一本新书探讨了人脑的复杂性

哥伦比亚大学拉斐尔·尤斯特教授

Rafael Yuste 拥有皮层微电路解剖学、生理学和计算方面的科学专业知识,在神经科学光学方法的开发方面拥有广泛的记录。

人脑是已知宇宙中最复杂的物体之一。通过一个神秘的过程,几磅物质内数十亿个神经元的活动产生了心灵的复杂性。

《神经科学讲座》中,生物科学教授兼神经技术中心主任Rafael Yuste对大脑进行了深入浅出的介绍。他从神经科学的基本要素开始,引导读者了解日益复杂的主题,为大脑如何运作建立一个统一的框架。尤斯特描述了大脑如何组织和如何发育,神经元如何运作和形成神经回路,以及这些回路如何作为神经网络发挥作用以产生行为和精神状态。 尤斯特挑战了传统观点,即大脑是一个输入输出机器,对感官刺激做出反射性反应。相反,他认为,大脑的目的是建立一个世界的预测模型,以便预测未来并选择成功的行动方案。他对感觉和运动系统的运作以及我们的感知、思想、情感、记忆和意识的神经生物学基础提供了深入的见解。尤斯特与《哥伦比亚新​​闻》 谈论了这本书,以及他正在阅读和推荐的内容、他正在教授的内容以及他想邀请谁参加他的下一次晚宴。

这本书是如何诞生的?

这本书反映了我自 1996 年以来在哥伦比亚大学教授的本科生课程的内容——《神经生物学 2:发育和系统神经科学》,该课程涉及大脑如何发育及其功能。经过数十年的努力,百科全书式的教科书让学生们陷入了海量的细节之中,我决定尝试一下,写自己的教科书。我专注于我认为最重要的事情和想法,并轻描淡写。我希望读者感觉好像他们正在听讲座。

哥伦比亚大学 Rafael Yuste 教授神经科学讲座


您能否讨论一下您对大脑作为世界/未来的预测模型的看法,而不是更传统的将大脑视为输入输出机器的观点?

大多数人和大多数神经科学家都认为大脑的目的是产生行为,将其感觉输入转化为运动输出。它就像一台获取外部信息并产生行为的机器。我所捍卫的观点——顺便说一下,这个观点深深植根于哲学史,可以追溯到伊曼努尔·康德——大脑是一种不同类型的机器。它在内部工作以创建世界模型。大脑构建了我们生活的现实,我们认为我们生活在其中。它使用该模型来预测未来,如果你想在进化层面上生存并预测将要发生的事情,这绝对是至关重要的。  

换句话说,大脑产生智力。从这个角度来看,大脑从感觉系统获取信息来更新和完善模型。有时有行为,有时没有。因此,如果你想了解大脑的作用,你必须关注内部机器和模型,而不是行为。

您最近读过哪些书,您会推荐哪些书,为什么?

我正在阅读《火星三部曲》,这是由金·斯坦利·罗宾逊撰写的三部科幻小说,讲述早期火星殖民者的故事。我一直以来最喜欢的书是丹尼尔·笛福的《鲁滨逊漂流记》,三部曲很相似,但其中融入了很多科学知识。

你的阅读清单上的下一个是什么?

《美国普罗米修斯》,凯·伯德和马丁·J·舍温所著的 J·罗伯特·奥本海默传记,奥本海默电影就是根据该传记改编的。

今年秋天你教什么?

生物科学研究的独立研究。在本课程中,我负责监督大约 80 名本科生,他们在生物系和哥伦比亚大学欧文医学中心的不同实验室进行研究项目。

您现在在神经技术中心做什么工作?

我们正在深入研究美国和全球 30 家神经技术公司的消费者用户协议。这意味着要阅读无人阅读的小字,您必须同意这些小字才能打开设备或下载软件。我们这样做是因为我们担心大脑数据缺乏法律保护。

神经技术正变得越来越强大,解码大脑数据的人工智能算法也越来越强大。我们希望保护精神隐私并确保来自我们大脑的信息保持私密性。这是因为思想,即我之前谈到的世界模型,是用大脑数据编写的。

你正在举办晚宴。您会邀请哪三位神经科学家/学者,无论是已故的还是在世的,为什么?

西班牙神经科学家、病理学家和组织学家圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔(Santiago Ramon y Cajal)是我的英雄,也是我成为神经科学家的原因。1934 年,当第一篇关于神经网络的文章发表时,他去世了。我很想看看他如何将他的知识与思考大脑的新方式结合起来。此外,他是一个方法论者和修补匠,我相信我们正在开发的所有现代神经技术都会与他产生共鸣。

当然,伊曼纽尔·康德(Immanuel Kant),我认为他是一位早期的神经生物学家,因为他对我们的感知和思维如何运作提出了深刻的见解。我们终于在实验室中测试(并证实)了他的许多想法。

最后,我的导师、南非生物学家西德尼·布伦纳 (Sydney Brenner) 于 2019 年去世,他让我成为一名成熟的生物学家,抛弃了医学。上次我和他交谈时,他改变了我的职业轨迹,我很乐意得到他的建议并与他一起笑到最后。他是我见过的最聪明(也最有趣)的人。

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