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脑科学时代迎面走来

1999-06-30 来源:中华读书报 □冯聿峰 我有话说

我们能够用自己的大脑弄清大脑本身吗?科学技术的发展使人的思维和意识——这个一度只有哲学家才会涉足的领地成为最前沿和最具挑战性的问题。《脑科学的现代进展》在为我们勾勒出脑科学发展的迷人前景时,也传递了这样的信息:人类对大脑的认识仅仅只是开始,前面的路依旧曲折而漫长。

1989年,美国国会通过了“命名自1990年1月1日起的今后10年为‘脑的十年’”的提案。这一提案旨在敦促和呼吁美国公众及相关的组织与政府一道,关心和促进神经科学的研究。这是美国国会第一次对一个具体的领域作出有效期为10年的决议。同样引人注目的是,7年之后的1996年,日本推出了一个称之为“脑科学时代”的庞大计划,拟在20年内,每年投入1000亿日元,使日本的脑科学研究达到甚至领先于世界先进水平。这两个举措充分反映出脑科学近年来蓬勃发展的势头,也预示着关于脑的研究是未来国际科技竞争的重要方面。

按照现代人普遍认同的观点,大脑及遍布全身的神经网络一起构成我们感知外界并做出恰当反应的基础,而大脑更是产生意识、思维和情感等主观体验的器官。人因为特有的主观世界而区别于动物界,因此大脑受到目前这样广泛的关注当之无愧。用一个更准确的词来表述,脑科学应称之为“神经科学”,因为它的研究对象是包括脑在内的整个神经系统。

人们最早开始采取实证的方法观察和研究大脑及其产物,是在19世纪末期。然而,直到本世纪60年代,对脑的研究才真正进入飞速发展的黄金时期。这可以归之于如下的原因。

首先,由于生理学、分子生物学、解剖学、遗传学、医学、物理学、计算机科学等学科的发展,为脑科学的发展提供了理论指导和技术手段。特别是核磁共振成像技术等无损伤脑探测技术的出现,更是大大方便了人们对活体大脑的研究。

其次,来自实际的需求也拉动了脑科学的发展。一方面,神经性和精神性疾病一直是影响人类社会最严重的疾患之一。据估计,美国受神经系统疾病侵袭的人数高达5000万,用于这些疾患的治疗、康复及相关的费用,每年均超过3000亿美元。因此,阐明脑的工作原理,弄清楚各种神经疾患的发病缘由,将为设计出更加高效而副作用小的药物提供可能。另一方面,对大脑和神经网络机制的了解,是开发新一代仿脑计算机不可或缺的。信息的传递、处理和存储是未来国际竞争中的一个关键因素,谁拥有功能强大的计算机,谁就将掌握竞争的主导权。在日本人雄心勃勃的“脑科学时代”计划里,一个重要的组成部分就是所谓的“创造脑”。其实质性内容就是开发仿脑型器件和结构,设计仿脑的信息产生和处理系统。

到今天,对神经系统的基本组件、大脑的构成和功能划分的认识,人们已经有了大致的轮廊,并能从分子的水平对脑的运行作出阐释。对一些低层次的应激性神经活动,人们已经形成了比较一致的看法;对运动的控制、视觉听觉的形成、语言的发生等高级功能,也有了一些很好的理论假设。用“硕果累累”来形容近年来脑科学发展的研究成果,应该是恰当的。《脑科学的现代进展》为我们描绘的就是这样一幅神经科学发展的动态图景。

由于作者是在相关领域浸浴数十年的专家,因此并不故弄玄虚的做些噱头,而是直接切入主题,从神经科学最基本的知识讲起,由浅入深的逐一讲解了脑科学的各个重要方面。也由于作者能轻松自如的驾驭书的主题,因而全书显得脉迹清楚、详略有致、一气呵成。加之作者文风简练,笔触流畅,全书要言不繁,严谨而不故作深沉,以最少的字包容了尽可能多的信息。

作者认为,尽管人们有理由为业已取得的成绩而骄傲,但在人的意识和主观体验的形成这个问题上,科学家们仍然几乎是一踌莫展,而这才是脑科学研究中最有诱惑力,也最具挑战性的难题。当然,已有的研究也为下一步的展开提供了线索。科学事实表明,大脑比传统的看法更加主动和积极的参与了我们眼中世界的形成。例如,对语言的研究使人们不得不认为人类大脑中存在一种被称之为“通用语法”的生物学程序。因为儿童对句法的掌握不是通过明显的“尝试——错误”的渐进方式,而似乎是一蹴而就的。同样,一名演讲者在做手势时,手在听众视网膜上所成的像随距离而变,但听众总能判断出它的真实大小。这就是说,我们对外部世界认知并不只是分析视网膜的映像,脑必须主动建立一个视觉世界。

尤为难能可贵的是,作者能从数十年的积习中跳出来,从更高的层次上对脑科学的整体发展趋势做出关照,并详细阐发了自己的观点。就作者看来,对人的精神世界进行探索并揭开它的秘密是一个艰苦而漫长,甚至是最终并不会有结果的过程。就目前而言,人们仍无合适的技术手段来把握人的主观世界,这就为从科学的角度对其深入研究造成了困难,同时,我们要想更好的揭示大脑的奥秘,还需要研究方法和思路上的更新。“神经活动可最终归结为在细胞和分子水平上所发生的事件”是近数十年来脑科学的主导思想,由此所积累的大量知识是我们全面、深入认识脑功能的基石。但是,这并不充分,对大脑的研究,还需要一种多层次,多角度的综合性思维。因为系统科学的理论告诉我们:当一些基本的单元和过程组合或组织起来时,必然会产生各个组合原先不具有的性质。

也许因为作者是一个习惯于在严肃场合从事严谨的科学研究的科学家,因此这本书从语气上来说更像是一篇学术论文而非面向大众的科普读物。在趣味性方面的遗憾的确会吓跑一些读者。不过,这并不妨碍我给予它很高的评价,特别是当你需要或想要了解大脑研究的若干新动向时,这本篇幅短小但是内容丰富的书将是你最好的选择。

(《脑科学的现代进展》上海科技教育出版社1998年12月第1版定价:19.00元)

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