连接组:造就独一无二的你

出版日期:2016-1
ISBN:978730239380X
作者:[美] 承现峻
页数:374页

作者简介

★《华尔街日报》2012年度十佳非虚构图书
★亚马逊网站2012年编辑选择之百佳图书
★《出版人周刊》2012年春季十佳科学类图书
【内容简介】
基因组让你成为人,连接组让你成为你。
每个人都是独特的,我们早就清楚这一点,但科学家一直没有弄明白人的独特性体现在哪里。承现 峻认为,它就藏在大脑神经元的连接方式中。连接组(connectome)是指神经系统中神经元连接的总和,是遗传和生活经历发生相互作用的结果,是先天与后天的结合点。
承现峻的文字优雅清晰,富于幽默感,他在书中介绍了神经科学的发展历程、基础知识,以及连接组学的研究方法与成果。这项工作如同攀登科学界的珠穆朗玛峰,如果成功,将为个性、智能、记忆等的研究提供基础,对孤独症、阿尔茨海默症、精神分裂症等精神疾病的治疗产生极大影响,人工智能也将由此获得希望。
【媒体评论】
著名神经科学家承现峻教授用生动的笔触,描写了世界各国神经科学家正在开展的一项探索大脑奥秘的宏伟工程——连接组计划。
——蒲慕明(美国科学院院士 中国科学院上海神经科学研究所所长)
这是一部重要的作品,体现了人类追寻自我的迷人历程,书中的知识让人耳目一新。
——菲利普•夏普(Phillip A. Sharp,1993年诺贝尔生理学或医学奖得主)
承现峻简直无所不能。他是公认的超级物理学家、电脑奇才、神经科学领域的开路人,这本书证明他还是个出色的作家。
——史蒂文•斯特罗加茨(Steven Strogatz,康奈尔大学数学系教授)

书籍目录


引言
第一部分 尺寸重要吗?
一 从天才到疯子
二 边界争端
第二部分 连接主义
三 神经元不孤单
四 一路向下,全是神经元
五 记忆的形成
第三部分 先天与后天
六 基因森林
七 更多潜力
第四部分 连接组学
八 眼见为实
九 沿路追踪
十 划分
十一 破译
十二 对比
十三 改变
第五部分 超级人类
十四 冷冻还是腌制?
十五 另存为……
尾声

内容概要

承现峻(Sebastian Seung),美国普林斯顿大学神经科学研究所与计算机科学系教授。在人工智能和神经科学领域做出诸多重要发现,多篇论文发表于顶级学术期刊,学术成果得到《纽约时报》、《技术评论》、《经济学人》等媒体的报道。公民科学共同体“Wired Differently”科学项目主管。2010年的TED演讲“我是我的连接组”(I am my connectome)将连接组学带入了公众视野。
孙天齐,笔名苏椰,科学传播团体“科学松鼠会”成员,曾就职于清华大学生物医学工程系,研究人工智能、神经系统建模,目前自主创业。译有《艾伦•图灵传:如谜的解谜者》一书。


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发布书评

 
 


精彩书评 (总计3条)

  •       苹果公司的创始人乔布斯2005年在斯坦福大学的毕业典礼上做过一场演讲,其中提到了connect the dots的概念,即虽然你现在可能看不见未来,不知道你现在所拥有的,懂的,了解的能带领你到什麼样的境界;但在未来的某个时刻,当你蓦然回首时,你才能将所走过的路串起来,进而发现到你之所为你,就是从这些点点滴滴所造就出来的。你必须要相信某些东西:你的勇气、目标、生命、因缘。这个过程从来没有令我失望,只是让我的生命更加地与众不同而已。  虽然我们中的绝大多数人都不可能达到乔布斯那样的成就,但乔老爷的connect the dots的观点,从我个人的经历来看,还真是有几分道理,并不能简单打上鸡汤的标签对其嗤之以鼻。有句老话相信不少人都听过:性格决定命运。我们每个人的人生都是由一段段的选择所拼接而成的,我们的性格在潜意识层面左右着我们的每一个关键选择,从而导致每个人都走上了独一无二的道路,最终造就出与众不同的你自己。当然,世界上没有两片完全相同的叶子,独一无二并不代表你一定会成为成功人士。  哲学家们一直在苦苦追问和思考:我是谁?或许这个问题的答案并不复杂,你就是你的connect the dots,但这个答案并不严谨,无法证伪。随着科技的发展,脑科学研究上的突破,一些脑科学家们给这种人文式的解答一个更加有科学根据,也可能更加准确的答案:你就是你的连接组connectome。这个概念是由美国麻省理工学院注明神经科学家承现峻教授,在他的著作《连接组:造就独一无二的你》里提出的。虽然目前的科技水平离我们彻底弄清大脑的构造及运行机制还有相当程度的距离,但这并不意味着目前我们在脑神经科学领域得出的科研成果以及对一些生理现象的猜测和推论都是错的。任何科技理论,都是先由科学家在实验室里分析,推理,猜测,得出结论,再在实际环境中检验证伪,最终通过证实的成为公理推广开来,成为公众认可的科学标准。美国国家卫生研究院于2009年启动的“人类连接组计划”是个包含了人类历史上最大信息量的艰巨工程,目前2015年才刚刚模拟出仅为人类脑神经元数量百分之一的大鼠的大脑。这条试图通过研究我们大脑中神经元的连接机制,机理,从而得知我们大脑中存储的信息,思维模式甚至如何思考的科研之路,或许并不能给哲学的终极问题划上完美的句号,但至少它能部分解答人们对于我是谁,为什么我是独一无二的追问。有些问题,我们并不一定需要得到完美无缺的答案,而是在追寻这个答案的过程中,我们能跨越当下生理和心理上的极限,成长完善起来,从而进入更加广阔,更多可能性的下一阶段。问题的意义不仅仅在于答案,还在于我们如何面对它,解决它的过程。    脑科学研究证实,人类的自我意识来源于我们的大脑,如果一个人的大脑出现损伤,某些认知模块就可能出现问题,如果脑死亡,则这个人也被医学判定为死亡,其自我意识也已经烟消云散。那么大脑内部究竟是怎么样子的呢,我们大脑里面的上千亿个神经元又是如何协同工作的呢?承现峻教授在《连接组》一书里,用通俗易懂的比喻向脑神经科学的外行大众们,描绘出一个奇妙复杂又令人眼界大开的大脑运转模型。  我们每个人的大脑内都拥有上千亿个神经元,它们就像很多不同种类,形态各异的树。每颗神经元树都有着多个分支,这些来自不同树的分支之间如果形成了叫做突触的交会点,与之对应的两棵神经元树就建立了连接,我们的脑波信号可以通过突触从一个神经元传递到有连接的其他神经元上去。而这上千亿个神经元所组建出来的神经系统,则被脑科学家定义为连接组connectome。一个连接组不是指一条或某些连接,而是大脑内的所有脑神经元连接,所以,你是你的连接组至少在脑科学领域而言是基本正确的。那么问题来了,我们每个人大脑中的连接组是基本相似的吗?它是一经发育成熟就固定不变的吗?  虽然本书没有给出完美无误的答案,但它用科学的态度和一些科研成果,给我们指出了部分答案。我们每个人之所以都是独特的,正是应为我们每个人的连接组都是独一无二的,而每个人的连接组还可能随着你的生活经历不断地发生变化。虽然我们的先天基因会影响我们的连接组,但是我们的后天经历,我们的神经活动,还是可以部分的重塑我们的连接组。19世纪美国心理学家威廉·詹姆斯提出了意识流,即意识就像一条河流,始终在心灵当中流淌。但是詹姆斯忘了一件事,那就是所有的河流都需要河床,如果没有地上的哪些凹槽,水根本不知道该往哪里流。正是连接组提供了路径,才能使神经活动能够流动。从这个意义上说,应该把它称为意识河床。不仅仅如此,随着时间的推移,水流也会慢慢的塑造河床,正如神经活动会塑造连接组。  我们所走过的每一段路程,我们在路途上的每一段经历,我们在那些时刻做出的选择,所有的这些综合起来,逐渐塑造出当下的你,但是当下的你并不是固定在某个时刻无法改变的,还会随着你随后的经历,选择,不断的发生变化,可能你当下还没有办法看到这些微小的变化所造就出来的新的未来,但其实你大脑中的连接组已经发生了变化,只有在未来的某个时刻,你蓦然回首时,才能将这些经历串接起来,发现你之所以成为现在这个样子,正是因为当初那些不起眼的dots,改变了你的连接组。  最后这本书的末尾聊到了让人脑洞大开的话题,是将大脑冷冻等待未来科技发展后再解冻重生,还是把你的大脑连接组原样复制再另存到另外一幅躯壳中去?通过这些方式可以让我们实现永生的梦想吗?记得13年春节同学聚会,我和一位关系要好的朋友聊起《三体》中云天明的复生。他提了一个令人浮想联翩的问题:假如克隆技术已经可以做到完美复制,而且克隆出来的人也可以苏醒过来和人一样正常的生活,那么按照当下的你克隆一个副本出来,他的生理物理状态和你完全一样。可以把他称之为你吗?如果这个时候把你杀死,他可以完全取代掉你吗?当时我的答案是,即使我的克隆是和我之前的某个时刻完全一样,但是自从他苏醒的那一刻起,我和他就变成了两个不同的“人”,因为之后我们两个的经历不可能完全一样,所以我们之间还是有差别的,不能说他就是我或者他可以完全取代我。当然,我的观点也不一定是对的,但如何证明我的观点是错的,我相信在未来的某一天,随着连接组的科技研究深入下去,这个问题是可能找到答案的。  不得不说,人生真的很奇妙,在过去的经历中,我们的选择的确能改变了我们当下接触到的人和事,而正是这些看不见未来的选择,改变了我们的连接组,造就出与众不同的你,我,TA。
  •     连接组,这本书可以称之为自私的基因的姊妹篇,阐释大脑中神经元的连接对人类大脑储存信息、思维模式产生怎样的影响。在自私的基因一书中,作者讲到,基因通过其“自私”的天性,为了获得生存繁殖的能力,控制着我们人类生物的行为。这种行为是通过潜移默化的,通过基因之间的动态博弈去实现的。读罢此书,让人感觉些许悲观。而本书作者认为:人不仅仅被基因组决定,更被连接组决定。基因组代表先天因素(nature),我们从遗传而来无法轻易改变,连接组象征后天因素(nurture),是我们在这个缤纷世界中经过武术外界信息塑造后的大脑。我们后天的经历,改变我们的神经元,进而在改变我们的思维模式。首先让我们在对连接组进一步理解:一个连接组,就是一个神经系统中各个神经之间的连接的全体。跟基因组一样,一个连接组不是一条连接,也不是很多连接,而是所有的连接。这个连接组非常复杂,也就造就了独一无二的你。神经元在任意时刻的活动,产生的电信号,化学物质,这些信息编码成了你在这一时刻的思考、情绪和感觉。心灵和思维之不同,正是因为连接组之不同。一个人的任何改变,比如提高素质,少喝点酒,或者挽救一段婚姻,其实都是对连接组的改变。连接组是由先天的基因和后天的经历共同塑造的,大脑的连接结构是我们成为我们,但反过来,我们也在影响我们的连接结构。本书四部分结构,先破后立,深入探讨,最后抛出一连串的问题,将读者引向终极的哲学。第一部分,颅相学关注与大脑的尺寸、区域的划分,认为不同的尺寸思维、智商不同,不同区域部分,分管着不同的功能。但作者认为,这些假设结论存在统计学上的偏差,统计学是根据有限个体的案例统计,观察到两个现象的相关性关系,就得出了结论。这种结论不涉及本质原因,尺寸和区域的结论是比较容易找出反例的。第二部分,作者开始论述,其比较认可的解释大脑内部是如何工作的,如何产生思想的学说——连接主义。脑区不是一个基本单位,而是一个由大量神经元组成的复杂网络。这个网络的众多连接,使其中的神经元产生复杂的活动模式,而我们的思想和感觉就蕴含在这些模式当中。经历可以影响这些连接的组织结构,因而催生学习和记忆。第三部分,补充论述,大脑神经元的连接还受基因的影响,论证就比较充分。你之所以为你,不只是你的基因组还有你的连接组。第四部分,连接组学,过往的发展、研究成果。作者已经开发了一些新的技术,怎样去运用到连接组的研究中。比如,类似于颅相学那样,根据连接组,将大脑分成不同的区域,类似植物学家将树木分类那样,将海量的神经元分成不同的类型。我们去看清楚弄明白连接组的构成,然后在解码连接组,读取蕴含在其中的记忆。有了这些知识后,我们就可以对连接组进行:重新赋权,重新连接、重新连线、重新生成,训练我们的行为和思维,让学习和记忆变得更加高效。第五部分,作者将连接组学,推到逻辑的极限,带我们去思考人之所以为人的意义。“超人类主义”找出一套改善人类命运的方案,可行吗?低温将人体冷冻,期待他们复活,可以吗?把你的思维移植到计算机网络中,脱离肉体而存在,你是否不朽?我们用大脑创造出科技,帮助我们更好的了解我们的大脑。圣经说,上帝按自己的形象创造了人类。费尔巴哈说,人类按自己的形象创造了上帝。超人类主义者说,人类终将把自己改造成为上帝。
  •     光看标题,实在不明白这句话是什么意思。但读完全书后,确实会对思考方式有新的启发。理解标题时,首先要知道下列概念:树突——神经突的一种,又短又粗,从胞体散发出多条,分成很多分支,延伸到周围。是突触的接收端,膜上含有受体分子。树突的电信号总是朝向胞体传递。轴突——神经突的一种,只有一条,又长又细,发送端,分泌神经递质,向其他神经元传递信号。动作电位(电锋)——轴突的电信号,一种短暂脉冲,每个脉冲持续大约1毫秒。总是沿着轴突向远离胞体方向传递。突触——把一个电信号传换成化学信号,然后再把它转换回电信号。两个神经元接触的地方,可能就会有一种叫做突触的结构,神经元就是利用这种连接来通信的。不是每个接触处都有突触,突触通常要传递化学信息。作为发送方的神经元,会分泌一种称为神经递质的分子,传递给接收方神经元。突触还有办法“回收”神经递质,通过把它们吸收回来,或者是把它们变成失活状态,让神经递质几乎没有机会乱跑。信号在通路上如何传递呢?作者机智地用“投票”来做比喻。单个突触通常很弱,不足以使一个神经元产生电锋,但是多个突触聚合起来就可以。胞体把电流叠加起来,相当于计票。如果总票数超过一个阈值,轴突就会产生一个电锋。这个阈值的高低,决定了神经元是更容易做出决定,还是更难以做出决定。只有在胞体记完所有投票后,电锋才会出现在轴突中。树突中的电信号是连续梯度的。突触的激活会产生电流,而电流的方向却是正反皆有可能。兴奋性的突触会使得电流流进接收方的神经元,意在“激发”一个电锋;而抑制性的突触则会使得电流流出神经元,企图“阻止”它产生电锋。神经外科医生Itzhak Fried和神经科学家Christof Koch在一次合作实验中,给几位患者看一组照片,并记录患者颞叶内侧部分的神经活动。发现当患者看到Jeniffer Aniston的照片时,有一个神经元就会产生很多电锋。而当患者看其他明星、普通人、著名地点、动物或其他物体的照片时,这个神经元都几乎或完全不产生电锋。这就是著名的“珍妮佛•安妮斯顿神经元”。也就是说,“珍妮佛•安妮斯顿神经元”的阈值很高,它只有在所有的局部神经元都产生电锋时,自身才会产生电锋,而只有珍妮佛才能造成这样全票通过的情况。连接主义学说认为,一个神经元的功能,主要取决于它与其他神经元的连接。一个连接组,就是一个神经系统中各个神经之间的连接的全体。而大脑的功能高度依赖于神经元之间的连接。当受孕的那一刻起,基因组就已经固定。但连接组在人的一生中始终改变。主要表现为以下形式:1、神经元会调整彼此之间的连接,使它们变得更强或弱,从而给这些连接重新赋予权重——重新赋权2、神经元还能创建新的突触,或者去掉一个突触,这样它们就能重新连接,它们还能通过生长新的枝条或收回原有的枝条来改变连线的结构——重新连接、重新连线3、新的神经元会不断地产生,旧的神经元会不断地死去,这些会使连接发生重建——重新生成神经元之间详细的连接通路是怎样的?连接使如何影响记忆的?脑组织损伤疾病,如自闭症、阿尔兹海默等,是否会由连接组的变化提供新的治疗方法?心智的变化是连接组的变化吗?这些问题目前还无法回答,但随着技术的发展,高尔基染色法——电子显微镜下的突触图像——切出50纳米厚切片的超薄切片机——2004年“连续立体表面扫描电子显微成像”25纳米——自动卷带收集超薄切片机,只要有了正确的问题和正确的研究方向,想必总有一天我们会知道答案。

精彩短评 (总计45条)

  •     深入浅出的功夫令人赞叹
  •     很好
  •     自动卷带收集超薄切片机~~~~~
  •     看着有些累,可能脑子不够用
  •     2017年第27本。基因组是对人先天信息的全面认知,而连接组是对人后天情况的研究,包括意识、记忆、认知与情感等。对脑神经元之间连接组的研究,是人类解开生命之迷的重要工程。但受到目前仪器精密程度与数据处理能力的制约,现有的成果非常有限。所以,本书有非常好的常识介绍与观点表达,但太少实例进展了。
  •     心智
  •     没惊喜,不过作者的语言功夫值得学习。最后有私货,有点越界。可读,不强烈推荐。
  •     聖經說,上帝按自己的形象創造了人類。 哲學家說,人類按自己的形象創造了上帝。
  •     看看
  •     用风趣的语言和形象的类比介绍比较陌生的“连接组”概念,加权投票、珍妮弗安妮斯顿神经元……非常容易理解。看完作者描述的大脑信息传递方式,果然“人的大脑只用了10%”这种知音体说法坑死人啊!
  •     因為全是尾注感到對讀者不是很友好,如果可以放在章節的最後或者當頁的最下感覺會方便得多,內容上大致是三星半的評價
  •     我写的书序,哈哈哈哈哈哈哈哈哈
  •     忍不住吐槽。这都什么时代了,把书本装帧成容易翻阅的形式很难吗?光把书页扒开就累的手疼,真是服了。一本很好的书,非要给阅读制造障碍。
  •     因为是送的所以看了一下。感觉整本书对神经科学的科普在知识上相当初级,不过思路上还是比较清晰的:脑成像是现代颅相学,连接组学才是最本质的。我觉得有意思的部分都在注释,不太喜欢把注释放在书后,而不直接脚注,翻着看好费劲。但是可以理解,正文都是比较简化的结论,注释往往是更严谨的结果,总不能在一页只内就打自己脸。说实话,我觉得注释是本书最有意思最有价值的部分。
  •     没有名字有意思。可能也是为了便于阅读,前半部分各种铺垫知识,但有些太冗长了。而且作者的主观想法写的感觉有点多,应该再客观些。其实我只对基因和连接组感兴趣啊,本书围着这点侃侃而谈但偏偏说的不痛快,看的着急!有的想法很有意思,受到些启发~
  •     书写得深入浅出,翻译也很好。不知是否有机会去研究。数学、计算机、神经生物学、英语都太弱了······得拼了命地补课才行啊
  •     这本书未尝不是对Homo Deus之路的一部分探索,不升级人类对我们来说已经算是不道德的选择了吧。
  •     虽然也没有什么惊喜,但是如果不了解这个领域,还是值得作为普及读物的
  •     很有趣的大脑科普读物,解释的时候大量运用类比,非常有利于读者理解脑科学的复杂内容。我就是我的连接组,哈哈……
  •     五颗星完全不够
  •     作为科普读物随便翻翻还可以罢
  •     我有点喜欢信息学上死亡这个概念诶~
  •     计算神经科学(理论神经科学)的入门之作。正如书中所说,整个学科都建立在一些未经证实的假设之上,从现在的结果看,倒也颇有进展
  •     枯燥无趣。
  •     本来看名字以为是励志读物,结果读完发现是本很严谨的神经科学的科普读物。从神经科学的发展史讲起再到新技术的应用,最后是新科技的展望与哲学上的思考。
  •     基因组让你成为人,连接组让你成为你。读完心智会出窍的尖端科普。
  •     连接组只会让我们陷入无意义的相关性,而且还不是基于统计的。
  •     2016-9-26
  •     几年来读过的关于神经科学文笔最好,也最具可读性的一本,强烈推荐!此外,「四个重新」的提法很有实践价值。
  •     突然发现副标题怎么这么鸡汤…………
  •     认识心智,塑造心智,从了解脑细胞开始
  •     作者文采很赞,再加上通俗易懂的表达方式,就可以给五星了。而且作为一本出版不久的新书,多了很多新鲜的内容。然而神经脑科学这个领域还是猜想多于证明,sigh…
  •     写得真好啊,然而看完觉得人类离意识上传还很遥远呢,科学家请加油。
  •     大脑是怎么工作的?大脑是由什么组成的?神经元是怎么回事?神经元连接起来,组成的网络,又是怎么回事?作者提出了一个大胆的猜想,是神经元之间的连接关系而不是神经元本身在大脑的学习认知里起着决定性的作用。清楚易懂。
  •     最为惊叹的当然是作者逻辑异常严密,而且写了很多有趣的隐喻来帮助读者理解复杂的生物知识,如果高中能有这么好的生物老师就太棒了。此外,对我影响最大的两个观点是,1 “明星”神经元的存在,说明每一个光点对每一个神经的刺激导致了人对明星在神经层面的迷恋。这对我的研究有帮助。 2 神经连接有时也会断掉,这是大脑的经济原则,所以立刻关掉了朋友圈。
  •     作者写得不错,翻译也不错。。就是好像没有我要的内容,我应该去看认知科学
  •     写得还是非常有趣的,有些个哲学问题值得探讨
  •     Connect the dots connectome
  •     从功能作用来说,是一本给青少年自我认知的非常棒的书,我刚读大学,觉得人生迷茫是因为我不认识所谓的真我吧,外界有很多声音,我也有尝试看过哲学心理学文学读物去探究自己,但是都比不上这本来的科学,有理有据,而不是一种漂浮地追求自由。 自人类简史之后,我觉得读过最好的书。
  •     纯门外汉,连蒙带猜的勉强看完。消化不良,还是得掌握些基础概念在看这个啊!
  •     越到后面越有哲学的味道。一开始就是拿来当科普读物来看的,慢慢觉得连接组的设想跟哲学中人本质的解构很是契和。所以科学的最终走向还是哲学吗?
  •     深入浅出
  •     内容结构性好、系统性强、能够当做教材。
  •     自私的基因的姊妹篇,如果自私的基因让人感觉到无助,那么连接组,告诉我们通过神经元的改变,是可以改变我们的思维、情绪、甚至性格。
  •     理念並不超前 只介紹了技術進步的程度
 

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