[转载]脑袋：玄而又玄的东西已有 106 次阅读 2015-7-12 21:28 |系统分类:科普集锦 神经科学，仍在等待它的牛顿 域 发表于 2012-12-17 19:41  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 No?，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。
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