蒲慕明院士等推荐| 脑科学新书《从内向外解析大脑》

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脑科学好书推荐

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研究大脑如何工作，有没有一条正确的道路？沿着经验主义的传统，最常见的策略是实验者呈现刺激并研究其神经反应。这种“自外向内”的方法促进了整整一代大脑研究。但是，这真的是准确的吗？

从外向内 

                或是

                         从内向外......

何为从内向外

伊尔吉 · 布扎基（György Buzsáki）

现为纽约大学朗格尼医学中心比医学中心比格斯神经科学教授

布扎基教授展示了一个图景：大脑作为预测设备，通过行动和对行动后果的检验而与外在环境相互作用。设想我们的大脑最初充满了无意义的模式，如果不从行动引发的相互作用中摄取意义，这些模式就都是胡言乱语。通过与行动产生的后果相匹配，无意义的模式获取了意义。一旦经过了 行动和经验的“校准”,大脑就可以脱离感受器和致动器，并可以通过访问自身计算而考察“如果这样会怎样”之类的场景——这种过程称为认知。

看看下边这个例子或许能更清晰地了解其中奥秘。

（a）自外向内。呈现刺激（花朵），记录感觉皮层的反应（比如单个神经元的动作电位）。实验人员既了解刺激也知道神经响应，可以在刺激输入和神经活动之间建立起可靠的关系。然而，感觉皮层神经元“看”不到刺激。它们所能接受的只是动作电位——来自其他上游神经元的输入。

（b）自内向外。刺激可以通过与其他事物比较获得意义。除了来自视网膜的输入，感觉神经元收到的输入也有的来自运动皮层发起运动的神经元（称为“重传入”信号）。每当运动命令传递到眼球肌肉或手臂，感觉神经元都会得知这种输出（箭头）。通过移动眼球或用手移动花朵，视觉神经元可以得到关于花朵的“独立观点”。这些运动引发的信号是赋予刺激以意义的关键。

大脑并不处理信息  而是创造信息

《从内向外解析大脑》解释了为什么我们的大脑不是常被描绘成吸收信息的编码设备，而是相反，是寻求风险的探索者，总是控制着躯体去检验其假设。大脑并不处理信息，而是创造信息。

一本脑科学的高级科普书

▲ 《从内向外解析大脑》

●   本书作者布扎基教授直面神经生物学的基本目标：发现神经环路组织的原理，深入剖析以知识表征为中心的传统研究策略，提出了从内向外的研究框架。

●   作者从神经元的信息解读出发，探讨了神经元集群作为交流单元的作用，指出大脑作为自组织的系统，具备预先存在的环路联结和动态变化，能够产生行动并且通过伴随发放机制检视和预测这些行动的后果。进一步，自组织的神经活动实现内化，大脑从环境中脱离并且操控外部世界在想象中的模型，从而产生认知功能。

●   布扎基教授的讨论提供了一种极具思考乐趣和参照价值的体系，并为脑启发的人工智能研究提供了新的道路。

本书推荐人，中国科学院院士、美国科学院外籍院士，NSR主编，蒲慕明教授对本书也做了一些点评：

脑科学是21世纪最重要的生物科学前沿领域之一，已受到社会大众的普遍关注，市面上也出现了许多脑科学相关的科普书籍。我们可以将科普书籍大致分为两类：绝大多数是一类针对没有科学基础的一般读者，为了吸引读者的兴趣，科学内容大量为通俗而简化，有时不免失真甚至夸大化；另一类是针对有些科学基础的读者，对科学内容有较深入和准确的描述，能使有兴趣探索科学的读者、甚至外行的科学家对该领域有较深刻的认识。这种“高级”科普类的脑科学书籍在欧美国家已有不少，有些也有中译本出版，如科学出版社几年前出版的《大脑的未来》译本。本书应属近年来这类书籍中的佼佼者。

我与本书作者Uri Buzsáki有多年的交往；在我认识的众多欧美神经科学家中，他的研究工作有极高的创新性，他对各种事物都有些独特想法，与他聊天可说是没有一刻“无聊的时光（boring moment）”。这也充分反映在本书他的行文之中。Buzsáki早期的研究常因过于超前而未能及时受到重视，但是近年来他对空间感知和记忆的神经环路机制，以及各种大脑振荡波的功能研究已发挥了引领前沿的作用，几年前他获得脑科学的一个大奖（Brain Prize）正是他科研成就的体现。作为一位在实验室里仍极为活跃的科学家，Buzsáki仍愿意花大量的时间为一般读者写作出版本书，真是令人钦佩。

本书的一个特点是作者的博学，引用了许多相关的历史、哲学、数理、文化、宗教等领域的文献和书籍，给有兴趣进一步钻研的读者提供一些指向。另一个特点是加入了一些自传性的行文，描述了他探索大脑原理的心路历程。创新思维如何产生是神经科学的未解难题，我们如何能学习产生创新思维？我认为一个有效的途径就是多关注有创新性科学家的心路历程，他们在什么时候、什么环境产生出哪些创新思维？多年来Buzsaki在前沿神经科学领域做出许多创新的工作，他的创新能力来自何处？本书和他几年前出版的《大脑的节律》（Rhythm of the Brain）一书中都包含了一些似乎是琐碎的个人故事，但也许就是那些个人经历和故事，塑造了一个有创新思维的科学家。科学家写的科普书籍和传记已有很多，但很少能结合个人科研探索的主观心路历程与客观的科研论述，把亲身参与的重要科学发现和概念形成的来龙去脉仔细说清楚。James Watson的《双螺旋》（Double Helix）和Francis Crick 的《狂热的追求》（What Mad Pursuit）两本自传，就是最好的范例，也是理解创新思维来源的必读书。我希望科学界有更多科学家能像Buzsáki这样，为广大读者提供一些包含个人经历的科学论著，为培育下一代有创新性的科学家做点贡献。

蒲慕明

2022年3月

基本信息

著  （美）盖伊尔吉 · 布扎基（György Buzsáki）

译  尚春峰,李叶菲,李晟豪    

ISBN 9787030718679 

出版日期 2022年3月

定价 180.00元

开本 B5  

装帧：平装

 THE BRAIN

FROM INSIDE OUT

本书适用于......

1

神经科学研究感兴趣的高年级本科生、研究生。

2

想要对神经科学有全面了解的研究人员，以及其他背景下的广大读者。

获得更多学者推荐......

这本佳作向读者提出挑战，要求我们深入思考应当如何看待大脑研究中的探索路径。本书的主要观点在于，大脑是个自组织系统，大脑中预先存在的组织是为了发起行动并且评价和预测行动的后果。这和当代神经科学的主流观点是对立的，主流观点认为大脑的存在是为了表征世界、处理信息并决定如何响应。本书采用历史和科学的视角，用非凡的学术性和科学的严谨性展示了这种差别所带来的后果。脑科学与社会的对话正在迅速开展，我很高兴本书加入其中，相信它会出现在正要开展神经科学事业的年轻人的书桌上。

——马库斯·E. 赖希勒（Marcus E. Raichle）医学博士，圣路易斯华盛顿大学马林克罗特（Mallinckrodt）放射学研究所；

艾伦·A. 沃尔夫和依迪丝·L. 沃尔夫（Alan A. & Edith L. Wolff）杰出医学教授

《从内向外解析大脑》这本书是一段迷人的旅途，杰出的脑科学家带领我们探索当前时代最大的挑战：理解大脑的内在工作。布扎基的看法既是个人的也是我们共有的，他对驱动脑科学走到今天的关键假设和障碍做了详尽的观察。阅读起来十分畅快。

——艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西（Albert-Laszlo Barabasi） 理学博士，波士顿东北大学网络科学教授，著有《巴拉巴西成功定律》（The Formula）一书

《从内向外解析大脑》这本书中，盖伊尔吉·布扎基向我们展示了神经元活动的动态模式是如何主动生成有用的猜测而非被动表征外在世界的。布扎基是一位大师，他生动地揭示了我们关于大脑的知识，指明了我们还不了解的问题。

——特伦斯·J. 谢诺夫斯基（Terrence J. Sejnowski） 理学博士；

索尔克生物学研究所弗朗西斯·克里克（Franeis Crick）首席教授

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