科学好故事|大脑功能背后的复杂运作方式:界限越来越模糊


科学好故事|大脑功能背后的复杂运作方式:界限越来越模糊

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来源:quantamagazine
撰文:Jordana Cepelewicz
翻译:任天

科学好故事|大脑功能背后的复杂运作方式:界限越来越模糊

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神经科学家试图将不同类别的心理功能映射到大脑的特定区域 , 但最近的工作表明 , 这些区域的定义和边界是复杂的 , 而且与情境有关
我们熟悉的心智功能类别 , 例如感知、记忆和注意力等等 , 都反映了我们自身的经验 , 但这些功能却给我们认识大脑的工作方式带来了误导 , 现在研究人员在探索提出更具启发性的方法 , 来揭示大脑功能背后的运作方式 。
在某种意义上 , 神经科学家是大脑不同区域的制图师 , 负责定义它们的特征和活动 , 了解连接它们的回路和结构 , 并界定这些区域的边界 。 大脑前部 , 即我们的前额后面 , 便是前额皮质 , 被称为判断中枢 。 前额皮质的后面是运动皮层 , 负责计划和协调我们躯体的运动 。 颞叶位于大脑的侧面 , 对记忆和情绪处理至关重要 。 在这些区域上方是躯体感觉皮层;在它们后面是视觉皮层 。
神经科学研究人员不仅经常像地图绘制者那样描绘大脑及其功能 , 而且遵循的还是“老式的地图绘制方法” 。 “他们根据自己在心理、精神上或行为上的兴趣来对大脑进行分析” , 然后将这些功能分配给不同的神经元网络 , 这就好像它们是乐高积木 , 之间有着明确的界限 。
然而 , 边界分明的大脑“地图”不仅过于简化 , 而且还经常带来误导 。 100多年来 , 科学家们一直在寻找大脑中与思考、感觉、决策、记忆、运动和其他日常经验有关的区域界限 , 但一无所获 。 近年来的一系列神经学研究进一步证实 , 这些心智功能分类“无法给理解大脑的结构或工作方式提供良好的指导” 。
对于大脑的生理结构如何组织的问题 , 神经科学家普遍持有一致的意见:可以将大脑和神经元划分为特定的区域、网络和细胞类型 。 不过 , 当涉及到大脑可能正在执行的任务——如感知、记忆、注意力、情绪或动作等——时 , “事情就变得更加可疑了” 。
没有人质疑视觉皮层能使人看到事物 , 听觉皮层能使人听见声音 , 以及海马体对记忆至关重要 。 对这些区域的损伤都会损害我们的这些能力 , 研究人员也已经确定了这些区域潜在的运作机制 。 但事情并没有如此简单 。 举例来说 , 记忆也需要除海马体之外的大脑网络 , 而海马体被证明在记忆之外越来越多的认知过程中发挥着关键作用 。 有时候 , 区域重叠的程度太大 , 以至于功能标签开始失去其意义 。
有一种观点认为 , 不同心智类别之间存在某种强烈的并行机制 , 神经科学家试图以此来理解大脑和神经在心理事件中发挥的作用 , 但现在看这样的观点是错误的 。
虽然现有的框架曾带来许多重要的见解 , 但“它让我们陷入了某些相当令人窒息的研究陷阱中” 。 由此导致的结果也直接阻碍了神经和心理疾病治疗的发展 。
这就是为什么一些科学家认为 , 神经领域的核心概念可能需要修改——也许是彻底的修改——才能让我们真正理解大脑是如何工作的 。 在努力应对这一挑战的同时 , 他们开发了新的方法和框架 , 来探索有关大脑的问题 , 并给出了新的答案:就在近日 , 一种新的方法就揭示了记忆形成和代谢调节之间令人意想不到的联系 。 不过 , 即使一个新的框架能成功解释大脑的运作 , 一些研究人员仍然怀疑 , 这些成功是否会以我们失去与人类经验的联系为代价 。

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