连接体(书籍)《连接组:大脑的布线如何塑造我们的身份》 (2012) --塞巴斯蒂安·承 (Sebastian Seung)

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连接组:大脑的线路如何塑造我们
作者 塞巴斯蒂安·承
主题 连接组学,神经科学
出版商 霍顿·米夫林·哈考特
发布日期
2012年
页数 第384章
国际标准书号 978-0547508184(精装)

《连接组:大脑的布线如何塑造我们的身份》 (2012) 是塞巴斯蒂安·承 (Sebastian Seung)所著的一本书。它介绍了神经科学的基本概念,然后详细阐述了连接组学领域,即如何扫描、解码、比较和理解大脑连接的模式。本书最后对人体冷冻学心灵上传进行了思考。它被《华尔街日报》评选为 2012 年十大非小说类小说。 [1]

本书大纲[编辑]

简介[编辑]

Seung 提出了连接组学的概念,并认为“你不仅仅是你的基因。你就是你的连接组。

章。1:天才与疯狂[编辑]

Seung 介绍了 19 世纪颅相学的概念及其现代对应物,他称之为“新颅相学”,即大脑区域的大小在智力(例如,爱因斯坦扩大的顶下小叶心理中发挥作用的想法。疾病(例如,精神分裂症自闭症)。尽管如此,Seung 强调,这些大小相关性仅适用于大样本,并且不一定能预测任何个体的大脑中会发生什么。

章。2:边界争端[编辑]

Seung 讨论了试图将特定功能限制在特定区域的大脑定位图。例如,据推测,当以前负责现在缺失的下臂的大脑区域被上臂和面部占据时,就会产生幻肢痛。因此,刺激上臂或面部会导致缺失的下臂感到疼痛。

与大脑定位相反的是等势理论,即任何大脑区域都有执行任何功能的 潜力。

章。3:没有神经元是一座孤岛[编辑]

Seung 讨论了基本的细胞级神经科学,包括神经元及其神经突的结构,以及神经元放电的“加权投票模型”,其中当兴奋性减去抑制性输入的加权总和超过阈值时,神经元就会放电。

章。4:神经元一直向下[编辑]

Seung 探索了分层神经网络如何将概念(例如,詹妮弗·安妮斯顿)编码为更简单部分的组合,以及当这些概念之间形成连接时,这些概念如何在人们的头脑中联系起来,无论是与细胞组装的双向连接还是与突触链的单向连接

章。5:记忆的集合[编辑]

Seung 讨论了记忆形成的理论,包括基本的赫布可塑性和更具推测性的神经达尔文主义。根据记忆的“双迹”理论,短期记忆可以采取细胞集合之间持久尖峰的形式,而长期记忆可以以持久连接的形式存储。由于存在“稳定性-可塑性困境”,同时拥有这两种类型的内存很有用,这是同时使用RAM硬盘存储的计算机中熟悉的概念。

章。6:基因森林[编辑]

Seung 讨论了有多少心理特征和疾病至少部分是遗传的。(他引用了埃里克·特克海默的行为遗传学第一定律:“所有人类行为特征都是可遗传的。”)他详细阐述了基因影响神经发育并可能导致神经疾病的一些机制。

章。7:更新我们的潜力[编辑]

发育的前三年在多大程度上是一个关键的窗口期,之后大脑特征就无法逆转?大脑在一生中能在多大程度上保持可塑性?承讨论了双方的证据,以表明事实是两者兼而有之。

章。8:眼见为实[编辑]

Seung 讨论了观察大脑的技术进步如何推动神经科学的进步——从长远来看,可以说比这些技术带来的直接神经科学进步更重要。

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章。9:追踪踪迹[编辑]

“如果连接组学经历持续的指数级进步,那么在二十一世纪末之前找到整个人类连接组将变得很容易。”

Sebastian Seung,《Connectome》,第 14 页。169

Seung 回顾了Sydney Brenner及其同事于 1986 年发表的绘制秀丽隐杆线虫连接组图谱的历史。该过程需要大量的体力劳动,但由于人工智能智能放大的自动化,连接组图谱绘制正在加速。

章。10:雕刻[编辑]

Seung 讨论了将大脑划分为多个区域的方法科尔宾尼安·布罗德曼(Korbinian Brodmann)布罗德曼区域基于每个区域内皮质层的均匀性。圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔 (Santiago Ramón y Cajal)试图根据神经元的形状来识别神经元的类型。Seung 本人建议根据大脑区域通常连接的其他区域来划分大脑区域。他说,这通常可能与布罗德曼或卡哈尔的划分相一致,但如果我们最终关心连通性,Seung 的分类将是最直接相关的。

章。11:密码破译[编辑]

Seung 讨论了从神经连接解码记忆。作为一个在近期/中期可能可行的例子,他提出了鸟类的HVC 区域,该区域可能以与光盘存储贝多芬音乐 大致类似的方式存储它们的歌曲。

章。12:比较[编辑]

Seung 讨论了如何根据连通性的差异来看待大脑之间的差异。这可以使用扩散 MRI在粗略水平上进行近似,或者使用连接组图在更细粒度的水平上进行近似。

章。13:改变[编辑]

Seung 研究了连接组学未来如何帮助在神经系统问题变得严重之前识别它们,并为连接病药物或基因疗法的开发提供信息。

章。14:冷冻还是腌制?[编辑]

Seung 考察了阿尔科生命延续基金会通过人体冷冻技术提供永生机会的努力。他将液氮保存与塑化方法进行了比较,与阿尔科的方法不同,塑化方法“不需要特殊维护”。

章。15:另存为... [编辑]

Seung 探讨了思维上传的想法和相关的哲学含义,例如使用图灵测试的类似物来确定模拟是否具有足够的保真度以在外人看来是真正的“你”,以及你是否会主观地感受到上传相对于你储存的自我模型,在内部成为“你”。Seung 讨论了这样的观点:将我们自己视为信息——不是神经元本身,而是神经元的连接——可以被视为灵魂的新概念。他认为,超人类主义可以为看似冰冷的物质宇宙赋予精神目的:“超人类主义为那些被科学剥夺了意义的生命赋予了意义”(第273页)。

反应[编辑]

阿比盖尔·祖格 (Abigail Zuger) 将《连接组》描述为一本书,认为我们不仅仅是我们的基因。她补充道:“这证明了承博士的阐述极其清晰,读者被他的热情所感染”。[2] Terry Sejnowski也对这本书的风格表达了同样的看法:“詹姆斯·沃森(James Watson ) 的《双螺旋》的第一人称风格——对 DNA 结构如何被发现的描述—— 《连接组》给人一种神经科学前沿的兴奋感。 ”。[3]

苏珊·奥基(Susan Okie)肯定“Seung 是一位思路清晰、活泼的作家,她选择了生动的例子”,但她对“科幻小说中的幻想,即有一天,人类的连接组可以被模拟并‘上传’到计算机上”表示怀疑。[4]

丹尼尔·莱维汀 (Daniel Levitin)称赞《Connectome》是“我读过的关于脑科学的最好的非专业书籍” 他说它“诙谐且异常清晰”,并且包括“相当于神经科学的大学课程”。也就是说,莱维汀提出了一个警告,即一个人的连接组本身并不能说明这个人是谁,因为除了了解神经线路之外,“我们还需要了解大脑中当前精确的化学汤”以及经验如何改变大脑连接的更新规则。[5]

“尽管我们已经知道线虫的连接组 25 年了,但我们还远远没有读懂它的想法。我们还不了解它的神经细胞是如何工作的。”

克里斯托夫·科赫[6]

克里斯托夫·科赫说:“将连接组视为大脑功能的全部和最终目的是有问题的……这本书的插图和来源都很好,结局既引人入胜又独特。” 但和莱维汀一样,科赫也认为连接组本身缺失了某些部分,而且并非所有脑部疾病都是连接疾病。其他可能的问题可能来自“突触传递和神经元内部过程以及支持它们的神经胶质细胞的故障”。[6]

另请参阅[编辑]

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转载自blog.csdn.net/sinat_37574187/article/details/132009021