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大腦傳 版權(quán)信息
- ISBN:9787521738902
- 條形碼:9787521738902 ; 978-7-5217-3890-2
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:
大腦傳 本書特色
1. 罕見的中文通俗腦科學(xué)全史。 2. 這是我一生中出版界出版的所有關(guān)于腦的圖書里*好的那一本(沒有之一)!聿榈·C. 阿特金森,美國五院院士(會(huì)士)、加州大學(xué)系統(tǒng)榮休校長、美國科學(xué)基金會(huì)前主席、美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)前主席 3. 如果你對(duì)神經(jīng)科學(xué)一無所知,并且希望快速了解這門科學(xué),不妨試試這本精彩的書!犊茖W(xué)美國人》 4. 首都師范大學(xué)哲學(xué)系資深教授陳嘉映、中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心高級(jí)研究員仇子龍作序?qū)ёx。 5. 多位英美院士專家推薦。 6. 神經(jīng)科學(xué)家、清華大學(xué)藥學(xué)院教授魯白、復(fù)旦大學(xué)新聞學(xué)院教授馬凌聯(lián)合推薦。 7. 入選6家歐美著名媒體年度書單:《泰晤士報(bào)》《泰晤士報(bào)文學(xué)副刊》《每日電訊報(bào)》《科學(xué)新聞》《大眾科學(xué)》《新政治家》。 8. 2020年唯一入圍英國著名非虛構(gòu)圖書獎(jiǎng)貝利·吉福德獎(jiǎng)決選名單的科普?qǐng)D書。
大腦傳 內(nèi)容簡介
我們的感覺和身體活動(dòng)的指令來自何方,情緒、意識(shí)、學(xué)習(xí)與記憶等認(rèn)知活動(dòng)的居所又在哪里?自有文字記載起,人類對(duì)這些問題就從未停止過好奇。漫漫幾千年來,我們對(duì)這些問題的認(rèn)識(shí)從樸素、粗淺的心靈中心觀,走到了精細(xì)、深入的腦中心觀。腦,這個(gè)“已知宇宙中*復(fù)雜的物體”,吸引了人類歷史上無數(shù)*聰穎的頭腦去破解它的秘密。 在認(rèn)識(shí)腦工作機(jī)制的過程中,人類一直在使用各種隱喻,這些隱喻無一不受技術(shù)、時(shí)代以及人類當(dāng)時(shí)對(duì)腦認(rèn)知水平的,在完成自己的歷史使命后會(huì)被新的隱喻所取代。在《大腦傳》中,作者馬修·科布以腦的隱喻為切入點(diǎn),介紹了人類腦的認(rèn)識(shí)目前一個(gè)又一個(gè)里程碑,以及那些做出偉大發(fā)現(xiàn)的科學(xué)家。從心智源自心臟的觀點(diǎn)到把腦視作機(jī)器的機(jī)械觀,從電與神經(jīng)活動(dòng)的關(guān)系到神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元學(xué)說,從神經(jīng)信號(hào)如何表征信息到腦功能的局域化定位與分散式分布之爭,從把腦看作一成不變的電路到把腦視作一個(gè)具有可塑性的網(wǎng)絡(luò),作者歷數(shù)了人類對(duì)腦認(rèn)識(shí)的曲折演進(jìn)歷程,講述了腦科學(xué)研究對(duì)計(jì)算機(jī)、人工智能等領(lǐng)域的誕生和發(fā)展產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響,勾勒出了一部群星閃耀、波瀾壯闊的科學(xué)史詩。
大腦傳 目錄
導(dǎo)讀暨推薦序
緒 論
**部分 過 去
第1章 心:史前時(shí)代至17世紀(jì)
第2章 力:17世紀(jì)至18世紀(jì)
第3章 電:18世紀(jì)至19世紀(jì)
第4章 功能:19世紀(jì)
第5章 進(jìn)化:19世紀(jì)
第6章 抑制:19世紀(jì)
第7章 神經(jīng)元:19至20世紀(jì)
第8章 機(jī)器:1900至1930年
第9章 控制:1930至1950年
第二部分 現(xiàn) 在
第10章 記憶:1950年至今
第11章 環(huán)路:1950年至今
第12章 計(jì)算機(jī):1950年至今
第13章 化學(xué):1950年至今
第14章 定位:1950年至今
第15章 意識(shí):1950年至今
第三部分 未 來
致 謝
注 釋
大腦傳 節(jié)選
第11章 環(huán)路:1950年至今1958年初,美國布朗大學(xué)的兩名研究人員正在研究貓的大腦皮層細(xì)胞是如何對(duì)視覺刺激做出反應(yīng)的。兩人都只有三十多歲,一個(gè)人來自瑞典,一個(gè)人來自加拿大。麻醉后的貓?zhí)稍诓僮髋_(tái)上,兩人用一根電極記錄貓的單個(gè)腦細(xì)胞。他們用粘貼了金屬片的顯微鏡玻片形成明亮背景中的暗點(diǎn),并以此向貓的視網(wǎng)膜上投射各種形狀的光束。但他們一無所獲。被記錄的細(xì)胞表現(xiàn)出的電活動(dòng)十分微弱,轉(zhuǎn)化成了實(shí)驗(yàn)室揚(yáng)聲器里依稀可聞的噼啪聲。據(jù)兩人后來回憶:突然,就在我們把一張玻片插入眼底鏡時(shí),那個(gè)細(xì)胞仿佛突然活了過來,像機(jī)槍一樣發(fā)放神經(jīng)沖動(dòng)。過了一會(huì)兒我們才發(fā)現(xiàn),細(xì)胞放電跟那個(gè)小暗點(diǎn)沒有關(guān)系,而是對(duì)我們插入玻片時(shí)玻片邊緣投射出的移動(dòng)的陰影有反應(yīng)。我們又花了更長的時(shí)間來摸索,發(fā)現(xiàn)僅當(dāng)這條模糊的線條沿特定方向緩慢劃過時(shí),才能記錄到那個(gè)細(xì)胞的反應(yīng)。即使方向從*優(yōu)朝向偏轉(zhuǎn)幾度,記錄到的反應(yīng)也會(huì)弱很多,而當(dāng)方向垂直于*優(yōu)朝向時(shí)則完全記錄不到反應(yīng)。這個(gè)細(xì)胞完全無視我們的白點(diǎn)和黑點(diǎn)。這個(gè)細(xì)胞能被一種非常獨(dú)特的刺激——一條移動(dòng)的豎線激活,它對(duì)靜止或者水平移動(dòng)的線條毫無興趣。大衛(wèi)·休伯爾(David Hubel)和托斯坦·維澤爾(Torsten Wiesel)的這項(xiàng)完全意外的發(fā)現(xiàn)將會(huì)改變我們對(duì)腦處理感覺刺激的方式的理解,并揭示單個(gè)皮層細(xì)胞對(duì)環(huán)境信息的表征有時(shí)可以復(fù)雜到多么驚人的程度。休伯爾和維澤爾在隨后幾年的研究中發(fā)現(xiàn),有些腦細(xì)胞響應(yīng)的是視覺刺激的朝向,而有些細(xì)胞則響應(yīng)的是某種特定形式的運(yùn)動(dòng)。他們用電極在貓腦中進(jìn)行了深入的探索,發(fā)現(xiàn)視覺皮層可以分為多個(gè)功能柱(column)和功能層(layer),每一個(gè)功能柱對(duì)應(yīng)于一個(gè)特定的感受目標(biāo)(線、點(diǎn)等等),每一個(gè)功能層對(duì)應(yīng)于這個(gè)目標(biāo)的一個(gè)特定朝向。這些基本的表征信息會(huì)被傳遞給腦中的下一級(jí)細(xì)胞,在那里整合到一起,以更復(fù)雜的方式表征視覺世界。休伯爾和維澤爾的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與許多此前的發(fā)現(xiàn)一致。劍橋大學(xué)的生理學(xué)家霍拉斯·巴洛(Horace Barlow)是計(jì)算俱樂部的成員,也是查爾斯·達(dá)爾文的曾外孫。他在1953年的研究表明,蛙的視網(wǎng)膜細(xì)胞可以劃分為不同的組,每個(gè)組對(duì)應(yīng)于蛙的視野的一小部分。每個(gè)組的環(huán)路能讓蛙看到約一只蒼蠅大小的小點(diǎn)。大體上,蛙視網(wǎng)膜上的這一個(gè)個(gè)環(huán)路連接在一起,使這個(gè)系統(tǒng)能夠探測(cè)一只移動(dòng)的昆蟲。在一只蒼蠅的影像掠過一組細(xì)胞的感受野時(shí),這些細(xì)胞就會(huì)發(fā)放電信號(hào),在蒼蠅的影像移出感受野后,細(xì)胞就會(huì)停止放電。盡管從某些意義上看巴洛的發(fā)現(xiàn)與休伯爾和維澤爾的發(fā)現(xiàn)有一定類似性,但兩者有一個(gè)本質(zhì)上的差別——巴洛的工作針對(duì)的是外周神經(jīng)系統(tǒng)而不是腦。也有更直接一些的先驅(qū)性工作。洛倫特·德諾在1938年指出,視覺皮層的神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)似乎是以功能柱的形式組織的,這些功能柱由從腦表面向深處延伸的一團(tuán)團(tuán)細(xì)胞組成,細(xì)胞團(tuán)間彼此相連。但當(dāng)時(shí)沒有人想過這樣的柱狀結(jié)構(gòu)在提示什么樣的腦功能。就在休伯爾和維澤爾開展他們實(shí)驗(yàn)的前一年,弗農(nóng)·蒙卡斯?fàn)枺╒ernon Mountcastle)發(fā)現(xiàn),在貓的大腦皮層中,響應(yīng)來自身體某一區(qū)域同類型刺激(比如觸摸)的細(xì)胞呈豎直方向排列,而響應(yīng)該區(qū)域不同類型感覺刺激的細(xì)胞則在皮層的同一層呈水平排列。這與彭菲爾德的小人模型十分相似。不久后,麥卡洛克和皮茨,以及皮茨的兩位朋友——杰瑞·萊特文和智利控制論學(xué)者、神經(jīng)生理學(xué)家溫貝托·馬圖拉那(Humberto Maturana)報(bào)告了蛙的腦內(nèi)也存在相似的細(xì)胞群。相似的研究結(jié)果隨后在許多其他脊椎動(dòng)物的研究中也紛紛涌現(xiàn),這表明這種組織方式是脊椎動(dòng)物視覺系統(tǒng)組織的一種普遍原則。這種高度的定位化特性提示,腦首先識(shí)別的是環(huán)境中的基本元素(比如線條、運(yùn)動(dòng)的物體等等),然后通過某種方式將這些元素組合在一起,形成一幅可辨認(rèn)的整體圖像。盡管腦可以被清晰地劃分成負(fù)責(zé)各項(xiàng)感覺模塊(嗅覺、聽覺等等)的區(qū)域,但研究發(fā)現(xiàn)在這些區(qū)域中,也存在不同感覺信息相當(dāng)程度的整合:貓腦的視覺區(qū)可以整合聽覺信號(hào),小鼠的聽覺皮層也能對(duì)視覺信號(hào)進(jìn)行分析。不同感覺模塊之間的這種整合極有可能與重要刺激的精準(zhǔn)識(shí)別有關(guān),比如沙沙聲與捕食者或獵物的運(yùn)動(dòng)的關(guān)聯(lián)性。20世紀(jì)60年代晚期至70年代早期,對(duì)貓腦的研究表明,許多這類結(jié)構(gòu)的建立是以相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。劍橋大學(xué)生理學(xué)家科林·布萊克莫爾(Colin Blakemore)和其他科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),如果把貓從小就養(yǎng)在僅有豎直方向條帶的環(huán)境中,貓就不能辨認(rèn)出任何水平方向的條帶,因?yàn)槠淠X中本應(yīng)該響應(yīng)水平線條信息的細(xì)胞并不會(huì)放電。這會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)的行為后果——布萊克莫爾說,成長于僅有水平方向條帶環(huán)境的貓咪會(huì)無視沿著豎直方向移動(dòng)的棍子。它們是真的無法看見豎直方向的世界:“盡管這些貓咪會(huì)對(duì)房間進(jìn)行活躍的——隨著它們?cè)介L越大,甚至是狂熱的——視覺探索,它們還是經(jīng)常會(huì)在四處轉(zhuǎn)悠時(shí)撞上桌腿!辈粌H如此,如果這些貓咪持續(xù)生活在僅有水平方向條帶的環(huán)境中,它們此后將永遠(yuǎn)無法對(duì)豎直線條產(chǎn)生完整的反應(yīng)。這是因?yàn)樵谝粋(gè)被稱為關(guān)鍵期(critical period)的階段,它們的腦沒有接收到必要的刺激信號(hào)。人類中也存在類似的情況。長久以來的證據(jù)顯示,在先天性盲的成人患者被治愈后,他們必須從頭學(xué)習(xí)識(shí)別面孔,甚至學(xué)習(xí)識(shí)別三角形這樣的簡單形狀。很多這類患者*終都無法習(xí)得正常水平的識(shí)別能力,因?yàn)樗麄円呀?jīng)錯(cuò)過了相應(yīng)的關(guān)鍵期。腦視覺處理系統(tǒng)組織方式的發(fā)現(xiàn)強(qiáng)化了腦可以進(jìn)行神經(jīng)計(jì)算的觀點(diǎn),但發(fā)育的影響表明,腦并不是完全預(yù)先設(shè)定好的。在一定程度內(nèi),腦的結(jié)構(gòu)是經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)物,也是動(dòng)物對(duì)環(huán)境探索的結(jié)果。吉姆,腦是計(jì)算機(jī),但不是如我們所知的那種計(jì)算機(jī)。
大腦傳 作者簡介
馬修·科布(Matthew Cobb),著名科學(xué)作家、神經(jīng)科學(xué)家、英國曼徹斯特大學(xué)動(dòng)物學(xué)教授,因向公眾普及遺傳學(xué)的杰出貢獻(xiàn)于2021年被英國遺傳學(xué)會(huì)授予霍爾丹獎(jiǎng)?撇即饲俺霭孢^多部科學(xué)史題材的作品。其中講述17世紀(jì)的科學(xué)家探索性、生命和機(jī)體生長的作品《卵子與精子的競(jìng)賽》獲倫敦動(dòng)物學(xué)會(huì)年度圖書獎(jiǎng)。除《大腦傳》外,新思即將推出他講述科學(xué)家破解遺傳密碼的作品《生命的最偉大秘密》,該書不僅入圍英國皇家學(xué)會(huì)科普?qǐng)D書獎(jiǎng)決選名單,還被世界著名生命科學(xué)期刊《細(xì)胞》雜志推薦為“遺傳學(xué)和分子生物學(xué)相關(guān)專業(yè)研究生都應(yīng)該讀的科學(xué)史”。
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