认知神经科学在读生的一点思考

现在神经科学发展如火如荼，自己学习的算是其中小小的一个分支，在生物，物理，化学都交织在一起的这个学科里，很明显它话题太大太复杂。神经科学要一个大一统的理论去解释大脑，但这是否可行？首先是这样大一统的理论存在吗？再联想到爱因斯坦一直努力的物理的大一统理论，各个学科的大一统理论是否相关？但是这本书却很好的介绍了神经科学。首先从大到小像洋葱一样，分层去理解，这样才有切入点去研究。最外卖呢一层，是人类的行为和心理，最没有办法定量研究的认知心理学，有很多相关的研究的但是经不起推敲， 很多时候是没有控制变量的，也就是相关被误读成了因果。如果是认知神经科学，就是直接研究人脑，结合最新的技术，电生理和脑成像等，但是我对这些技术能直接观察人脑始终是存疑的。对一一个新技术，我想到的是要考虑它的时间精度和空间精度，人脑这样动态研究对象，解释必须慎之又慎。第二层是生物学家，可以从细胞的层面去研究，生物学家直接研究神经元，大一点的研究单位也就是神经元集群。再往下，化学家研究细胞中的特定分子，神经调制也是通过各种分子分泌，基因学家研究基因片段。但是脑归根结底是包含这各个层次的联合体。那么作为一个人类自己发明出的联合体，计算机，是否可以给我们研究人脑的启示。毫无疑问，计算机的数字编码及结构分级都被一些神经科学家借鉴了。但是，我的问题是计算机太过于确定了（暂时的对语言等存储的片面理解），如果人脑本身是大数据下不确定的集合体，那么现有的技术如何研究？

在《自私的基因》中，某种意义上，生物都可以说是基因的载体，但是一旦成为整体，人类行为是单纯基因决定的吗？这引申到这部书有一个我一直孤陋寡闻，让我眼前一亮的观点。环境与基因，一直以来都是各家争论不休的难题。行为主义的环境决定论，基因决定论，到后来调和的环境和基因的共同作用论，但是都始终不变的一点是，都割裂看待基因和环境，把它们当作是两个独立的因素，无非是相互影响程度的改变。但是越来越多的证据引导我们抛开这种二元论的观点，我觉得就像时间无法脱离变化存在一样，先天和后天是相互联系太一起的，没有后天的发育，就无法考虑这基因的遗传基础。如果打破遗传和环境的二元对立，对于人体而言，脑与体也是关系也可以深入讨论，身体可以影响大脑， 比如去甲肾腺激素的实验，同时身体也会影响大脑，自己就深谙肠道紧张综合征， 心理也影响大脑，多个层面来看着二者都是不可割裂的。由此延申的一些研究都有疑问了，比如颅相说-虽然没落现在又以功能定位说重新兴起的学说，再比如定位基因的尝试，既然二者不可割裂存在，又谈何一方决定另一方，最多也就是相关，甚至还有其他多个中间因素。在有意思的是《美丽新世界》在那个年代，就考虑从基因和后台教育两方面分别渗透，还有后期的神经药物，加强阶级固化和人类控制简直是现在神经科学研究的更方面的现实运用。

要想理解神经科学不得不从发展的角度考虑，那么过去现在未来有多少是已知，多少是未知，更重要的是未知的边界在哪里，现在有什么样的技术手段研究未知。还是从大到小的剥洋葱的思路梳理，首先是作为生命是如何发展出来的。当然这是根据现有数据来的推测，就试图管中窥豹一下。大约40亿年前，还是充满各种碳氢氧氮组合的无机物的地球上生成了有机碳化学，再从糖，氨基酸和核苷酸到蛋白质，脂肪，DNA和RNA等大分子。在各种机缘巧合之下（或者是我们的DNA想要保存自身，尝试了各种办法，其中一种是单细胞生命体），出现了单细胞生命体。除此之外Francis Crick支持的“宇宙生源论panspermia”也有众多支持者。自初始细胞之后的路线就清晰多了，作为众多物质的载体的初始细胞的准确自我复制要难的多，DNA的双螺旋结构的精确复制细胞的遗传信息传递成为可能。除此之外，所有的生物的都要依赖能量而存活，不同的生命形式是对此做出不同的存在选择的结果。要记住，演化是没有预设的方向，对现下的环境做出反应。后面的演化常见的叙述，生命体往越来越复杂的方向进化，但是这也是人类日常认知的局限造成的，如果是简单的生命形式，比如桃花水母，它的生命结构足够支撑它在现下的环境生存上几亿年，它就这样生存，不用去演化成更复杂的生命形式。至于我们看的的一直向上的进化过程，倒不如说人类是各种方法的集大成者，或者是最不稳定的高级状态。那么，我就列举一些神奇的生物选择。如果是单细胞，那它的信号传递就很简单，只有一个胞内和胞外环境。那么如果多细胞，就多了一个内环境。多细胞形态是单细胞协助维持的一个共同体，既然如此就出现的新的需求，为了合作而沟通。多了这个内环境，沟通不能像单细胞那么容易，就应这个需求有了对应机制-神经系统，把神经系统作为第三信息调控，中间联系感受系统和效应系统。这个神经系统也就在不同生物种有不同的形态，我们研究过的生物的神经系统，不是因为它们是低级的，而是它们简单好研究而已。首先是比原始神经细胞稍微复杂的神经网，它是相互连接的神经元网络，可以与感受器细胞和效应器细胞直接发生联系，可以有各种反馈方式。当生物体需要有方向性的更精确控制的神经系统的时候就有了细胞交互联系聚集成群形成的神经节。如果生物体更大，需要灵活对环境做出反应，提供程序和行动计划。那么，需要更加集中的神经能力，我觉得类似中央集权，内脏和神经分离，硬骨代替软骨？（有质疑），神经系统因为需要的功能越来越多，就需要讲不同的功能模块（神经节)集合放在一处。（快速刷过，髓鞘绝缘，即白质放在脑内，脑沟脑回增加体积。）有意思的是新皮层的存在，是因为我们存在的生态位所决定的吗？

从生物大层面解释人脑，同时探究小到单个个体人脑的脑发育也是十分有益的。作为哺乳动物又可以划分为两个阶段，一个是在胚胎阶段，一个是胎儿出生后的大脑在社会环境中的发育。在讲胚胎的脑发育之前，不得不提的一点，首先要理清一个问题脑发育同时体现了人类的根本特性和个体的独特性。人类的根本特性是否就是由遗传一直印刻在基因中的行为？而哪怕对于胚胎阶段仍然是是有环境的影响，可能是母体的影响，也包括孕妇生存环境的影响。既然有环境影响，很重要的是大脑是如何做出反应-即什么样的相应的发育变化。这里很有意思的是自创生系统，重点在于主动。提出一个问题，时间的记忆是否也是主动的，如果考虑我们是通过变化感知时间的，那么，既然我们要对主动参与变化，我们应该也能主动感知时间并记忆时间来抢占主动性。如果说人类的根本特性是指变动环境下不变的发育，称之为特异性，个体的独特性是偶然的环境因素下产生的变化，称之为可塑性。这之间最有意思的莫过于发育是如何实现在保持特异性的基础上实现可塑性，活体实验研究最透彻的青蛙的视觉发生。

以上都是作为其他生命体都有现象的人类的研究，尚可一说。但是提到人类或被认为是特别的心智-开放的生物社会系统下的产物，如语言，情感，记忆等，我觉得讨论都有点苍白。