神经现实年度回顾 | Meet a new reality.
从3月24日推送第一篇译文开始,不知不觉神经现实已经更新到2016年末。在这九个月内,我们推送了大量精彩的外媒文章,也在努力跟进神经科学、心理学、认知科学、社会学等领域的发展,力求将最新的文章和最前沿的研究介绍给大家,让每个人都能够了解和思考大脑究竟为何物,意识是什么,思维如何产生,我们究竟是谁,我们的神经系统又如何为我们塑造我们感知的现实。
那么,过去一年,神经现实都推送过哪些备受欢迎的有趣而有深度的译文,有哪些研究广泛引起了大家的兴趣,我们被其他媒体转载过的最多次数的文章又是哪篇,引发中外读者热议的是哪些?
【最受关注】
大脑词汇地图
语言究竟在你大脑里的哪个区域?发表在4月28日的《自然》杂志上的一篇论文表示,科学家们已经绘制出一个交互式地图,显示大脑在听到不同的单词时哪个区域会作出反应。这张词汇地图揭示了语言如何穿过皮层和脑半球,显示成组的单词通过语义聚集在一起。这个模型允许我们探索大脑里无数词典。
模型地址:http://gallantlab.org/huth2016/
这项研究引起了广泛兴趣,全世界纸媒网媒都争相报道。这篇论文还伴随着一个网上互动模型,允许用户探索单词如何精确地标记在我们的大脑上。报道和模型的结合产生了流行狂热,激发了这样的问题:为什么数百万人对神经解剖学上的语言指代如此感兴趣?他们看完了所有的萌猫视频了么?
《自然》封面
【轩然大波】
fMRI软件bug让4万份脑研究成果付诸东流?
6月,一份《PNAS》上发表的论文引起轩然大波。
根据很多冠以“集群失败”的新闻标题,这份论文是一个毁灭性重磅炸弹,可以摧毁功能磁共振成像的整个领域。
“fMRI软件bug让15年的研究陷入问题” ——Wired
“fMRI软件的一个bug可能会让15年的大脑研究失效,兹事体大”—— ScienceAlert
“新研究表明成千上万的fMRI脑研究可能存在缺陷” ——Motherboard
这究竟是怎么一回事?真的兹事体大么?
【造物之力】
CRISPR-Cas9
CRISPR技术可以让人们拥有操控基因的全新手段。这是首次科学能够迅速并准确地改变、删除并且重新排列活的有机体的DNA,当然其中就包括我们人类。在过去的三年里,该技术已经改变了生物学方面的一些基础知识内容。
CRISPR-Cas9技术有两个组成部分。第一部分是一种被叫做Cas9的酶,它的功能是作为细胞的刀来切割DNA(在自然界中,细胞利用它来分离并剔除入侵病毒的遗传基因代码)。组成其的另一半则是一组能够精准地引导这把“刀”到指定核苷酸的向导RNA,而该核苷酸便是要被分离的DNA的化学键(研究人员很少在谈话中提及“Cas9”这个词,亦或是“CRISPR”所代表的不恰当术语:“成簇的、规律间隔的短回文重复序列”)。
这一向导RNA准确得可怕,科学家们可以添加一个人造的替代品到基因染色体的任意位置,即使这个染色体由数十亿个核苷酸组成。当它到达其目的地时,Cas9酶会剪去多余的DNA序列。为了修补其破损,细胞会插入已经在CRISPR包中释放的核苷酸链。
【不容忽视】
迷幻剂研究复兴
早在19世纪50年代,就有迷幻剂是否可以治疗精神健康障碍和上瘾方面的研究。不过由于上世纪50年代开始的药物滥用现象,迷幻剂一直被列为禁药,针对其治疗效果的研究直到最近几年才兴起。
大量已有研究表明,迷幻剂可以有效治疗抑郁症、焦虑症以及上瘾。迷幻剂的医药用途研究还处于初步阶段,且只有私人捐助者赞助,这多少减缓了人们探索它们如何影响我们的大脑。这一领域的研究也面临小样本和少量同行评审的问题。
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=h032113n6mr&width=500&height=375&auto=0
【重获新生】
机器学习与光遗传学的应用
植入在一位四肢瘫痪的男性体内的装置将从大脑发送信号至肌肉,允许患者的右臂和手腕重新获得部分运动能力,这项技术为大脑如何对损伤作出反应提供了新的见解。
两年前,来自俄亥俄州都柏林市的24岁青年伊恩·伯克哈特(Ian Burkhart)的脑中被植入一颗微芯片,当他和实验室里的设备连接起来时,便能够移动右手、手腕以及手指。以往的研究表明,大脑在脊髓损伤后经历“重组”——重新更换它的连接。但这一新的研究工作表明重组的程度可能小于预先设想。在此之前,这样的“神经旁路”在猴子身上实验过,大脑信号在人身上被解码后用于激活机械假肢,但这是首次有人可以重新激活自己的身体。
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=h1304l4t30t&width=500&height=375&auto=0
二月下旬,一位来自德州的盲人妇女接受首例基于光遗传学(optogenetics)的新兴技术的治疗。如果成功的话,她眼中的新感光细胞将使她重获光明。这位患者和其他人正被招募接受一项临床试验,他们都患有一种叫色素性视网膜炎的退变性疾病。这种疾病会让视网膜的感光细胞逐渐死去,这些细胞经由神经传递电信号至大脑。
该疗法使用光遗传学,一种结合基因疗法和光控从而精确控制神经的技术。患者眼中会生成某些神经细胞——被称为对光敏感的神经节细胞,患者的眼睛被注入携带光敏感藻类DNA的病毒。如果有效的话,细胞会像健康的视网膜视锥细胞和视杆细胞一样:发出电信号回应光的刺激,恢复部分视力。
【惊人潜力】
微型大脑
由于微型大脑变得更加容易创造,医生可以用这些模型更好地了解每个患者如何对药物反应,或者无需接触患者的实体大脑就了解他们的病况如何发展。医生可以提取病人细胞的样本,用它们培养几个微型大脑,并测试不同药物在这些大脑上的效果,看看患者对药物的反应。
此外,这些脑模型有助于解决个性化医疗目前面临的限制。当今很多个性化医疗研究聚焦于遗传信息,然而科学家们对基因标记和疾病或药物反应之间的关系知之甚少。我们已有的大部分信息来自测量某些基因标记和某些条件之间的关系而非原因的研究。另一方面,在实验室复制一个患者的器官让科学家有机会看到它究竟会如何对现状作出反应。
由一个高中生发明的微型大脑反应器SpinΩ。该仪器培养的微型大脑已被用来研究寨卡病毒如何干预正在发育的前脑。在4月21日的《细胞》杂志发表的一篇论文中,研究团队使用该微型生物反应器揭示寨卡病毒如何干预正在发育的前脑。他们指出,病毒在孕中期杀死神经干细胞并细化脑结构,造成小脑袋的发育,即众所周知的小头畸形。
【巨星陨落】
拳王阿里之死
几十年来,人们倾向于将阿里的命运归结为他的职业所致。帕金森症和持续的头部损伤正相关(和生活在郊区有关系,却和抽烟没有关系)。因此凭直觉就会认为是因为长期被强壮的对手重击头部导致了阿里的疾病。
造成他疾病的原因并非单一。他的症状同样也可能由其他因素引起。我们现在知道,治疗帕金森症就像用泰诺(扑热息痛药的一种)治疗头疼和脚踝扭伤一样。总有一天,帕金森综合征会被当做不同的病症理解,并采用不同的方案治疗。而笼统的帕金森症这个名称恐怕会在拳王穆罕默德这个名字之前被世人遗忘。
【流行狂热】
Pokémon GO
Pokemon Go热潮已经席卷全球。现在市面上也存在其他GPS类游戏,标志着混合现实游戏在全球范围内开始广受欢迎。很高兴地看到,它不像我们之前见到过的所有东西。但是如果潮流和趋势按照历史走向,Pokemon Go不会持续太久。尽管2016年美国的夏天可能属于Pokemon Go,但是很可能这样的情形最多能保持到今年年底。
【隐秘往事】
病人HM与已逝著名神经科学家
1953年,病人HM的实验性脑外科手术给他留下明显的失忆症。神经心理学家Suzanne Corkin花费数十载对HM进行后续研究,为我们理解记忆作出巨大贡献。
Corkin今年去世,但不久后记者Luke Dittrich出版的一本书声称Corkin掩埋了不便公开的发现,粉碎文件,并采取不道德的手段获得HM的同意。随后,200名神经科学家联名致信《纽约时报》提出抗议,认为这本书是“偏见和不公平的攻击。”Corkin所在的麻省理工学院声明,没有任何文件被粉碎,并声称所谓“掩埋的发现”被证明是难以区分的典型科学谣言。但是在Dittrich之后公布的录音里,Corkin说她已经粉碎了文件,伦理问题仍未解决。
Luke Dittrich正是HM的外孙。
来自美国康涅狄格州哈特福德的年轻人亨利·古斯塔夫·莫莱森(Henry Gustav Molaison)失去记忆。他的失忆症归因于高风险的“精神外科”手术,该手术旨在治疗自童年以来所患的衰弱性癫痫。手术试图移除导致痉挛的大脑的一部分,也就是大脑两侧海马区的前半部分和杏仁核的大部分组织。手术结果导致27岁的亨利失去存储和检索新记忆的能力。HM直到2008年去世。
HM手术后的第九年,当时还是研究生的Suzanne Corkin第一次采访了HM。在接下来的46年里,Corkin一直致力于研究记忆,尤其是通过HM探索人类记忆之谜。在Corkin结合案例研究和个人传记的回忆录中,她写道:
“一个有吸引力,温顺的人,具有敏锐的幽默感,他知道自己的记忆力差,也接受了命运......他希望研究发生在自己身上的情况,帮助别人过更好的生活。”
HM死后将自己的大脑捐献给麻省理工学院,它被切成2401块,存储在位于圣地亚哥的一个实验室里。
【直面恐惧】
恐怖袭击
法国尼斯7月14号发生的卡车袭击事件
布鲁塞尔机场
巴黎袭击后
在持续恐惧中的大脑处境糟糕。本应救你的本能停留在你的身体里,用腐蚀性的、可以损害健康的激素冲击你的身体系统,影响你思考的方式以及改变你的决策。而恐怖分子正指望这种效果。他们希望你每时每刻都充满恐惧,脑海里全是他们。他们会付诸所有行动来让这种情况发生。恐惧是恐怖主义行为根基的主要心理武器。正是这种恐惧,或者对未来恐怖行动的预期,能对我们的行为和思维产生严重影响。
Neuroscientists Develop AI-Based Method for Hacking Fear:http://t.cn/RfHf6Ln
Hacking the brain to overcome fear: http://www.nature.com/articles/s41562-016-0010) Deleting fears from the brain means you might never need to face them:http://newatlas.com/fears-brain-delete/46572/
Irene Rinaldi
最多转载
在我们的头脑中,性别是一种比种族和视觉特征更强、更根深蒂固的自动分类模式。
最有争议
半个多世纪以来,心理学家、语言学家、神经学家以及其他人类行为领域的专家都认为,人类大脑正是像电脑一样工作。把人类智能当做“信息处理”的比喻,不管是在普通人心中还是在科学界,都占据了主导地位。
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无尽的信息轰炸使我们变成躁狂的信息上瘾者。它使我支离破碎,也有可能会使你支离破碎。
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人们总是钟情于青少年时的音乐。比如父母们往往对流行歌曲头疼不已,却爱听10年前的热门金曲。近些年,心理学家和神经系统学家已经证实,这不仅是一种文化现象,也是一种神经系统的指令。因为从12岁至22岁的这段时间,正是你成为“你”的时间。从12至22岁,我们的大脑经历了迅疾的神经系统发育——在这段时间内我们所喜欢的音乐似乎与我们的脑叶永久地关联到了一起。
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我们生活在约会革命的初级阶段。在网络中,亲密关系的触手可及影响着它的质量。
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最佳科普
神经科学告诉我们,自由意志并不存在。如果社会越来越广泛地接受这个说法,自由意志信念的削弱会对文明产生极大冲击。当决定论甚嚣尘上,我们可能难以应对。但是否有这样一条路,既保留自由意志信念的鼓舞人心的力量,又保留来自决定论的富有同情心的理解?
最mind-blowing
当我们忙于日常生活时,往往会认为我们的知觉——视觉、听觉、触觉和味觉——是真实世界的准确写照。当然,当我们静下心来想一想,或者发现自己被知觉的假象迷惑时,我们震惊地发现自己从未直接感知世界,我们的大脑对世界是什么样作出最好的推测,对外部现实作出内部模拟。然而,我们信赖于模拟即合理的事实。如果不是这样,进化此刻不是已经淘汰我们了吗?真正的现实可能永远超出我们的理解,但可以肯定的是我们的感觉至少给了一个暗示。
最治愈
最值得了解的冷知识
每一天,我们都能接触到大量复杂的气味。当你走在纽约街头,你将闻到汽车尾气、垃圾、咖啡、烤披萨、鲜花、潮湿的土壤、清洗剂、甚至尿液的味道—充斥着某些街区的整个空间。最坏的就是这座城市本身散发出的恶臭,幸好,所有的气味交融在一起,渐渐使人难以察觉,只偶尔闻到一点美味的香气。我们分别居住在一个气味的世界,这些气味隐形在我们生活的大背景里,在我们能觉察到它们的范围边缘徘徊。
最有共鸣
科普作品读不懂?太简单的科普文章又觉得只是看了热闹?让科学变得更简单和有趣固然是不错的尝试,但我们也应当注意过度简化科学可能会带来隐患。科普作家们应该大胆地“反对过度简化科学”,并且相信读者的能力。而作为读者,想要有收获地阅读,就必须得懂点哲学,以及熟悉科学、谬误以及相关内容的文化及门类。
值得看的科幻
最长故事
手执铁夯,左眼紧闭,菲尼斯·盖奇的这幅肖像伴随着他的神秘故事一直流传至今,他是神经科学史上最有名的病人之一。一直以来,不管是在神经科学和心理学课程中,还是奇闻怪谈里,我们都会读到这样的故事:铁夯穿透盖奇的头颅,毁灭他的额叶,一个正直的工头沦为性情大变的流浪汉。然而最近的历史研究表明,盖奇可能在事故后恢复了正常的生活,他甚至在智利找到一份驾驶马车的工作。盖奇的真实故事不仅能告诉我们有关大脑与思维的关系,也为大脑可塑性提供了证据。
每代人都在自己的想象中重塑盖奇的形象,他的真实故事又是什么样?
最有启发
爱国主义是人类天生的情感。它是以群体形成和忠诚为目的一种更深层的潜意识动力的一部分。它无处不在:大到有着宗教信仰的国家里,小至一支足球队。群体纽带存在于我们的进化史中,以及天性中。最新的研究成果表明,促使我们爱国的因素就存在于我们的基因中。
大卫·伊格曼(David Eagleman)在其著作《隐藏的自我》(Incognito)(2011)中认为,社会即将遭遇以下滑坡。衡量大脑的缺陷已经为被告争取到法庭的宽大处理。随着科学的进步,越来越多的犯罪分子将逃脱法律的制裁,这都要归因于对他们进行神经生物学的精确分析。“目前,”伊格曼写道,“我们只能检测到稍大一点的肿瘤,但在100年内,我们将能够在极其微小的、与行为问题有关的微电路水平上监测模式。”从这个角度来看,责任在法庭中并无一席之地。将个人锁定在行动的基础之上也无意义了,因为行动总是与脑功能息息相关。
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