仇子龙:《脑科学讲义》书评

很难以置信，在王立铭教授的《脑科学讲义》面世之前，中文世界并没有一本原创、好看、且专业的脑科学科普书。《银河系漫游指南》是一本半个世纪以前，科幻迷畅想遨游宇宙的小说。我们的大脑，常常被戏称为“三磅宇宙”，其复杂程度，令人着迷的程度，不亚于浩瀚的宇宙星空。很高兴现在有这么一本脑科学科普书，可以带着对大脑感兴趣的你，漫游脑海。

脑海固然迷人，不过“脑海漫游”有几个注意事项，请您注意：

在序言中，立铭教授提到很多人把脑科学研究成为“最后的前沿”。在这里我大言不惭一把，“脑科学是人类科学最后的前沿”这个提法，应该是我十年前给一本脑科学连接组学科普书写序言的时候，首次提出的[1]。十几年前，美国科学家雄心勃勃向着脑科学进军，启动了规模庞大的脑科学研究计划（BRAIN Initiative）。世界各国纷纷跟上，生怕落于人后，也纷纷开始了各自的“脑计划”。十年过去了，美国总共投入超过三十亿美元的研究资金[2]，对脑科学的研究有什么重大突破？解释人类了认知的重大奥秘？或者对某个重大脑疾病提出了治疗方法？好像并没有。

重大的科学突破，譬如诺贝尔奖级的研究成果，其实并不能被计划出来。回头看，这些重大成果大多是科学家在漫长的研究过程中，默默坐着冷板凳，钻研一个不被人知的冷门问题，然后突然灵光一现，比如CRISPR基因编辑系统的发现。过去十年的各种“脑计划”已经告诉我们，科学研究的经费还是应该细水长流，让科学家有做冷板凳的机会。

《脑科学讲义》书中与其他科普书不同的最大的特点之一，就是引用了诸多最新的脑科学研究成果，这些成果都是科学家们在兴趣驱动的科学研究中发现的，这些科学家往往并没有大计划的资助，凭着自己的兴趣，在脑海中追逐着一朵又一朵美丽的浪花。

虽然漫游没有目的地，但是脑海浩瀚，还是要有一些方向和目标。《脑科学讲义》里非常简洁的给我们列出了探索脑的方向和目标，体现出作者作为一个脑科学一线研究者的优秀科学素养与视野。

全书涵盖了脑科学最经典与最前沿的方方面面，我认为可以总结成如下几个问题，相信也是你会很感兴趣的：

脑科学究竟是研究什么的？

我们如何用大脑来感知这个世界？

大脑怎样让我们适应这个世界，生存下去的？

复杂的人类大脑如何演化而来？

与专注某一方面的脑科学科普书不同，这本脑科学讲义首先做到了尽可能的全面，让读者能够了解到脑科学的系统性知识。在全面系统的同时，立铭教授做到了从科学问题出发，而不是教科书般的流水账。

本书中我认为最精彩的有三个部分，下面在尽量不剧透的情况下做简要介绍，第一个部分是开篇明志，脑科学是研究什么的？用学术的话说，是脑科学的“关键科学问题”是什么？是啊，我们对脑科学感兴趣，无非是因为大脑是我们心智活动的起源，谁不对智慧、心智、意识这些话题感兴趣呢？如何从脑科学出发来研究这些问题呢？本书给出了非常精彩的阐述，我想每一个研究者，每一个感兴趣的读者对这些问题都会有不同见解，但是我相信你读完本书的第一部分，都会有新的角度，新的思考。

第二个部分，是本书在介绍大脑工作原理时采取的角度，让人耳目一新。与通常的感觉系统、运动系统、情绪反应等常规体系不同，本书认为脑首先是一个计算机器。作为计算机器的大脑，让我们首先通过诸多维度感知这个世界，产生经验进行学习，然后组织行动进行应对。

感知世界的部分从多个感觉系统出发，每个系统篇幅不大，但都讲解的清楚透彻，在介绍经典概念的同时，还会引出最新科学研究。比如在介绍视觉系统时，从讲解视觉如何产生，到最后介绍在猴脑中的最新研究，通过约200个神经元的活性模型分析，就能还原猴脑看到的人脸。让读者随时与科学研究的最新发现保持同步。

在介绍运动原理部分，作者介绍了基于脑机接口技术读取大脑信息与操控大脑活性的科学原理，浅显易懂，且非常专业。相信对脑机接口技术有兴趣的你可以得到专业的解答。大脑作为一个计算机器，最后必然会引起思考，人脑和人工智能究竟孰优孰劣？作为一个脑科学研究者，立铭教授提出了他的观点，人脑和目前基于深度学习的人工智能系统在本质上并无不同，都是基于大量的学习，建立经验，做出尝试性的判断，并吸取教训，做的更好。作为一个脑科学研究者，我暂时无法反驳这个观点，只希望人脑可以跑得再快一些，让被人工智能彻底超越的时间稍微延后一些。

我最喜欢本书的第三个部分，是介绍大脑的感性与理性，这就是大脑超越了计算机器的魅力，也许这是我们人脑对人工智能的最后胜算所在。

所谓感性与理性，是指大脑让我们适应这个世界的两种方式。其中感性方式，只是我们倾向动物本能的一些举动，例如与其他同伴的社交，对友好与敌对同伴的应对；各种感性的情绪，开心、沮丧与兴奋如何产生；又比如进食、睡眠与两性之类的基本生理活动，大脑是如何掌控这些基本技能的？在过去的十余年中，最新的神经科学研究发现了大量这些基本技能相关的脑区与神经环路，我们知道了这些“感性”活动的脑科学原理。

这些感性的大脑活动让我们着迷，因为这是我们每天的日常，每个人都会与同伴交往，都会开心沮丧，都要吃喝拉撒。同时让我们更着迷的，还有人之为人更“高级”的理性脑，书中介绍了语言、理性和自我意识等话题的脑科学原理。目前脑科学对于这些高等认知的科学原理还知之不多，但是立铭教授讲解的来龙去脉非常系统和深入，譬如自我意识的起源和自由意志的探讨。

本书的最后一章，介绍了几个脑科学的未解之谜，也是脑科学研究的几个前沿方向：先天还是后天因素造就了大脑的复杂功能、脑机接口能否真正提升大脑机能等。

作为一个从先天基因因素研究脑功能与脑疾病的研究者，我很高兴的看到立铭教授也引用了我以前挖掘的一个基因决定脑认知水平的研究例子。造就复杂的大脑，显然是需要先天与后天的因素共同努力，因此先天和后天其实无法割裂开来，研究越深入，我们才会发现更多的未知领域。

在脑机接口方面，科学进展更是一日千里，本书中多次提到马斯克的Neuralink公司研究的最新进展，脑科学研究与脑机接口研究已经密不可分，一方面，脑科学研究者从分子细胞与环路方面向大脑的高级功能进发，另一方面，脑机接口研究直接从人脑入手，通过植入成百上千根精密电极探索大脑的奥秘，相信两方面“会师”的时间也不会太远。

我想人工智能不会替代人脑进行脑科学研究，恰恰相反，脑科学的研究，由于人工智能的横空出现而会被加速。我们有更强的计算能力，更强的推理模型可以节约实验的时间而可以思考更深入的科学问题。十年过去了，脑科学研究依然是人类科学的最前沿。与十年前不同的是，人工智能给科学研究的赋能，以及在猕猴以及人类大脑上的进一步研究给脑科学研究带来了新的挑战。请让我用十年前文章结尾的类似文笔收尾，

“面对浩瀚的脑海，让我们再出发！”

参考文献：