# 推荐序二 来自地球的神
2013年12月,美国度假胜地太浩湖之滨,正在举办一个顶级科学会议。一位小个子男人上台演示自己团队开发的程序,一群世界上最聪明的头脑聚精会神,认真聆听。他的程序事先并没有任何具体游戏运行策略,只能像首次接触游戏的小孩一样:看到屏幕、控制游戏与知道自己得了多少分。他只是告诉程序,尽可能得高分。
演示效果出乎意料的好,所有人都被震住了!该款软件通过反复试错,学会了三款经典游戏,甚至超过了专业玩家。对于这位小个子男人来说,演示的收获是一张震惊世界的4亿英镑支票——谷歌一个月后以4亿英镑收购他成立才两年的公司。他是谁?凭什么拿到这张支票?
他就是毕业于伦敦大学学院(UCL)的神经科学家、DeepMind创始人戴密斯·哈萨比斯(Demis Hassabis)。2007年,他与埃莉诺·马圭尔(Eleanor Maguire)教授合作,发现5位因为海马体受伤而健忘的病人在畅想未来时也会面临障碍。而马圭尔教授正是当代神经可塑性研究的权威。
什么是神经可塑性(neuroplasticity)?神经可塑性是指神经系统为不断适应外界环境变化而改变自身结构的能力。传统观念认为,成年后脑细胞发育趋于停止。近年研究发现,感觉刺激及新技能学习促进大脑发展,即神经具备可塑性。例如马圭尔研究发现,因为伦敦路线复杂,所以伦敦出租车司机海马体比常人更大。
哈萨比斯是一位天才,从小是神童,他的兴趣跨越了游戏开发、神经科学、人工智能等多个领域。他的人工智能研究也深受自己的神经科学研究影响。2007年,他对海马体的研究发现,大脑中与过去记忆有关的部位,对于规划未来同样至关重要。受益于此,再结合当下机器学习领域最热门的深度学习(deep learning)技术,他将人工智能往前推进了大大的一步。
通读本书,我们会惊讶地发现,在20世纪也有一位类似人物。他就是神经可塑性研究先驱保罗·巴赫-利塔(Paul Bach-y-Rita)。他与哈萨比斯一样特立独行,也是一位跨越许多学科的通才,从医学、心理药物学、眼球神经生理学、视觉神经生理学到生物医学工程。巴赫-利塔从不局限于一个领域,不懂就学。他发现父亲中风后通过康复训练恢复正常,因此开始对大脑的神经可塑性产生兴趣。他质疑了当时神经科学的一个基本假设——大脑功能区域特定论(localizationism),而将人类大脑看作一个网络结构:
大脑有许许多多神经回路,所谓神经回路就是一起做某个工作的神经元之间的联结。假如某一条重要回路断掉了不能通行,大脑就用其他小路来绕过它,以达到目的地。
正如巴赫-利塔所言,当我们视觉通道出问题了,我们可以尝试换用其他通道(如触觉)来代替眼睛。我们能否开发出一台能让盲人借助舌头获得视觉的机器呢?我们能否在20世纪技术不成熟的条件下,开发出人类第一台富有科幻色彩的认知增强与感觉替代机器呢?巴赫-利塔与哈萨比斯一样不断挑战人类智慧极限,他真的在20世纪开发出来了!
伴随巴赫-利塔的努力,神经可塑性研究如今已从脑科学边缘角落跃升为热门。这本书就是一部神经可塑性研究传记,介绍了该领域的各位先驱、翘楚及著名患者的故事。作者每一章围绕一个神经可塑性的热门话题,分别介绍了相关科学家及其背后的故事:如何进行触觉代替视觉这样的感觉替代;如何战胜阅读障碍与改善老人记忆力;如何通过经颅磁刺激提高人的心智能力;如何利用神经可塑性对抗抑郁症;等等。种种看似科幻的技术,在作者笔下一一道来。难能可贵的是,作者当面采访了书中多数科学家。
其中,与我日常工作关系密切且熟悉的两位,是第3章介绍的梅策尼希(Michael Merzenich)与第8章介绍的帕斯科-里昂(Alvaro Pascual-Leone)。梅策尼希是神经可塑性圈内的翘楚,他早年创办致力于大脑教育的“科学学习”(Scientific Learning)公司,成功上市10余年后,又看到了欧美老龄化社会带来的机遇,再次创业,创办了致力于提高老年人大脑能力、延缓认知老化的Posit Science公司。Posit Science公司在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的研究报告指出,60~87岁的老人,经过每天一小时、一周5天、持续8~10周的听觉记忆训练后,很多人将他们的记忆时钟拨回了10年左右,有的人甚至可以拨回25年。我创办的致力于认知增强的脑科学专业公司安人心智深受其启发,第一批产品同样是针对老年人阿尔茨海默病早期预警、临床诊断与认知增强。帕斯科-里昂也是著名脑科学专家,他是重复经颅磁刺激技术(repetitive TMS,rTMS)开创者,TMS也是安人心智跟进与研发的认知增强设备与技术。
如今,神经可塑性研究已成为一个朝阳产业。灵敏大脑市场研究公司表明,2007年是欧美认知训练兴起元年;从2005年至今,美国认知训练市场快速发展,每年新增上亿美元的风险投资,并且诞生数家欧美上市公司。虽然这门产业还非常不成熟,部分公司挂羊头卖狗肉,以致2014年10月20日,以美国斯坦福大学长寿中心为首的一些科学家,联署一份《来自学界对于认知训练产业的声明》,指出了产业发展的一些问题。历史不会重复,但总会押韵。阅读过本书的读者,会惊讶地发现,今天很多对神经可塑性的批评与当年对神经可塑性先驱巴赫-利塔的批评非常类似。
但我相信,我们处在一个最好的时代。新一代大脑黑客技术已经诞生。过去MRI等脑成像技术只能让你观察大脑,现在光遗传学(optogenetics)技术能打开或关闭神经元,Clarity技术能洗掉细胞胶质,让大脑透明,CRISPR技术可以编辑基因。现在,你可以开始确定人脑几千种不同类型的神经细胞功能,第一次研究情绪、记忆和意识来源。如果说人类登月计划开启了太空之旅第一步,继人类登月计划之后,投资巨大的人类脑计划则将为人类登临下一个宜居星球做好准备。受益于哈萨比斯与巴赫-利塔这类不断挑战人类智慧极限的跨界者,体力借助外骨骼,可以增强百倍,脑力借助增强现实头盔等各类认知增强设备,可以拥有更好的视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉,乃至更完美的记忆与更快速精确的决策,我们就是登临下一个星球的神。
一个新时代徐徐展开。你我将为能参与这个时代而激动。
阳志平,安人心智科学总监
微博:<http://weibo.com/ouyangzhiping>
2014年12月18日
- 赞誉
- 推荐序一 “最强大脑”的秘密
- 推荐序二 来自地球的神
- 导读 每一个经验都改变大脑的联结
- 前言
- 发现大脑可以改变的旅行
- 可塑性对我们的深远影响
- 第1章 一个一直跌倒的女人…… 如何因为人类感官有可塑性的发现而得救
- 平衡感与幸福感
- 失去平衡感的女人
- 神奇的帽子
- 切尔茨的舞蹈
- 残余效应在延长
- 盲人看见,瘫子行路
- 大脑是机器吗
- 巴赫——利塔的野心
- 用大脑去看
- 一种功能,一个位置
- 对功能区域特定论的抗议
- 舌头是进入大脑的绝佳入口
- 中风老人的奇迹复原
- 惊人的真相
- 将舌头神经连在脸部肌肉上
- 听觉皮质变成了视觉皮质
- 大脑的适应力超乎想象
- 第2章 为自己建构一个更好的大脑 被贴上『智障』标签的女人如何自我疗愈
- 聪明的学习障碍者
- 破碎的人
- 破碎的脑
- 为自己设计练习
- 治疗学习障碍的学校
- 强化弱点的大脑练习
- 释放热爱学习的天性
- 用进废退的脑
- 改变,还来得及
- 第3章 重新设计大脑 科学家改变了大脑的知觉、记忆、思考和学习
- 学习可以改变大脑地图
- 大脑地图与外界相呼应
- 画出大脑地图
- 发现“关键期”
- 成人大脑也有可塑性
- 大脑地图是动态的
- 未发表的重要观点
- 人工耳蜗使聋子听见
- 大脑内部也遵循“竞争法则”
- 为什么成人学习新语言这么难
- 让诺奖得主改变心意的实验
- 一起发射的神经元会连在一起
- 改变猴子手部的大脑地图
- 大脑如何组织自己
- 训练让神经元效率更高
- 有语言困难的孩子
- 拯救失读症孩子的大脑
- 威利的改变
- 时间处理能力
- 自闭症与语言障碍
- 劳拉莉的改变
- 关键期提前关闭了
- 大脑衍生神经胜肽的重要角色
- 过度活化的脑
- 都是噪声惹的祸
- 重新分化皮质地图
- 打开成年人的关键期
- 对抗老人的认知衰退
- 杂乱的大脑
- 专注的力量
- 逆转认知功能的时钟
- 大脑橡皮擦
- 孩子的大脑
- 第4章 喜好和爱的学习 大脑的可塑性教导我们对性的吸引力和爱
- 人类性与爱的可塑性
- 爱的弹性
- 性与爱的大脑地图
- 性可塑性的关键期
- 童年习得的性滋味
- 性偏好是后天习得的
- 被网络色情重新塑造的脑
- 对色情上瘾的人
- 打开基因开关
- A片不能带来快乐
- 按杆的老鼠
- 色情如何改变托马斯的脑
- 网络创造新的性幻想
- 重新设定的美感
- 全面性的快乐感
- 爱的化学机制
- “去学习”的重要性
- 催产素重组大脑
- 爱与性最深的意义
- 爱与暴力的融合
- 不该合在一起的地图
- 重新学习做人
- 性受虐狂的痛苦与快乐
- 将痛苦色情化
- 超级性受虐狂弗拉纳根
- 羞耻和疼痛如何变成快乐
- 丧失神力的仪式
- 不好的性偏好可以改变
- 第5章 午夜的复活 中风的病人学习如何行动与说话
- 陶伯与“限制-诱导疗法”
- 神经被剪断的手动了
- 被攻击的重大发现
- 习得的不用
- 解放银泉猴子
- 善待动物协会落败
- 中风45年后依然可以恢复
- 恢复已经缩减的大脑地图
- 鲁登小姐不说“can’t”
- 语言也有“习得的无用”
- 治疗脑性麻痹的孩子
- 林肯成了棒球明星
- 大脑的重组跨越了区域
- 生命之光
- 第6章 打开锁住的脑 利用大脑可塑性停止忧虑、偏执想法、强迫性行为和坏习惯
- 强迫性想法
- 强迫行为
- 强迫症大脑不会自动换挡
- 为强迫症大脑解锁
- 用大脑皮质换挡
- 埃玛的故事
- 第7章 疼痛 可塑性的黑暗面
- 神秘的幻痛与幻肢
- 抓抓脸颊,幻肢就不痒了
- 错位的性兴奋
- 真实与错觉的界限
- 幻肢被“切除”了
- 身体是大脑建构的幻象
- 疼痛也是大脑的建构
- 解除“习得的疼痛”
- 心的力量
- 第8章 想象力 思想如何造就想象力
- 人如何学习新技能
- 心智练习造成大脑改变
- 心智下棋
- 专家的脑
- 靠想象增强肌肉
- 用思想控制机器
- 想象与实操
- 铺设心智的路
- 将正常人变成盲人的路障实验
- 运算符理论
- 笛卡儿的错误
- 第9章 把纠缠我们的鬼魂变成祖先 心理分析是神经可塑性的疗法
- L先生的失落梦
- 埃里克·坎德尔对心理分析的兴趣
- 海蜗牛的记忆
- 学习塑造基因,基因塑造大脑
- 坎德尔的童年创伤
- 弗洛伊德对神经可塑性的四个想法
- 情绪发展的关键期
- 心理分析将内隐记忆变为外显记忆
- L先生的三种内隐记忆
- 母亲死亡的重担
- 避免对母亲的不忠
- “去学习”与移情
- 心理分析可以导致大脑的改变
- 重新揭露旧的神经回路
- 梦的改变与心理重组
- 治疗改变了L先生的生命
- 婴儿并非没有记忆
- 梦是大脑在进行可塑性的改变
- 创伤与海马回的改变
- 可塑性的矛盾:改变与僵化
- 把心中的鬼魂变成过去
- 第10章 返老还童 神经干细胞的发现及如何永保大脑的功能
- “没有神经元可以再生”
- 神经干细胞的再生
- 发现神经干细胞
- 运动产生新的干细胞,学习延长了它们的寿命
- 教育创造了“认知储备所”
- 如何减少心智退化的概率
- 人老脑不老
- 第11章 比部分的总和还多 只有半个脑也可以拥有完整人生的女人
- 人为什么需要两个脑半球
- 脑壳内的空洞
- 缺少一个脑半球的表现
- 不对劲的孩子
- 仍有希望
- 当右脑承担了左脑的工作
- 对重复行为的喜爱
- 抽象思考的困难
- 星期五是个煎锅
- 格拉夫曼与神经可塑性
- 脑细胞死亡后的奇迹恢复
- 受伤士兵的大脑重组研究
- 四种可塑性
- 保罗的左脑接替了右脑
- 脑半球的专长不是先天固定的
- 抑制是大脑重要的工作
- 米歇尔的天堂
- 附录A 文化塑造的大脑 不但大脑塑造文化,文化也塑造大脑
- 海上的吉卜赛人
- 文化活动改变大脑结构
- 我们的大脑还停留在更新世吗
- 为什么人类变成了卓越的文化传承人
- 改变大脑结构的非达尔文方式
- 可塑性与升华:如何使我们动物的本性文明化
- 夹在两个文化中间的大脑
- 感官和知觉的可塑性
- 神经的可塑性与社会僵化
- 媒体如何重新组织大脑
- 附录B 可塑性和理念的进步
- 尽善尽美性:利弊参半
- 从尽善尽美性到进步的理念