探寻连接病理,从预测疾病到诊治疾病,我们能运用连接组学破解神经发育疾病和神经退行性疾病的难题吗?一切都通过生动的比喻,有趣的故事还有灵魂配图讲得非常清楚。 比起之前的内容,最后一部分的画风就很清奇了。从人体冷冻、人体塑化,再到意识上传,这些科幻的场景能否变成现实?连接组在其中能够起到怎样的作用?人类能够实现永生吗?从最坚实的事实,到最飞扬的狂想(好像也没有那么狂),图灵说得好,猜想本身并无害处,只要我们不把猜想与已经证明的事实相混淆。而且猜想很重要,猜想会给研究带来灵感。 (那就想吧! 至此,作者给我们理清了连接组学的来龙去脉,前世今生,就像给连接组学写了一部传记。能看到这样一本书我感到很幸福。毕竟离搞清楚自己是个什么东西又近了一步。“你是你的连接组”,这句话自有其迷人之处。 于是我又想起霍奇斯的那段关于神经元和电子管还有思维的话。现在,我已无比相信是神经元或者电子管之间的连接方式产生了智能。基因是先天注定,而在后天的成长过程中,突触生成又消灭,永远处在变化之中,这才是让我成为我的原因。之前看到新闻说人们已经搞清了非常小的一块小鼠大脑皮质的神经元连接,虽然我和这个专业离得很遥远,也能感受到那种激动。 最后看到译后记觉得很感动。孙天齐大佬是《连接组》的译者,也是《图灵传》的译者,多年来他在计算机、人工智能、神经科学等领域倾注了许多心血……感谢大佬让这两本书跨越语言的藩篱来到我们面前。译者的热情和作者的热情一样,都会通过文字感染读者。我一直相信这两本书都找到了最合适的译者。《图灵传》我最喜欢的书(没有之一!),而《连接组》也是我一直想看现在终于看了的书。能够以这样的方式与译者“重逢”,也让我感到很幸福。这两本书也有许多相通之处,从人脑到人工智能,它们都透出人们对思维本质的追求。路漫漫其修远兮,但我相信人类终将真正地认识自己。
连接组学从诞生开始,与人工智能就是水乳交融的。一方面,连接组学的实践在很大程度上依赖人工智能技术的支持;另一方面,人工智能领域正在翘首以盼,希望对生物连接组的破解能给智能系统的研究带来新的启发。这两个学科在互相推动的过程中,有很多经验和思路是可以互相借鉴的。 最近AI大模型的爆发,云算力的大增,5G通讯普及,都能为“连接组学”的研究提供更给力的工具和环境。让超人类主义者更加坚信:人类终将能够把自己变成上帝。 或许将来有一天,我们能把连接组中的神经元整理好,找出突触链,从而读取其中的记忆。届时,我们将可以借助AI,提取自己的灵魂(真善美的那一部分),并将其上传,永久保存在云端,以数字态永生,即可成仙成佛。不再纠结一生一世的生老病死,借助硅基载体通道,跳出三界外,不在五行中。可以随意选择下凡,回天,星辰大海任遨游。
本书认为各神经的连接决定了大脑的思维和智慧。而在界定大脑死亡方面,既不像美国认定的整个大脑死亡(包括脑干)的全脑死亡,也不是英国认定的只要脑干死亡就足够(脑干死亡)。而是只要神经间的连接死亡大脑就已死亡。 治疗神经疾病,只要找到相对应的神经连接,重新赋权、重新连接、重新连线、重新生成,就能重新开启心智。可现实中仍然无法做到找到这些精神疾病的神经连接,包括艾尔兹海默症。 书中介绍了作者团队的研究:连接组学,以及与之相关的学科、支撑技术或先进设备。比如:神经病理、连接病理、电子显微镜、自动切片机、AI的机器学习和图像识别,强调AI中的智能不是无人化反而是让智能增强人发挥更大作用。最后还介绍了用液氮冷冻脑干甚至遗体,以期未来技术发展再重新激活来获得永生。这也许是很多人的希望,尤其有钱有势阶层更如此!从秦始皇到国外诸多寻找“不老秘方”的探险家们… 幸好作者不认为未来技术发展能激活那些冷冻的大脑和遗体,他认为要花费的代价过于庞大,比如所需的能量也许地球根本承受不了… 无论从哲学层面,还是从技术发展,我也不希望如此。且不说地球能否容纳下,连世间唯一的公平“死亡”也不复存在,艰难地活那么久有什么好?其意义何在?如果活着痛苦,死就是解脱和回归。
断断续续看完 中间还穿着其他书 看的支离破碎 记得连接组的概念和四个重新(感觉要考的)后面的精神疾病假说(脑子里连接异常 不仅仅是神经递质的问题)后面还有一些上传和人机接口就飞快的扫完了
普林斯顿大学知名神经科学家承现峻教授,为你揭秘连接组这一神经科学前沿。 作者认为,连接组其实是由先天基因和后天经历共同塑造的。连接组理论相信,我们的连接组可以由我们的行为与思维来塑造。换言之,我们能够通过影响大脑的连接结构,来塑造我们的大脑。 在本书中,作者以生动的笔触介绍了连接组学、连接主义、基因对连接组的影响、如何找到连接组,以及如何利用关于连接组的一切发现去改造连接组。 这些内容回答了我们为何与众不同。同时,它们将帮我们改善自己的记忆、摆脱大脑疾病的困扰,甚至将一些科学幻想变成现实。