《連接組：造就獨(dú)一無(wú)二的你》
作者: [美] 承現(xiàn)峻

序：最后的前沿

人的大腦組成不僅僅被基因組決定,，更被連接組決定?；蚪M代表先天因素,，從父母遺傳而來(lái)無(wú)法輕易改變；而連接組象征后天因素,，是經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)外界信息塑造后的大腦,。

引言

一個(gè)連接組不是一條連接，而是所有的連接,。

心靈和思維不同,，正是因?yàn)檫B接組之不同。

人的基因組是固定的（暫且不論表觀遺傳,，可參看推薦表觀遺傳學(xué)著作《遺傳的革命》）,，但大腦神經(jīng)的連接組在一生中始終改變（可參看尼古拉斯·卡爾《淺薄》）：

重新賦權(quán)：神經(jīng)元調(diào)整彼此之間連接強(qiáng)弱的比重
重新連接：創(chuàng)造新的突觸或者去掉突觸
重新連線：改變?cè)瓉?lái)連線的結(jié)構(gòu)
重新生成：新神經(jīng)元不斷產(chǎn)生，舊神經(jīng)元不斷死去,，使得連接重建
連接組理論不是宿命論,，認(rèn)為連接組可以由我們的行為和思維來(lái)塑造，我們無(wú)時(shí)無(wú)刻不在影響大腦的連接結(jié)構(gòu),。

總之：你不只是你的基因組,，你是你的連接組。

但還有種說(shuō)法：你是你所有神經(jīng)元的活動(dòng),。它更強(qiáng)調(diào)的是動(dòng)態(tài)的自我,，認(rèn)為僅僅研究一個(gè)靜態(tài)（死去后的）大腦其神經(jīng)元的連接模式是不夠的。不過(guò)這樣的說(shuō)法并不正確,，以為人既有動(dòng)態(tài)的、時(shí)刻在變的自我,，也有靜態(tài)的自我——穩(wěn)定的個(gè)性,，這就好比流動(dòng)的河水與穩(wěn)定的河床的關(guān)系，誰(shuí)也離不開(kāi)誰(shuí)。

但連接組太復(fù)雜了,，人大腦神經(jīng)的連接數(shù)量是人基因組的100萬(wàn)倍,。

第一部分 尺寸重要嗎,？

一 從天才到瘋子

早期顱相學(xué)認(rèn)為大腦越大的人智商越高,，但這只是統(tǒng)計(jì)學(xué)上的關(guān)系，并且大腦尺寸與智商高低的關(guān)系較弱,，無(wú)法適用到個(gè)體上,。

但它提出了一個(gè)有益的假說(shuō)：心智的差異,，是由于大腦的差異。

后來(lái)的顱相學(xué)將大腦分區(qū)定位,，每個(gè)皮層區(qū)域?qū)?yīng)不同的心智功能,，并且有很多病例可以應(yīng)證。甚至大腦兩個(gè)半球雖然如此相似,，但它們的功能是截然不同的,。

這表明心志功能確實(shí)是模塊化的。

后期顱相學(xué)認(rèn)為皮層不同區(qū)域的尺寸大小可以對(duì)應(yīng)某一心智功能的高低,，但依然和整體尺寸一樣,，相關(guān)性太弱，無(wú)法運(yùn)用到個(gè)體上,。

但研究發(fā)現(xiàn),，自閉癥患兒的大腦會(huì)更大，精神分裂者患者的大腦會(huì)更小,。

二 邊界爭(zhēng)端

心智鍛煉會(huì)使皮層組織增大,，就像身體鍛煉會(huì)使肌肉發(fā)達(dá)一樣，這說(shuō)明后天經(jīng)歷確實(shí)會(huì)引起大腦結(jié)構(gòu)的改變,，但相關(guān)性依然不強(qiáng),。

通過(guò)對(duì)腦損傷病人（中風(fēng)患者的恢復(fù)；切除小兒癲癇患者的半球,，他們?cè)谛g(shù)后都恢復(fù)得很好）的跟蹤研究,，發(fā)現(xiàn)受傷的大腦會(huì)重新規(guī)劃功能區(qū)域。這說(shuō)明實(shí)現(xiàn)某些功能的皮層受傷或切除后,，其他皮層替代了受損的區(qū)域,。

幻肢現(xiàn)象正是由于皮層的重新規(guī)劃而導(dǎo)致的：如某一肢體被截掉，它在皮層上的領(lǐng)地就會(huì)失去功能,，而其他領(lǐng)地會(huì)入侵它的地盤,。比如小臂被截掉，臉和大臂的領(lǐng)地會(huì)入侵,，從而刺激人的臉和大臂也能引起小臂的感覺(jué),。

不過(guò)普通學(xué)習(xí)引起大腦的重新規(guī)劃的理論，其相關(guān)性依然較弱。

心智水平幾乎不依賴于神經(jīng)元的數(shù)量,，而更依賴于它們的組織結(jié)構(gòu),。

心智功能廣泛地分布在整個(gè)皮層上，所有皮層都有潛力去負(fù)責(zé)其他功能,。這就像是一個(gè)工廠,，每個(gè)工人有自己的專門分工，但他們卻有同樣的潛力,。

fMRI（功能性磁共振成像）測(cè)量的是基于血樣水平的信號(hào),，圖像的“亮區(qū)”表明這個(gè)地方在一項(xiàng)任務(wù)中比在另一項(xiàng)任務(wù)中使用更多，而圖像的其他地方并不處于閑置狀態(tài),，因?yàn)槊糠鶊D像是由兩幅相似圖像相減得到的,，說(shuō)明其他地方活躍的情況類似，而只有這個(gè)地方活躍的情況發(fā)生改變,。

第二部分 連接主義

三 神經(jīng)元不孤單

每個(gè)神經(jīng)元都會(huì)同時(shí)與其他上千個(gè)神經(jīng)元連接,，形成緊密的網(wǎng)絡(luò)。

神經(jīng)元接觸的地方叫做突觸,，但兩個(gè)神經(jīng)元其實(shí)沒(méi)有真正接觸對(duì)方,。發(fā)送方的神經(jīng)元會(huì)分泌神經(jīng)遞質(zhì)（已發(fā)現(xiàn)一百多種神經(jīng)遞質(zhì)）給接收方神經(jīng)元，神經(jīng)遞質(zhì)就像是鑰匙,，有特定的分子結(jié)構(gòu),，而接收方神經(jīng)元的受體則有相應(yīng)的鎖孔，如果吻合就能激活,。

毒品會(huì)改變?nèi)说男闹?，正是因?yàn)槎酒返姆肿咏Y(jié)構(gòu)有可能與神經(jīng)遞質(zhì)很像。

這種化學(xué)信號(hào)的速度很慢,，但它們要穿過(guò)的距離極短——就是突觸間的那條窄縫,。

除了神經(jīng)元之間的化學(xué)信號(hào)之外，大腦里還有電信號(hào),，它們?cè)谏窠?jīng)元內(nèi)部傳遞,。

神經(jīng)元有兩種神經(jīng)突：樹(shù)突又短又粗，有很多分支,；軸突只有一條,，又長(zhǎng)又細(xì)。樹(shù)突是突觸的接收端,，而軸突是發(fā)送端,。

在一個(gè)神經(jīng)元內(nèi)部，電信號(hào)從樹(shù)突流向胞體,，進(jìn)而流向軸突,?；瘜W(xué)信號(hào)則從這個(gè)神經(jīng)元的軸突跨到下一個(gè)神經(jīng)元（外部）的樹(shù)突。以此類推,。突觸就是把一個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)換成化學(xué)信號(hào)，然后再把它轉(zhuǎn)換回電信號(hào),。

電信號(hào)不能直接傳到下一個(gè)神經(jīng)元,，它要被轉(zhuǎn)換成化學(xué)信號(hào)才能達(dá)到下一個(gè)神經(jīng)元。

但幾乎所有的突觸都是很弱的,，神經(jīng)遞質(zhì)的分泌不足以達(dá)到激發(fā)一個(gè)電鋒所需的水平,，但多個(gè)突觸聚合起來(lái)就能夠做到。這就像是投票,，當(dāng)總票數(shù)超過(guò)一個(gè)閾值,，軸突就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電鋒。

強(qiáng)突觸會(huì)造成大電流,，弱突觸造成小電流,，一個(gè)突觸的強(qiáng)度意味著它在神經(jīng)元決策過(guò)程中的投票權(quán)重。

還有興奮性突觸和抑制性突觸,，抑制性突觸會(huì)使電流流出神經(jīng)元,，阻止產(chǎn)生電鋒，甚至有些抑制性突觸非常強(qiáng),，能一票否決,。這種“贊同”和“反對(duì)”的機(jī)制也參與了神經(jīng)元決策的權(quán)重。

鎮(zhèn)靜劑的原理就是增強(qiáng)抑制性突觸的作用,。

但沒(méi)有電鋒產(chǎn)生是很關(guān)鍵的,，是大腦與只能換的必要要素，不會(huì)使得你的身體隨意觸發(fā)各種動(dòng)作,。有兩種機(jī)制可以阻止神經(jīng)元胡亂產(chǎn)生電鋒：提高出鋒閾值和增加突觸抑制,。

簡(jiǎn)單零件的組合可以變得很聰明，因此盡管神經(jīng)元如此簡(jiǎn)單,，但它組成的大腦卻如此高級(jí),。

但舉個(gè)例子，看到蛇的時(shí)候,，你的腿做出反應(yīng)而不是唾液,，但軸突沒(méi)有任何路由，而是把電鋒發(fā)送給所有的突觸,，它們?cè)趺醋龅街蛔屇愕耐葎?dòng)而不是其他地方動(dòng)呢,？電鋒只是一個(gè)脈沖，沒(méi)有攜帶要達(dá)到的地址,，這是個(gè)不解之謎,。

四 一路向下,，全是神經(jīng)元

心靈的整體性是幻象，自我的概念應(yīng)該總結(jié)為“我是群體”,。

一個(gè)神經(jīng)元可以對(duì)應(yīng)一種抽象的想法,，一個(gè)神經(jīng)元群體可以定義一個(gè)活動(dòng)模式，而可能的模式數(shù)則是巨大的,。因此如果能觀察到你所有的神經(jīng)元活動(dòng),，就能解碼出你的所思所想。

一個(gè)神經(jīng)元（整體的）檢測(cè)某個(gè)想法的過(guò)程,，是把這個(gè)想法視作一系列局部的組合,。局部可以不斷分解，最終會(huì)得到無(wú)法再分解的刺激——一些光點(diǎn),，這由最下層的神經(jīng)元檢測(cè),，沿著層級(jí)越向上，神經(jīng)元依次檢測(cè)越復(fù)雜的刺激,。

檢測(cè)整體的神經(jīng)元,，從檢測(cè)器局部的神經(jīng)元那里接受興奮性突觸；檢測(cè)局部的神經(jīng)元,，向檢測(cè)其整體的神經(jīng)元那里輸送興奮性突觸,。

這就是連接主意：既包括輸入，也包括輸出,。就像是科學(xué)新想法是建立在別人的舊想法上,，但科學(xué)活動(dòng)還包括讓其他人接受這個(gè)新想法。

神經(jīng)元會(huì)形成細(xì)胞結(jié)集,，里面的很多神經(jīng)元彼此有連接,。而細(xì)胞結(jié)集之間也會(huì)通過(guò)共通的神經(jīng)元有連接，這叫做重疊,。這種連接造成了聯(lián)想能力,，但重疊過(guò)多會(huì)造成回憶混亂，因此神經(jīng)元設(shè)有高激活閾值,，只有得到足夠的“贊成”才能激活,，但這也造成了會(huì)議的難度加大。

對(duì)于信息過(guò)載造成的記憶障礙可以如此解釋：

1,，每個(gè)神經(jīng)元可以對(duì)應(yīng)一種抽象想法,，

2，它們彼此連結(jié)成胞體,，當(dāng)一個(gè)神經(jīng)元激活時(shí)會(huì)同時(shí)激活胞體內(nèi)的其他神經(jīng)元,，形成聯(lián)想

3，胞體之間也由某一或某些神經(jīng)元互相連結(jié),，構(gòu)成彼此連結(jié)的胞群,，

4,，為了避免多個(gè)胞群被同時(shí)激活（造成記憶混亂），神經(jīng)元記憶系統(tǒng)設(shè)有激活閾值,。

但信息過(guò)載會(huì)造成胞群之間連接太緊,，沒(méi)有合適的閾值可以激活某一個(gè)胞群形成準(zhǔn)確的記憶。而激活過(guò)多胞群會(huì)導(dǎo)致記憶混亂,，無(wú)法激活胞群則導(dǎo)致回憶困難,。

總而言之，即使人有一千億個(gè)神經(jīng)元,，但儲(chǔ)存太多無(wú)用信息依然會(huì)造成記憶障礙。在這個(gè)信息過(guò)載的時(shí)代,，如果渴望什么都知道,，那么結(jié)果可能是什么都不知道。所以,，該適當(dāng)?shù)胤艞壞承〇|西,。

除了細(xì)胞結(jié)集還有突觸鏈的結(jié)構(gòu)，不同的是,，細(xì)胞結(jié)集中神經(jīng)活動(dòng)是雙向的,，但突觸鏈的神經(jīng)活動(dòng)有特定方向。

這些生理上的連接正是心理上的聯(lián)想的物質(zhì)基礎(chǔ),。

五 記憶的形成

神經(jīng)連接能夠穩(wěn)定地在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)保持形狀,，但又具有足夠的可塑性以供改變。

突觸可以增強(qiáng),，也可以減弱,，這叫重新賦權(quán)。突觸本身也可以新生或消失,，這叫重新連接,。這兩種類型的連接組變化貫穿我們的整個(gè)生命，記憶是通過(guò)新生突觸來(lái)存儲(chǔ)的,。

如果兩個(gè)神經(jīng)元反復(fù)地同時(shí)被激活,，它們之間的連接就會(huì)雙方向地增強(qiáng)。
如果兩個(gè)神經(jīng)元反復(fù)地相繼被激活,，從先被激活的那個(gè)神經(jīng)元通向后被激活的那個(gè)神經(jīng)元的連接就會(huì)但方向地增強(qiáng),。
當(dāng)一個(gè)神經(jīng)元反復(fù)解惑，而另一個(gè)神經(jīng)元卻不激活時(shí),，它們之間的連接將被削弱,。當(dāng)某些突觸增強(qiáng)，并消耗更多資源時(shí),，其他突觸因得不到資源而減弱——出于經(jīng)濟(jì)的目的,，大腦必須消滅那些無(wú)用的突觸,。
突觸的形成是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，神經(jīng)達(dá)爾文理論可以說(shuō)明：

1,，大腦內(nèi)隨機(jī)創(chuàng)建新生突觸

2,，根據(jù)上述三條激活的原則（適者生存），它們最終形成細(xì)胞結(jié)集或突觸鏈

因此突觸的創(chuàng)建雖然看起來(lái)是智慧的,，卻實(shí)際上是隨機(jī)形成的,，只是那些不被需要的都自然淘汰了。也就是說(shuō)在發(fā)育的早期,，連接是無(wú)選擇性的,，突觸的消滅過(guò)程改善了連接，使連接更加具有針對(duì)性,。

——一個(gè)新的突觸只有在對(duì)記憶有用的情況下才能存活,，這就是神經(jīng)達(dá)爾文主義。

持續(xù)的電鋒是短期記憶層——好比內(nèi)存,，而持久的連接則是長(zhǎng)期記憶層——好比硬盤,。硬盤的優(yōu)勢(shì)在于持久性，而內(nèi)存的信息則是可變的,、可以非常高速地修改,。

因此，神經(jīng)活動(dòng)假使停止,，連接組的長(zhǎng)期記憶不會(huì)受損,，但最近的信息卻會(huì)丟失。

一個(gè)由重新賦權(quán)（對(duì)應(yīng)短期記憶）來(lái)存儲(chǔ)的記憶,，可能會(huì)被進(jìn)一步固化,，改由連接（長(zhǎng)期記憶）來(lái)存儲(chǔ)。

（這似乎能來(lái)解釋為什么老年癡呆患者,，能記起久遠(yuǎn)的事,，卻記不得最近發(fā)生的事，因?yàn)楸还袒倪B接是持久的,，而他們的“內(nèi)存”出現(xiàn)了問(wèn)題）

第三部分 先天與后天

六 基因森林

基因強(qiáng)力地影響著生理特征與智力,，甚至性格。

大腦的發(fā)育分四個(gè)步驟：神經(jīng)元形成,，移動(dòng)到合適的位置,，伸展出分支，建立連接,。

雖然連接組的最終的整體形態(tài)是由基因決定的,，但具體的分支模式將在很大程度上是隨機(jī)的，而且受到環(huán)境條件的影響,，也即經(jīng)歷開(kāi)始參與塑造連接組,。

大腦在發(fā)育過(guò)程中會(huì)破壞連接,，即某些分支被修剪掉。這很重要,，因?yàn)椤皠?chuàng)造行為”包含創(chuàng)造和毀掉兩部分,，比如寫文章時(shí)，會(huì)先把所有想法全部寫出來(lái),，而寫作和編輯過(guò)程是在刪減,。完美并不是指沒(méi)有什么可加的，而是沒(méi)有什么能減的,。

突觸被消滅的主要驅(qū)動(dòng)力可能就是經(jīng)歷,，即突觸形成是基本隨機(jī)的，而消滅卻是由經(jīng)歷導(dǎo)致的,。大腦的關(guān)鍵在于組織結(jié)構(gòu),，而不是突觸數(shù)量。

七 更多潛力

一個(gè)區(qū)域的功能在很大程度上取決于它與其他區(qū)域之間的連線,，改變連線就可以改變功能。這也說(shuō)明一個(gè)皮層腦區(qū)具有學(xué)習(xí)任何功能的潛力,。

大腦是朝著經(jīng)濟(jì)性的方向進(jìn)化的,，因此各個(gè)區(qū)域之間的連線是有選擇性的，如果所有區(qū)域都和所有區(qū)域連線,，大腦不僅體積巨大,，也會(huì)消耗更多能量。

我們并不是簡(jiǎn)單地生來(lái)就有某種能力,，我們還必須從經(jīng)歷中學(xué)習(xí),，但這個(gè)過(guò)程是有黃金期的，一旦過(guò)了黃金期,，大腦就不再那么可塑了,。這種黃金期往往在人的幼年，而到成年時(shí)學(xué)習(xí)能力會(huì)下降,，這是因?yàn)槌赡甏竽X很難發(fā)生神經(jīng)元連接組的重新連線,。

不過(guò)也有實(shí)驗(yàn)表明，成年后大腦神經(jīng)短距離的重新生長(zhǎng)是有可能的,。對(duì)于黃金期的真相可能在二者之間：成年人無(wú)法重新連線并不正確,，但達(dá)不到嬰兒大腦的靈活性。

理論上,，可以通過(guò)人工方法,，操縱某些分子來(lái)促進(jìn)四個(gè)重新：重新賦權(quán)、重新連接,、重新連線和重新生成,。但它還受到經(jīng)歷的引導(dǎo),，因此更好的控制方法是在進(jìn)行分子操作的同時(shí)配合適當(dāng)?shù)膹?qiáng)化訓(xùn)練。

但連接組變化的四個(gè)“重新”真的與心智的變化有關(guān)嗎,？

第四部分 連接組學(xué)

八 眼見(jiàn)為實(shí)

科學(xué)史學(xué)家總是把榮耀賜予那些思想家及其突破性的概念,很少有人會(huì)為科學(xué)儀器的制造者歡呼,但他們的影響其實(shí)更為深遠(yuǎn).

為了看到連接組,，經(jīng)歷了以下幾個(gè)方法：

給大腦組織染色
電子顯微鏡，利用電子而不是光以產(chǎn)生更銳利的圖像
把大腦組織切成很多片,，組合成三維圖形
切片利用了鉆石刀,，另外會(huì)把大腦組織嵌入環(huán)氧樹(shù)脂，使它變成一個(gè)硬塑料塊,。

為了提升效率,，人們想到了兩個(gè)點(diǎn)子：

在切割樣品的同時(shí)對(duì)樣品的截面成像，而不是對(duì)切下來(lái)的薄片成像,，即把切片和成像集成到一起,。
切下的腦片立即被移動(dòng)的帶子粘住，然后自動(dòng)收集,。
還有一個(gè)設(shè)想是：掃描完一層后利用離子束將最上面幾納米的一層蒸發(fā)掉,。

1立方毫米的大腦組織就能得到1PB的圖像數(shù)據(jù)（10億張照片），整個(gè)鼠腦的數(shù)據(jù)量比此大一千倍,，而人腦比鼠腦再大一千倍,。

九 沿路追蹤

為了追蹤一條軸突或樹(shù)突的軌跡必須知道“連線”的走向，即分析圖像（對(duì)連續(xù)切片中神經(jīng)元斷面進(jìn)行追蹤）,，但分析圖像比得到圖像困難得多,，這催生了許多自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步。

人們分析秀麗隱桿線蟲的圖像花了十多年,，而手工重建1立方毫米的皮層需要一百萬(wàn)人年的工作量,，因此要實(shí)現(xiàn)圖像分析的自動(dòng)化。

但實(shí)際上,，計(jì)算機(jī)并不擅長(zhǎng)任何視覺(jué)工作,，計(jì)算機(jī)的缺陷在于：

不能巧妙地利用背景信息來(lái)進(jìn)行物體邊緣檢測(cè)
對(duì)于突觸的識(shí)別還無(wú)法精準(zhǔn)（就像計(jì)算機(jī)還無(wú)法精準(zhǔn)識(shí)別人臉一樣）
人類“看”的能力太強(qiáng)了，以至于人們沒(méi)意識(shí)到是絕對(duì)機(jī)器來(lái)說(shuō)多么困難,。

但“機(jī)器學(xué)習(xí)”可能成為突破,，不過(guò)在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，圖形粉筆不可能達(dá)到100%自動(dòng)化,。

除了人工智能外,，人們還提出了智能增強(qiáng)（IA）的理論，它甚至利用機(jī)器使人更聰明,。人工智能應(yīng)該是智能增強(qiáng)系統(tǒng)的一部分,，它處理掉容易的決策，然后把困難的部分留給人。通過(guò)人與計(jì)算機(jī)的合作而更高效地完成工作,。

尋找連接組的主要限制就是計(jì)算速度,，即連接組學(xué)得依靠計(jì)算機(jī)工業(yè)，但微處理器上晶體管數(shù)量的增幅在放緩,，摩爾定律可能即將失效,。

十 劃分

除了把大腦劃分成不同的區(qū)域外，我們還需要把它劃分成不同的神經(jīng)類型,，因?yàn)槊恳环N類型的神經(jīng)具有特定的,、不同的功能。

但在每個(gè)區(qū)域內(nèi),， 不同類型的神經(jīng)元是混雜在一起的,。因此，我們理想的劃分大腦的方法,，是劃分它的連接組,。

劃分連接組是根據(jù)神經(jīng)元的連接特性，如果兩個(gè)神經(jīng)元連接到相似的或類似的目標(biāo),，那么它們就被劃分到同一類,。因此劃分一個(gè)連接組，不但能告訴我們神經(jīng)元類型,，還能告訴我們它們是如何連接的,。

——一個(gè)神經(jīng)元的功能主要取決于它與其他神經(jīng)元的連接。連接是直接與功能相關(guān)的,，而形狀和位置卻只是間接的。

一個(gè)區(qū)域的損傷會(huì)損害相應(yīng)的功能,，而區(qū)域之間連接的損傷會(huì)損害多個(gè)區(qū)域合作的復(fù)雜功能,。

大多數(shù)心智功能都需要多個(gè)皮層腦區(qū)的合作，而大多數(shù)皮層腦區(qū)也會(huì)參與多種心智功能,。

十一 破譯

神經(jīng)科學(xué)家們推斷,，根據(jù)所有神經(jīng)元的電鋒，就能得到所有的感覺(jué)和想法,。我們也相信可以從連接組中讀取記憶,，首先要做的是了解連接組如何編碼信息，隨后才能解碼,。

記憶可以分為陳述式記憶（可以表達(dá)出的信息）和非陳述式記憶（內(nèi)隱的,，比如運(yùn)動(dòng)技能和習(xí)慣）。而動(dòng)物的內(nèi)隱式記憶的能力極強(qiáng),，試著從動(dòng)物的連接組中讀取這些記憶會(huì)是個(gè)不錯(cuò)的開(kāi)始,。

科學(xué)家們研究了珍珠鳥(niǎo)的鳴叫，這種鳥(niǎo)類負(fù)責(zé)其叫聲的神經(jīng)元發(fā)出的電鋒的模式每次都完全相同。那么研究各個(gè)神經(jīng)元發(fā)出電鋒的次序,，就可以讀取對(duì)于叫聲的記憶（內(nèi)隱式）了,。

但必須注意的是，我們提取的只是記憶過(guò)程中回放的活動(dòng)模式（電鋒次序）,，而不是記憶的內(nèi)容,。如果要讀取記憶的內(nèi)容，我們必須檢查每條神經(jīng)元到發(fā)聲肌肉的通路,，根據(jù)電鋒來(lái)再建發(fā)聲的具體內(nèi)容,。

這和預(yù)想中讀取人類記憶的方式一樣，因?yàn)槊總€(gè)神經(jīng)元都可以與一個(gè)特定的動(dòng)作或想法一一對(duì)應(yīng)起來(lái),，那么在人類描述其經(jīng)歷的同時(shí)測(cè)量電鋒活動(dòng)就可以記錄每個(gè)神經(jīng)元與現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系,，從而將記憶與現(xiàn)實(shí)意義結(jié)合起來(lái)。

十二 對(duì)比

盡管同卵雙胞胎會(huì)受到表觀遺傳的影響而使得他們的DNA序列發(fā)生微小變化,，但并不能未能全解釋后天的心智差異,，而連接主義者看來(lái)，這是因?yàn)樗麄兊倪B接組不同,。

連接組的不同會(huì)否導(dǎo)致“個(gè)性”不同呢,？但研究連接組難度太大，我們可以研究簡(jiǎn)化的連接組,，因?yàn)樗鼈兡芫幋a一些比個(gè)體記憶更一般化的心智屬性,，比如性格、數(shù)學(xué)能力乃至自閉癥,。

研究簡(jiǎn)化的連接組即是研究大腦的白質(zhì),。大腦外層的灰質(zhì)由神經(jīng)元的各個(gè)部分混合組成，而白質(zhì)則只包含軸突,，即白質(zhì)全是“連線”,，它們相對(duì)更寬、更少分支,，而且極長(zhǎng)。

另外軸突在離開(kāi)灰質(zhì)后會(huì)被髓磷脂包圍,，叫做“髓鞘化”,，這樣的話白質(zhì)中髓鞘化的軸突就比灰質(zhì)中沒(méi)有髓鞘化的軸突粗很多，用光學(xué)顯微鏡就可以觀察（較粗的切片和較低分辨率的圖像）,，追中白質(zhì)中的“連線”足以解出區(qū)域連接組,。

再另外，白質(zhì)內(nèi)的軸突會(huì)捆綁起來(lái)形成更粗的“纖維束”,，因此人們可以用擴(kuò)散磁共振成像來(lái)追蹤,。不過(guò)這些方法都有局限性,。

我們需要大量關(guān)于神經(jīng)連接的準(zhǔn)確而完整的信息，再?gòu)臄?shù)據(jù)中尋找規(guī)律和提出假設(shè),。

十三 改變

許多治療精神障礙的手段（手術(shù)或藥物）都有嚴(yán)重的副作用,。而根據(jù)精神障礙是由連接病理導(dǎo)致的，正確的療法就是建立正常的連接模式,，且大腦天然地會(huì)根據(jù)基因和一些分子（它們可以作為藥靶）引導(dǎo)四個(gè)重新,，來(lái)修復(fù)連接組，因此改變大腦的最好方法,，就是幫助它自己發(fā)生改變——合適的藥物加上康復(fù)訓(xùn)練,。

我們首先考慮的是預(yù)防，即將神經(jīng)元的損傷降至最低,，緩解它們的死亡,，以及盡早做出診斷。

第二個(gè)是修復(fù)它,，可以通過(guò)兩個(gè)方法：

受損本身會(huì)激活成年人大腦的再生過(guò)程,，“室下區(qū)”產(chǎn)生神經(jīng)母細(xì)胞，并遷移往受損的區(qū)域,，研究者們正開(kāi)發(fā)人工方法去促進(jìn)整個(gè)過(guò)程,。
直接把新的神經(jīng)元移植到受損的區(qū)域，即人工培養(yǎng)神經(jīng)元,。比如干細(xì)胞分化（體細(xì)胞也可以被逆轉(zhuǎn)成干細(xì)胞,，獲得全能性，在推薦表觀遺傳學(xué)著作《遺傳的革命》這本書里有詳細(xì)描述）,。
無(wú)論是自然產(chǎn)生,，還是人工移植，都要想辦法促使新的神經(jīng)元融入連接組,。

人類文明的發(fā)展,，在追求三種控制：世界（原子），肉體（基因組）,，心靈（連接組）。

第五部分 超級(jí)人類

十四 冷凍還是腌制,？

亞利桑那州的阿爾科生命延續(xù)基金會(huì)通過(guò)液態(tài)氮將遺體無(wú)限制地保存在零下196攝氏度（保留軀體20萬(wàn)美元,，只保留腦袋8萬(wàn)美元），以期待未來(lái)科技將他們重新活化,。

這種人體冷凍術(shù)顯然意味著人類逐漸接受機(jī)械論,，但至今人們無(wú)法證明身體和大腦都是機(jī)器。

20世紀(jì)70年代,，英美開(kāi)始研究對(duì)死亡的判定,，英國(guó)認(rèn)為腦干死亡即是死亡，而美國(guó)則加了新的標(biāo)準(zhǔn)：整個(gè)大腦死亡，包括腦干,。

腦干對(duì)呼吸和意識(shí)起著關(guān)鍵作用,，如果沒(méi)有腦干患者無(wú)法恢復(fù)意識(shí)。

不過(guò)也許人的記憶,、個(gè)性和智力仍然完好地保存在端腦,，如果給死亡的腦干注入新神經(jīng)元，使其修復(fù)損傷,，患者有可能重新恢復(fù)意識(shí),。

本書中作者對(duì)死亡的本質(zhì)定義是：死亡就是連接組的解構(gòu)。它的死亡意味著真正不可逆轉(zhuǎn)的失能,。它的死亡只與突觸和“連線”的完整性有關(guān),。

阿爾科會(huì)員們冷凍的大腦能否活化，關(guān)鍵在于其連接組是否未損壞?，F(xiàn)在看來(lái),，死亡后大腦缺氧和冷凍下，突觸依然完好（但突觸強(qiáng)度的信息恐怕難以恢復(fù)）,，但軸突和樹(shù)突難以判斷,。

另一種保存大腦或身體的方法叫做生物塑化，目的是保持細(xì)胞內(nèi)所有細(xì)節(jié)都不變（包括單個(gè)突出的結(jié)構(gòu)）,。其步驟是：

將固化劑（比如甲醛）送到每個(gè)細(xì)胞,，強(qiáng)化后使細(xì)胞結(jié)構(gòu)不會(huì)解體。
用乙醇替換出大腦的水分,，再用環(huán)氧樹(shù)脂替換出乙醇,，然后放入烤箱使其變硬。
生物塑化不必像冷凍術(shù)那樣持續(xù)供給液氮,，但目前只能用于很小塊的大腦,，從未有人成功保存整個(gè)大腦，并保持連接組完整,。

塑化的大腦如何恢復(fù),？有人認(rèn)為可以在分析切片后解出連接組，并在計(jì)算機(jī)內(nèi)模擬本人,。

十五 另存為……

有些計(jì)算機(jī)迷們希望完全拋棄肉體,，讓思維與計(jì)算機(jī)融為一體，以計(jì)算機(jī)模擬的形式生存,。

隨著計(jì)算機(jī)游戲的發(fā)展,，已經(jīng)證明了計(jì)算機(jī)可以模擬物理世界，為什么不能模擬思維呢,？

這就是思維上傳,，我們甚至可以靠備份而永生,。但目前只有一種不太靠譜的假設(shè)方法：模擬你的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電信號(hào)，但這需要先解出你的連接組（或許必須先損壞你的大腦）,。

做這種“桶中人”的全腦模擬,，模擬輸入和輸出相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)榇竽X和外部世界的連接數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于大腦內(nèi)部,，大腦中只有極少數(shù)的神經(jīng)元在與外部世界對(duì)話,，其余的都是互相對(duì)話。

而如果無(wú)法區(qū)分現(xiàn)實(shí)和模擬,，那么上傳就是成功的,。有許多科學(xué)家甚至認(rèn)為我們的整個(gè)宇宙都是一套模擬程序。

不過(guò)也許上傳后的你只是一具僵尸,，沒(méi)有主觀感受（涉及意識(shí)學(xué)領(lǐng)域的難問(wèn)題,，可參見(jiàn)對(duì)話意識(shí) (豆瓣)）。甚至在現(xiàn)實(shí)中我也可以說(shuō)你是僵尸,，因?yàn)闆](méi)有人能直接感受到他人的感受,。

不過(guò)作者認(rèn)為大腦模擬如果足夠逼真，那就是有意識(shí)的,。問(wèn)題在于究竟能夠做到多逼真,？

真正的神經(jīng)元有很多復(fù)雜的地方，是簡(jiǎn)單的模型無(wú)法體現(xiàn)的,，一個(gè)神經(jīng)元本身,，就是一個(gè)小世界。每個(gè)神經(jīng)元的行為都是獨(dú)特的,，因?yàn)樗鼈兙哂胁煌碾x子通道配置,。我們?cè)趺茨M無(wú)數(shù)種神經(jīng)元呢？

不過(guò)我們可以根據(jù)神經(jīng)元的位置和形狀,，將它們歸于若干類型,，而同類型的神經(jīng)元的離子通道有著相同的分布，因此神經(jīng)元的多樣性其實(shí)是有限的,。同一類型的神經(jīng)元都適用于同一個(gè)模型,，給每種神經(jīng)元類型都建模之后，就可以開(kāi)始模擬大腦了,。

但是我們目前還沒(méi)有解出過(guò)皮層的連接組,，所以不知道如何連接這些神經(jīng)元模型。

大腦模擬還應(yīng)該包含一個(gè)非常重要的連接組特性：改變,。即通過(guò)重新賦權(quán)存儲(chǔ)新的記憶或?qū)W習(xí)新的技能,。而重新連接,、重新連線和重新生成也足夠重要,。

不過(guò)神經(jīng)元的有些交互是不受突觸限制的,，比如神經(jīng)遞質(zhì)分子可能會(huì)從突觸逸出擴(kuò)散到遠(yuǎn)處的神經(jīng)元。這樣我們要實(shí)現(xiàn)模擬,，必須針對(duì)大腦中所有的原子,。但這會(huì)是天文數(shù)字的計(jì)算量。

在過(guò)去幾個(gè)世紀(jì)里,，科學(xué)動(dòng)搖了我們對(duì)靈魂的信仰,，物理學(xué)家認(rèn)為人是一堆原子（唯物論），生物學(xué)家和神經(jīng)科學(xué)家又說(shuō)人是一臺(tái)機(jī)器（機(jī)械論）,。然而計(jì)算機(jī)科學(xué)家和思維上傳者們相信人是一堆信息（你不是你的原子,，而是這些原子組成的模式，你也不是你的神經(jīng)元,，而是這些神經(jīng)元連接的模式,。模式屬于抽象的信息世界，而不是實(shí)體的物質(zhì)世界,。）,，信息就是新靈魂，因此“自我”是基于一種非物質(zhì)的存在,。但靈魂被認(rèn)為是不朽的,，信息卻可能永久丟失。因此不朽就是試圖保存信息,，有人通過(guò)生育保存他們的DNA信息,，有人通過(guò)寫書保存自己的（謎因）信息，而人體冷凍和思維上傳的目的都是把大腦中的信息保存下來(lái),。

這種趨勢(shì)可被稱為超人類主義,，主張不必坐等緩慢的達(dá)爾文式進(jìn)化，而通過(guò)技術(shù)改造自己的身體和大腦,，甚至轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)中生活,。這實(shí)際上是啟蒙運(yùn)動(dòng)思想的一個(gè)必然而合理的延展，即對(duì)人類理性的贊美,。

然而這種科學(xué)化的世界觀會(huì)讓人喪失意義感,，因?yàn)橛钪嬖绞秋@得被理解了，那么就越是顯得沒(méi)有意義,。不過(guò)隨著哥德?tīng)栕C明數(shù)學(xué)是不完備的,，量子物理學(xué)發(fā)現(xiàn)有些事情是完全隨機(jī)的，理性受到了挫敗,。超人類主義已經(jīng)不再相信理性能夠回答所有的問(wèn)題,，但他們依然相信理性的力量，試圖源源不斷地創(chuàng)造出更先進(jìn)的科技,。

圣經(jīng)說(shuō),，上帝按自己的形象創(chuàng)造了人類,。費(fèi)爾巴哈說(shuō)，人類按自己的形象創(chuàng)造了上帝,。超人類主義者說(shuō),，人類終將把自己改造成為上帝。