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从事各种连接组研究的研究者很清楚这些问题。2013年,约书亚·摩根(Joshua Morgan)和杰夫·利希曼研究了“反对连接组学的十大理由”(其中很多条我都已经在前文中谈及了),并发表了一篇文章。[98] 在大多数情况下,他们对每一个观点的回答基本上都是相同的,而且有理有据。他们认为,即使脑的连线图无法直接催生一个有关脑功能的理论,详尽的神经解剖学信息也会为完善的电生理测量提供一个框架,二者一起将显著地促进我们对脑功能的理解。为了呼应20年前克里克和琼斯提出的观点,他们指出:“只要脑在网络层级上的组织方式还没有被绘制出来,神经科学家就不能声称他们已经理解了脑。”
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摩根和利希曼的文章最令人惊奇的一点是他们放在第一位的反对连接组学的论点——美国国立卫生研究院院长弗朗西斯·柯林斯(Francis Collins)在电台采访中说的一句话。柯林斯在采访中抱怨了连接组表征的静态特质:“你懂的,这就像撬开你笔记本电脑的壳,盯着里面的部件,你可以说,是的,这个部件和那个部件是相连的,但你无法知道电脑是怎么工作的。”[99]
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无论是柯林斯、摩根还是利希曼,似乎都没有认识到这只是“莱布尼茨的磨坊”在计算机时代的更新版。就莱布尼茨的原始版本来说,这种批评的问题在于,虽然单纯观察各个组件及其相互关系不能解释系统的工作原理,但描述这些组件之间相互关系的性质以及它们是如何相互影响的,确实能为阐明系统的功能提供依据。至于这能否实现莱布尼茨的最初目标——解释意识,则是另一回事。
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这强调了一个事实:为了解释脑是如何运作的,我们需要的不仅仅是一幅图谱,还需要更多的东西,无论这些东西的具体功能是什么。我们至少需要从理论上解释系统某些部分的工作机制,只有这样,才能解释各个部分间是如何相互作用的。这是20世纪70年代英国数学家、理论神经科学家大卫·马尔(David Marr)所青睐的一种方法。最初,马尔“完全沉浸在”巴洛1972年发表的“五法则”论文所带来的“活力和兴奋”之中,但他后来意识到,“在‘五法则’的深处,有的地方有问题”。马尔感到,对于细胞在环路层面上的活动的整体意义,巴洛的观点没有给出明确的解释。他写道:
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假设我们真的找到了所谓的“祖母细胞”,这真的能告诉我们什么有意义的信息吗?这能告诉我们“祖母细胞”存在(格罗斯发现的探测手的细胞已经差不多告诉了我们这一点),但这并不能告诉我们此前发现的那些上一级的细胞的输出信号为什么会整合构建出一个“祖母细胞”,甚至都不能告诉我们这是如何实现的……问题的关键是,神经生理学和心理物理学[100] 的研究目的是描述细胞或受试者的行为,而不是为这些行为提供解释。[101]
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这种在发现“祖母细胞”后问“然后呢?”的质疑并不是另一种版本的“莱布尼茨的磨坊”,而是要更复杂一些。马尔把问题从只对脑活动的组成部分进行描述,转移到试图将它们纳入一个整体的模型中。他认为,要做到这一点,我们需要复制出脑的关键能力。他写道:“找出做某件事的难点的最好方法,就是尝试去做。”他此后确实做了这样的尝试,探究了制造一台能看见东西的机器需要些什么。在这条道路上,马尔追随的不仅是20世纪30年代那些尝试构建脑的生理模型的研究者,还有20世纪50年代那些对脑产生兴趣的早期计算机先驱。这些研究人员开创了一个全新的领域,这个领域改变了我们研究脑的方法,并且正在改变整个社会。
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[1] Hubel, D. and Wiesel, T. (2005), Brain and Visual Perception: The Story of a 25-Year Collaboration (Oxford: Oxford University Press), p. 60; Hubel, D. and Wiesel, T. (1959), Journal of Physiology 148: 574–91; Hubel, D. and Wiesel, T. (2012), Neuron 75: 182–4.
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[2] Barlow, H. (1953), Journal of Physiology 119: 69–88.
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[3] 感受野就是蛙视野中与这些细胞相对应的区域。——译者注
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[4] 作者此处的表述不够准确,视网膜属于中枢神经系统,并非外周神经系统。作者此处希望表达的其实只是巴洛的研究对象不是脑。——译者注
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[5] Lorente de Nó, R. (1938), Journal of Neurophysiology 1: 207–44.
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[6] 弗农·蒙卡斯尔(1918—2015),美国神经科学家,大脑皮层功能柱结构的发现者,休伯尔后来将他的这一发现评价为“自拉蒙·卡哈尔以来对理解大脑皮层最重要的贡献”。——译者注
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[7] Mountcastle, V. (1957), Journal of Neurophysiology 20: 408–34.
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[8] 杰瑞·莱特文就是第9章中提到的杰罗姆·莱特文。——译者注
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[9] 这是沃尔特·皮茨最后的科学贡献之一。皮茨显然对几年前与维纳分道扬镳无法释怀,因此越来越沉迷于酒精,最终于1969年去世,年仅46岁。
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[10] Lettvin et al. (1959); Maturana, H., et al. (1960), Journal of General Physiology 43
:129–76.
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[11] Spinelli, D., et al. (1968), Experimental Neurology 22: 75–84; Cayco-Gajic, N. and Sweeney, Y. (2018), Journal of Neuroscience 38: 6442–4.
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[12] Blakemore, C. and Cooper, G. (1970), Nature 228: 477–8.
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[13] Hebb (1949), p. 31.
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[14] Gross, C. (2002b), The Neuroscientist 8: 512–18;如果希望进一步了解“祖母细胞”的历史和哲学意涵,见:Barwich, A.-S. (2019) Frontiers in Neuroscience 13
:1121。
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[15] Konorski, J. (1967), Integrative Action of the Brain: A Multidisciplinary Approach (Chicago: University of Chicago Press); Gross (2002b).
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[16] Gross, C., et al. (1972), Journal of Neurophysiology 35: 96–111.
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[17] Gross, C., et al. (1969), Science 166: 1303–6; Gross, C. (1998), Brain, Vision, Memory: Tales in the History of Neuroscience (London: MIT Press).
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[18] Perrett, D., et al. (1982), Experimental Brain Research 47: 329–42; Kendrick, K. and Baldwin, B. (1987), Science 236: 448–50.
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