我也完全着迷于脑是一种加工信息的计算机的观念。这种痴迷源自一本鼓舞人心的书《论脑的质地：控制论思想的神经解剖学》（On the Texture of Brains：Neuroanatomy for the Cybernetically Minded），该书由意大利籍的德国裔解剖学家瓦伦蒂诺·布赖滕贝格（Valentino Braitenberg）撰写。瓦伦蒂诺极富传奇色彩，他是一个集伟大的科学家、美学家、音乐家、美食家和受尊敬的人于一身的鲜活明证。 瓦伦蒂诺是图宾根研究生物控制论的马克斯·普朗克研究所的主任。通过他，我在该研究所找到一份为意大利物理学家托马索·波吉奥（Tomaso Poggio）写代码的工作。每个人都称他为汤米，他是世界上众多伟大的信息加工理论家之一。他发明了第一个从同一场景的两个不同视角提取立体高度的函数公式。在他的指导下，我完成了我的论文著作，即在计算机上模拟一个单一神经细胞上的兴奋突触与抑制突触如何交互作用。 让我先暂时岔开主题，解释一下贯穿本书的一些基本概念。像所有器官一样，神经系统是由数十亿的网状连接的细胞组成，其中最重要的是神经元。正如存在着与血细胞或心脏细胞完全不同的肾脏细胞，因此有不同种类的神经元，或许多达一千种。它们之间最重要的区别在于它们是否激发或抑制与它们连接的神经元。神经元是高度多样化且精微的处理器，它通过突触收集、加工和传播数据或与其他神经细胞连接。它们通过精细分叉的树突——它上面布满了数千个突触——接收、输入信息。每个突触短暂地增加或减少膜的导电系数。由此产生的脑电活动通过在树突和细胞体内的以膜为边界的精微装置被转译为全有或全无的脉冲，即虚构的动作电位（fabled action potentials）或称尖峰信号（spikes）。其中每个脉冲的振幅约为十分之一伏特，持续不到千分之一秒。这些脉冲沿着神经元的输出线（即轴突）传送，轴突通过突触与其他神经元连接。（一些专司其职神经元将输出信息发送到肌肉。）因此，这个循环是闭合的。神经元通过突触与其他神经元进行会话（talk）。这是意识的产生之处。 研究发现，构成神经系统成分的信号传递速度像蜗牛一般，但神经系统的威力不是来自于此，而是来自其大规模的并行通讯和计算的能力，即某一特定的突触模式连接远距离的、巨大和高度异质的神经元联合体的能力。30年后我会证明，我们的思想正是出自这些模式。突触类似于晶体管，我们的神经系统可能有1000万亿个突触，连接着约860亿个神经元。 在汤米的指导下，我解决了一个微分方程，这个微分方程是关于神经细胞膜的内部和外部电荷是如何通过其树突的分支模式和突触的结构发生改变的。今天，这样的建模已成常规并受到尊重，但那时生物学家运用物理学描述脑事件却备受挫折。在第一次全国会议上，我以海报的形式将我的研究展示给其他科学家，但我却只能呆在会议厅的后面。只有两个参观者过来，其中一个还是在找洗手间，他礼貌性地停下来并与我交谈。那天晚上我喝醉了，十分困惑，反思自己是否选择了正确的领域。尽管遭遇这些挫折，但我还是于1982年毕业，获得生物物理学博士学位。 在申读博士学位期间，我与伊迪斯·赫布斯特（Edith Herbst）相恋并结婚。伊迪斯是名护士，在图宾根出生并在那里长大。尽管她怀着我们的儿子亚历山大，但还是在研究所的主机上（128千字节磁芯存储器！）为我录入论文。当我的论文导师——我们喜欢用德语说“我的博士爸爸”——成为麻省理工学院（MIT）的教授时，我们跟随他去了剑桥。25岁时，我开始在外国做博士后研究。 麻省理工学院是一个充满创造性的地方。我在心理学系和人工智能实验室呆了四年。在那里，我可以自由地追求科学，纯粹而简单。如此长的时间跟随同一个导师是不常见的，但这对我的职业生涯很有益。汤米和我现在仍经常联系，这是博士爸爸与儿子之间保持长久联系的证明。