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內容簡介:
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,以及神经组学的研究方法与成果。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、阿尔茨海默症、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。
關於作者:
"承现峻(Sebastian Seung),美国普林斯顿大学神经科学研究所与计算机科学系教授。在人工智能和神经科学领域做出诸多重要发现,多篇论文发表于顶级学术期刊,学术成果得到《纽约时报》、《技术评论》、《经济学人》等媒体的报道。公民科学共同体“Wired Differently”科学项目主管。2010年的TED演讲“我是我的连接组”(I am my connectome)将连接组学带入了公众视野。
孙天齐,笔名苏椰,科学传播团体“科学松鼠会”成员,曾就职于清华大学生物医学工程系,研究人工智能、神经系统建模,目前自主创业。译有《艾伦图灵传:如谜的解谜者》一书。"
目錄 :
"序
引言
第一部分 尺寸重要吗?
一 从天才到疯子
二 边界争端
第二部分 连接主义
三 神经元不孤单
四 一路向下,全是神经元
五 记忆的形成
第三部分 先天与后天
六 基因森林
七 更多潜力
第四部分 连接组学
八 眼见为实
九 沿路追踪
十 划分
十一 破译
十二 对比
十三 改变
第五部分 超级人类
十四 冷冻还是腌制?
十五 另存为……
尾声"
內容試閱 :
"神经元是我第二喜欢的细胞,仅次于我最喜欢的——精子。如果你从来没有在显微镜下观赏过波澜壮阔的精子,我建议你马上揪住一位生物学家朋友的衣领,要求他或者她带你去看一看。精子们为不辱君命,而风雨兼程,视死如归,你会为此感慨万千。一个精子,就像一位只带了一只小小行囊的使者。那里面有线粒体,为它的尾巴提供微小的力量,鞭策它前行。还有DNA,这是一种分子,承载着生命的蓝图。它没有头发,没有眼睛,没有心脏,也没有大脑——它们空无一物地漂游。它们只有信息,用A、C、G、T四个字母写在DNA上。
如果这位生物学家朋友还愿意继续陪你玩,那就再请他带你看看神经元。精子引人入胜之处在于它不竭地运动,而神经元则会以它美丽的形态让你叹为观止。如同普通细胞一样,神经元也有一个平凡的圆形部分,里面包裹着细胞核和DNA。但是胞体只是画面的一小部分,你还会看到修长的分支伸展开来,分支又分支,就像一棵树。精子是明快的极简主义,但神经元却是巴洛克式的华丽。(如图13)
图13 我最喜欢的细胞——精子正在使卵子受精(左图)和一个神经元(右图)。1
即使置身于一亿规模的队伍中,每个精子也是独自为战。它们当中最多只能有一个胜者完成使命,令卵子受精。这是一场胜者通吃的战争。当一颗精子成功时,卵子的表面就会发生变化,形成一层屏障,阻止其他所有的精子再进入。无论双方的主人是美满的爱人还是行苟且之事,总之精子和卵子都会结成彼此忠贞的一对。
但与精子不同,神经元从不知孤单为何物,它们都是多情种。每个神经元都会同时与其他上千个神经元拥抱,它们的分支意大利面似的纠缠在一起。所有的神经元组成了一个紧密连接的网络。
精子和神经元,象征着世间最大的两个谜:生命和智能。生物学家希望能了解,精子携带的那些宝贵的DNA如何编码构造一个人类所需的一半信息。而神经科学家好奇的则是,这个神经元大网络如何能够思考、感觉、记忆和认知——也就是说,大脑如何能够产生美妙的心智现象。
我们的身体精密非凡,但大脑却以如谜的方式,占据着至高无上的君王地位。心脏泵送血液,肺部吸入空气,就像房子的管道一般。它们也都很复杂,但是并不是谜。思维和情绪则不同。我们到底能否理解它们,理解大脑的工作原理?
千里之下,要始于足下。要想了解大脑,何不先了解它的细胞?虽然神经元也是细胞的一种,但它却远远比其他细胞复杂,这从它那些华丽的分支就不难看出来。尽管我已经研究了这么多年神经元,但我仍然会为它们的宏伟所震撼。我想到了地球上最壮观的树,加利福尼亚红杉树。如果你想知道自己多么渺小,那就去墨尔红木公园(Muir Woods),或者北美洲西岸的其他红木森林去看一看吧。你会见到那些生活了几个世纪,甚至上千年的大树,它们在如此漫长的岁月里,长成了令人眩晕的高度。
我用巨塔般的红杉树来类比神经元,是不是太夸张了?如果从绝对尺寸上来说,确实是的,但如果进一步想想,你会发现它们是完全可以媲美的自然奇观。红杉树的小枝,细到只有一毫米,与整棵树球场般的高度相比,是十万分之一。而神经元的一个分支,称为神经突,长度可以从大脑的一边延伸到另一边,而它的直径却只有0.1微米,是长度的一百万分之一。2如果考虑这个相对比例,红杉树与神经元相比,简直是小巫见大巫了。
那么为什么神经元要有神经突?为什么它们要像树一样长很多分支?对于树来说,长枝条的原因是显而易见的:树冠要接收光照,那是它的能量来源。一条光线穿进树冠,就会被某一片树叶接收,而不会照到地面。类似地,神经元长成这样,是为了接收联络。如果一条神经突从另一个神经元的神经突中间穿过,它可能就会接触其中的某一条。就像红杉树“想要”被光照射一样,神经元“想要”与其他神经元接触。
"