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《脑机穿越》读后感摘抄

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《脑机穿越》读后感摘抄
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《脑机穿越》是一部关于科技与人类关系的小说。主人公通过脑机接口实现了穿越时空的能力,展现了人类对未来世界的探索和想象。小说通过引人深思的情节和细腻的描写,让读者思考人类与科技的关系,引发了对未来发展的思考和探讨。

脑机穿越读后感第一篇

很不错的一本书,我原以为这个书和《未来呼啸而来》一样,是湛庐文化堆出来的一个TED演讲科普,机缘巧合看了之后,发现完全不一样,整本书逻辑清楚,条理明白,这位大拿概述了自己在这个行业里几十年的研究经历,整个研究前沿的发展写的非常清楚,值得一看的好书~

对脑机接口感兴趣的值得一看,清楚明白~

脑机穿越读后感第二篇

惊了怎么短评又写超字数了。

从湛庐一书一课听的,觉得特别高端特别厉害,就搜了书看了序和简介。作者文笔特别好,生动形象,读起来有一种浩瀚宇宙下的澎湃之情。

这本书讲的是作者的研究:大脑通过电缆和机器相连,可以用意志操纵外部物体运动。这将带来以下可能:

1.残疾人士重新取得身体部位的掌管权;

2.脑联网有望带给我们如黑客帝国和阿凡达那样的进入虚拟世界的可能;

3.像哈利波特那样施展“无杖魔法”。

未来世界真是让人期待啊。

另外一点有感是,搞学术的要diss不同阵营的人,可谓是十步杀一人,千里不留行啊。用词犀利,言之凿凿,鄙视之情溢于言表,令人信服啊。

脑机穿越读后感第三篇

《脑机穿越》作者米格尔是脑科学家。他学术生涯起源于在大学里听到生物学老师深夜播放的《帕西法尔》序曲~《晚祷》,米格尔的信念是“音乐和科学方法代表了人类思维无尽辛劳与痛苦最令人震惊的副产品”,也开启了他的脑科学研究。

我们的想法就是大脑神经元演奏的音乐。我们的大脑就像交响乐,每一个神经元都发出自己的声音,最后组合成为乐章。我们所感受到的世界,是神经元收集身体和周遭信息后编织成的观点、爱、偏见。何帆曾经说过,“理智是情感的辩护律师”。我们对世界的认知,来源于大脑为我们创造的虚拟现实,每个人都面对不同的事实。

增强神经元可以维持大脑的活力。一是冥想。冥想让人的大脑负责注意力、排除干扰、控制冲动的区域之间增加了许多类神经元。二是终身学习。大脑的髓鞘质在50岁之前持续增加,因此刻意练习可以延缓认知能力的下降。信息量的输入使得灰细胞之间的神经元有更多的机会连接在一起,令人可以融会贯通。

虚拟工具拓展我们的神经元。每个人的大脑会将新使用的工具纳入身体图式,适时调整自我感和相关的感觉,体现了可塑性原则。米格尔对“幻肢”现象进行了实验,发现视觉错觉可以纠正触觉的错觉,因此可以通过科学的方法实现脑电波对机械的控制。2014年的巴西世界杯上,截瘫青年朱里亚诺穿着米格尔研发的“机械战甲”,为世界杯开出第一球。人类的大脑开始和机器发生互联。当大脑连接到网络时,阿凡达的世界似乎触手可及。

音乐是人类思考的一种表达

脑机穿越读后感第四篇

欲抑先扬,首先要肯定本书的原作者及原著都是非常出色的。

本书对于脑机接口的研究和理论发展历史介绍的非常详尽,从最早的“颅相学”到当今最先进的脑机接口技术,作者本人作为这个领域内的专业人士和领军人物,详细讲述了人类对大脑的研究曲折而又令人肃然起敬的研究历程,其中有详实的数据图表,也有感人的奉献精神(作者的导师在自己身患ALS的最后几年,虽然深知相关研究的进度距离实用还很遥远,对他本人来说并无帮助,仍然满怀兴趣的跟进相关的实验,他的志趣在于相关领域的进步和对未来身患同类疾病的其他病人的可能的帮助),此外,作者的言语不乏幽默,给这本对于外行来说稍显深奥的书带来许多轻松而不跑题的插曲。

接下来,要说一说看这本书遇到的困惑:读的时候,第6章第1小节的标题写到“奥罗拉,第一位人类受训者”,自然,所有读者和我一样,会认为奥罗拉是一位女性人类,本小节的内容似乎也印证了这种猜测,提到类似“合作研究者”、“中年工作者”等字样,还提到“她没有可以沾沾自喜的科学论文”等等。

但是随着相关章节和故事的展开,这位“黄金女孩”的相关内容越来越让人迷惑,比如说“她大发脾气时,层试图抓伤一位同事”。在第六章结尾的时候,描述奥罗拉向摄像头调皮的眨了眨眼,但两名作者的同事却坚持认为这不可能,一个人类女孩冲摄像头眨眼是因为她明白有人通过摄像头可以看到她,这有何奇怪呢?除非奥罗拉并不具备摄像头的相关知识。

更加明显的证据出现在152页中描述的内容,提到“奥罗拉主动克制了自己的身体运动,只靠思想来完成她的“丰功伟绩”。” 然后下一句马上说“非人类的灵长类动物能够自发的选择让包含运动意愿的大脑活动与把这些意愿变为真实肌肉动作的转化过程脱开关系”,所以显然这里奥罗拉的非人类灵长动物身份呼之欲出。

每一次遇到奥罗拉的描述时,都令我十分困惑,一次又一次翻回第六章开头,审视那个如此肯定的标题“奥罗拉,第一位人类受训者”。我开始在网上尝试搜索相关的内容是否有人质疑,终于,在我购买本书的亚马逊网站上,找到了一位和我持同样怀疑的读者,他比我更进一步,购买了本书的英文原版,进行了对比,结果发现这个令人迷惑的小节标题是译者的自由发挥,此外,这位点评者还对照原文例举了本书其他部分翻译的不严谨的地方。

我承认作者为了幽默或是为了表达对动物被试的尊重,在描述奥罗拉的时候,用了很多拟人的手法,译者不了解情况而理解错误我也并不觉得算是大错,然而凭着自己并不一定准确的理解,擅自增加小节标题,真的让我对本书的翻译水准十分不满,毕竟,信雅达的标准中,信才是最基本的要求,不是么?

所以,为了广大喜欢本书的书友不会和我一样,为了奥罗拉的身份百思不得其解,我写下这篇评论,并且不惜剧透,在题目上就说明奥罗拉的身份并非人类,希望能对大家的阅读有所帮助。

最后,我想说明的是,其实奥罗拉是否是人类都不能抹杀她对相关实验的重要贡献,请允许我向所有为了科学和真理奉献了青春、汗水甚至生命的动物(包括灵长类、人科、人属、智人种的所有科学家和被试们)致以最崇高的敬意,正是你们的牺牲,让我们向着世界的真实不断前进!

脑机穿越读后感第五篇

人工智能经过长足的发展已经取得了初步的成果。在今天,我们可以感受到人工智能的存在,惊叹人工智能的先进,同时也对人工智能的未来感到担忧!1997年,IBM机器人“深蓝”战胜了国际象棋大师卡斯帕罗夫;2016年,微软机器人“Alphago”打败韩国著名棋手李世石,引全世界关注。甚至有人说,机器人已经比人更聪明了!但是,早在20世纪后半叶,著名的科幻小说作家阿西莫夫就提出机器人的三大定律,而机器人发展到一定程度以后,就会超出三大定律,占领世界,统治人类。而现实中,人工智能确实逐步占领了一些重复劳动、技术含量低的工作,抢了许多人的工作。人们心存忧虑,担心在未来人工智能会危及人类自身的安全。 在这样的背景之下,《人工智能的未来》的作者尼可莱利斯提出一个解决办法:人脑和机器实现融合,也就是说,通过技术手段,改造人脑,进化出“超人类”,人类自身具有机器和人的双重属性!人与机器已经融为一体,那么人工智能和人类之间的冲突自然就不存在了。 然而,这种想法虽然听起来非常美妙,但是要实践起来却非常之难。因为人类几千年来一直在探索生命的奥秘,但是到目前为止,却还没有完全弄清楚人类智慧的来源!但是弄清人脑的运行机制是实现人工智能的未来的前提和基础!因此,认识自己,研究人脑是亟需解决的任务! 在《人工智能的未来》中,库兹维尔提出人脑的新皮质层是人脑的核心。如果把人脑比作电脑,那么新皮质层就是电脑的CPU。对新皮质层进行研究,德国神经生理学家科比尼克*布罗德曼将大脑进行分区,划分为额叶、顶叶、颞叶、枕叶以及边缘系统等区块,分别控制人类的感知、语言、运动、情感、意识等活动。库兹维尔在这一模型的基础上,借鉴美国神经科学家弗农*蒙卡斯尔对“皮质柱”的研究成果,提出了自己的皮质理论。库兹维尔反对科学界的普遍看法,即“神经元是大脑新皮质学习的基本单元”,相反,他提出“皮质柱是大脑新皮质学习的基本单元”。 库兹维尔将皮质柱称为“模式”,并且对人类智慧的发展起到至关重要的作用。根据粗略估算,正常的成年人大脑有300亿个神经元,而每个皮质柱是大约100个神经元的集合,因此,大脑新皮质层大约共3亿个模式识别器。他认为,如果人类处理信息的方式进行可视化处理,那么我们可以看到人类信息流的结构是“层级结构”。例如,一个孩子在学习走路的过程,会无数次与地面接触,而每一次接触的体验,他都会按顺序存储起来。这些经验作为功能列表存储起来以后,他下一次再碰到类似的情况,就可以快速调动这些数据,学会绕过碎石头等障碍物,成功实现目标。虽然库兹维尔的理论可以很好解释外界感知对心理活动的影响的内在机理,但是却不能为生物信号、电信号在层级模型中转换提供很好的解释。如何将痛心的眼泪、伤心欲绝的眼神与微小的分子水平的变化联系起来?这是脑科学中非常高深的问题。 库兹维尔认为人类一出生就已经掌握了许多技能,例如呼吸、吮吸等等。这是因为刚出生的婴儿有100亿个左右的神经元,它们存储着智人时期就已经学习到的模式。库兹维尔将智人时期的大脑称为旧脑。库兹维尔认为,旧脑负责处理记忆、动作协调、嗅觉和视觉等感知系统,以及与新皮质保持联系;而新脑负责处理语言、运动、空间、推理和知觉等高级功能。旧脑为人类提供了生存必要的技能,是新脑发展的基础,但是新脑才能让人类发展出处理高级复杂问题的技能。 在此基础上,库兹维尔认为计算机技术能够发展出“非生物性大脑新皮质”,与人类的“大脑新皮质层”联系起来,从而实现人脑与计算机的融合。拥有“非生物性大脑新皮质层”的人类智慧将爆炸式的发展,称为全新的“超人类”。 我们且不论库兹维尔的假设从技术上是否可以实现,从伦理上看,这种“超人类”究竟还是不是人呢?历史上,关于人的自由意志问题、身心问题、意识问题的讨论经久不息,但是到如今尚未对人下一个清晰的定义。所以“超人类”究竟是机器还是人呢?这将会是一问题。

脑机穿越读后感第六篇

在古希腊的德尔菲神庙正殿上,赫然刻着“认识你自己”的希腊文。拉斐尔神庙供奉着希腊最聪明的神——“太阳神”。可见,认识你自己被最聪明的神当作头等智慧。然而,人的一切感官几乎都是向外的,要想认识自己真是难于上青天!《人工智能的未来》这本书可以为我们认识自己提供一个出口。

人工智能经过长足的发展已经取得了初步的成果。在今天,我们可以感受到人工智能的存在,惊叹人工智能的先进,同时也对人工智能的未来感到担忧!1997年,IBM机器人“深蓝”战胜了国际象棋大师卡斯帕罗夫;2016年,微软机器人“Alphago”打败韩国著名棋手李世石,引全世界关注。甚至有人说,机器人已经比人更聪明了!但是,早在20世纪后半叶,著名的科幻小说作家阿西莫夫就提出机器人的三大定律,而机器人发展到一定程度以后,就会超出三大定律,占领世界,统治人类。而现实中,人工智能确实逐步占领了一些重复劳动、技术含量低的工作,抢了许多人的工作。人们心存忧虑,担心在未来人工智能会危及人类自身的安全。

在这样的背景之下,《人工智能的未来》的作者尼可莱利斯提出一个解决办法:人脑和机器实现融合,也就是说,通过技术手段,改造人脑,进化出“超人类”,人类自身具有机器和人的双重属性!人与机器已经融为一体,那么人工智能和人类之间的冲突自然就不存在了。

然而,这种想法虽然听起来非常美妙,但是要实践起来却非常之难。因为人类几千年来一直在探索生命的奥秘,但是到目前为止,却还没有完全弄清楚人类智慧的来源!但是弄清人脑的运行机制是实现人工智能的未来的前提和基础!因此,认识自己,研究人脑是亟需解决的任务!

在《人工智能的未来》中,库兹维尔提出人脑的新皮质层是人脑的核心。如果把人脑比作电脑,那么新皮质层就是电脑的CPU。对新皮质层进行研究,德国神经生理学家科比尼克*布罗德曼将大脑进行分区,划分为额叶、顶叶、颞叶、枕叶以及边缘系统等区块,分别控制人类的感知、语言、运动、情感、意识等活动。库兹维尔在这一模型的基础上,借鉴美国神经科学家弗农*蒙卡斯尔对“皮质柱”的研究成果,提出了自己的皮质理论。库兹维尔反对科学界的普遍看法,即“神经元是大脑新皮质学习的基本单元”,相反,他提出“皮质柱是大脑新皮质学习的基本单元”。

库兹维尔将皮质柱称为“模式”,并且对人类智慧的发展起到至关重要的作用。根据粗略估算,正常的成年人大脑有300亿个神经元,而每个皮质柱是大约100个神经元的集合,因此,大脑新皮质层大约共3亿个模式识别器。他认为,如果人类处理信息的方式进行可视化处理,那么我们可以看到人类信息流的结构是“层级结构”。例如,一个孩子在学习走路的过程,会无数次与地面接触,而每一次接触的体验,他都会按顺序存储起来。这些经验作为功能列表存储起来以后,他下一次再碰到类似的情况,就可以快速调动这些数据,学会绕过碎石头等障碍物,成功实现目标。虽然库兹维尔的理论可以很好解释外界感知对心理活动的影响的内在机理,但是却不能为生物信号、电信号在层级模型中转换提供很好的解释。如何将痛心的眼泪、伤心欲绝的眼神与微小的分子水平的变化联系起来?这是脑科学中非常高深的问题。

库兹维尔认为人类一出生就已经掌握了许多技能,例如呼吸、吮吸等等。这是因为刚出生的婴儿有100亿个左右的神经元,它们存储着智人时期就已经学习到的模式。库兹维尔将智人时期的大脑称为旧脑。库兹维尔认为,旧脑负责处理记忆、动作协调、嗅觉和视觉等感知系统,以及与新皮质保持联系;而新脑负责处理语言、运动、空间、推理和知觉等高级功能。旧脑为人类提供了生存必要的技能,是新脑发展的基础,但是新脑才能让人类发展出处理高级复杂问题的技能。

在此基础上,库兹维尔认为计算机技术能够发展出“非生物性大脑新皮质”,与人类的“大脑新皮质层”联系起来,从而实现人脑与计算机的融合。拥有“非生物性大脑新皮质层”的人类智慧将爆炸式的发展,称为全新的“超人类”。

我们且不论库兹维尔的假设从技术上是否可以实现,从伦理上看,这种“超人类”究竟还是不是人呢?历史上,关于人的自由意志问题、身心问题、意识问题的讨论经久不息,但是到如今尚未对人下一个清晰的定义。所以“超人类”究竟是机器还是人呢?这将会是一问题。

脑机穿越读后感第七篇

这是美国杜克大学医学院神经生物学教授米格尔*尼科莱利斯站在脑与科技结合这个崭新角度,运用清晰的科学解释、现实的预测以及幽默而热情的语言探索了这 个迷人领域的方方面面。

从本质上说,人类本性的所有表达方式,从洞穴人的绘画,到莫扎特的交响乐,再到爱因斯坦的宇宙观,来源都是相同的,都来自相互连接的无数神经元不间断的、充满活力的劳作。对大多数系统神经生理学家来说,终极追求是破解产生丰富人类行为的神经生物放电的生理机制。过去200年中,局部论者(不同功能是有高度专门化,相互区隔的神经系统产生)和分布论者(分布在各个脑区的多任务神经元群体)都将大脑皮层作为无休止的争论。大脑的基本功能:通过被称为体内平衡的全面生理过程,保持身体正常运转;建立并存储有关外部世界、生活以及两者间不断交汇的非常详实的过程;主动、不间断地探索周围环境,寻找检验和更新这些内部模型的新信息。其中包括从经验中学习,预测未来事件以及结果,产生对结果、代价和收益的预期。

了解人类思想最恰当的方法是研究神经元动态的相互作用背后的生理原则(涉及大脑回路)。 科学的发展经过一系列曲折探索。20世纪初的神经元网络争论,到20世纪末的证明视网膜色彩感受器的存在;根据是躯体感觉皮层接收到信息还是后顶叶皮层接收到信息的不同,猴子的表现出现了很大差异;将金属微电极植入老鼠脑中,监控十几个神经元;设计爱莎触觉分辨任务,研究老鼠在主动寻找目标时,大脑躯体感觉回路中的相互作用;经颅磁刺激:以非入侵的方式向皮层特定区域发送磁脉冲,干扰正常的神经元活动;神经细胞在功能上是两极分化的,以树突为代表的接受区域和以轴突为代表的传递构建组成。肌肉场的概念颠覆了平行专用线路理论(初级运动皮层的单个神经元是与特定的某块肌肉联系在一起的)。

神经元放电的时间域与空间域是紧密联系在一起的,共同定义了神经元的时空连续体。整个大脑皮层能够展示出跨形态的感觉反应,而单个神经元能够编码多种运动参数或者其他更高层的认知参数。单个神经元的贡献被平均分散到大的神经元集群中。这样,单个神经元便在执行某种行为的过程中与神经元集群发生了某种功能上的联系。数十亿神经元产生的电流能够在排列紧密的神经元之间以及它们的间隙中传播。数万个潜在的远距离的前馈与反馈连接,其中包括多突触皮层与皮层下回路,构成了非常复杂的网络。

大脑在自身的运作局限及生理底层结构的制约下,复杂的神经系统创造出各种各样的行为。神经元集权的放电不仅有最大值的限制,而且整个集群的放电率趋向于一个固定值。其放电率在平均值周围徘徊,因为各种补偿机制创建了一种稳定的平衡状态。如果单个或多个皮层神经元瞬间增大它们的放电率,那么集群中其他神经元很快会产生一个相等的镜像减量,这样大脑整体的能量预算便能长期保持恒定。当皮层神经元集群的大小超过一定数量时,神经元集群所携带的信息量就会趋近于它的最大信息容量。

进化为大脑设计了一个‘保险单’,那就是将思维分散到许许多多的神经元中。神经元的庞大数量有利于大脑进行分布编码。同时,进化可能也偏好分布式的群体编码。依靠大脑相互连接的神经元以及许多对信息进行编码的平行处理,人类的大脑成了一个动态系统,其整体远远大于单一部分的总和。动态复杂系统会释放出无法超越的力量。通过镜箱疗法与虚拟现实,成人大脑可塑性与幻肢痛之间的联系得到了证实:皮层功能重组的数量与幻肢痛的程度存在很强的相关关系。

大脑能够产生明确的主观自我模型,即使没有来源于有形身体的躯体感觉信号(神经矩阵理论,人们有时会在没有任何物理刺激的情况下感受到疼痛,即主管疼痛。这时,人们所经历的疼痛信息全部来自大脑)。视皮层并没有因为视觉剥夺而失去作用,而是广泛参与了其他感知觉任务(跨感觉通道重组)。但是,神经矩阵的部分受损会导致人们丧失对整个身体或部分身体的拥有感。人类通过设计、制造和使用工具,扩展了与周围世界接触及互动的范围。

思想依存性涉及一个历史悠久的哲学思想,即人类的现实观、判断、信仰、解释以及科学理论,都受到了强加于人类思维的强烈偏见的沾污。在面对复杂系统的不可预测行为时,经典还原论会将它分解成最小的对立成分,在充分分析这些成分的特性后,试图将整个系统的成功归结为各个部分背后的原则。从根本上说,不应该把大脑看成是分离的、高度专业化且各自为政的皮层区域,或是根据严格的等级拼凑在一起的嵌合体。

脑机接口无法在长时间里仅仅基于单个神经元的放电率,就能保持始终如一的运作。而且,思维的基本功能也不会是单个神经元,而应该是神经元集群。大脑对任何类型的信息的加工都要征召分布广泛的神经元集群。出现在脑海中的场景的‘思想电影’来自多维度传入信息(包括来自外部世界的有限的数据样本)与大脑自己的观点(来自之前与类似场景相遇的长期且随机的历史)的不断碰撞。这种决定性的碰撞产生出真实的品尝与触摸以及意义和情感。

这个引申出这个时代两大科学追求提出了挑战:通过人工智能再造人类的意识以及所谓的万有理论(宇宙万物都可以被精简为普遍的数学形式体系的某种类型)。环境破坏、传染病、饥荒、核战争、气候改变、缺少淡水、流星碰撞、臭氧层的耗尽,甚至外星人入侵显然都比机器可能发动的军事政变更有可能导致人类的覆灭。

大脑自己的观点在影响构建有关现实的模型方面具有决定性的作用。自然进化强加给大脑的局限,就像光对于相对论一样,发挥着同样重要的作用(闸门控制理论,人们理解疼痛的参考点从周围疼痛受体和神经转化为大脑自身)。进化所赋予的三种局限包括:固定能量预算限制(大脑在某个时刻只会产生有限数量的动作电位,以表征特定类型的信息)定义了大脑能够加工的原始信息的类型和数量,以及能够产生的思维、逻辑及行为的多样性;身体限制(看到、听到、感觉到、尝到和闻到的只是外部世界的一小部分);个人历史纪录(与外部世界物体的联系,与他人、其他物种建立起的所有社会关系,以及对流行文化和哲学的投入与着迷)。

有关世界以及身体的大多数信息其实是大脑自身发起的探索行为。感知是一个主动的过程,始于头脑,而非身体的某个部分。外部世界只是恰好与身体部分发生了接触。通过各种探索行为,大脑会不断对照新的信息来检验自己的观点。

皮层神经元所创造的有关世界的表征并非固定不变的,而是不稳定的。在人的一生中,根据新经验、新的自我模式、外部世界的新刺激以及新同化工具等的不同,这一表征会不断调整自己。两种时空信号(一种来自大脑内部,一种来自外部世界)之间的匹配与不匹配,最终决定了所感知的现实。

对于传入的刺激或对产生某种动作行为的需要,大脑皮层会作为一个整体来进行应答,其反应取决于当时大脑整体的内在状态。

对于脑机接口在生物医学方面的应用,作者认为可能会在10-20年内出现(目前已经脑电刺激应用于脑机接口,实验过用意念喝水、启动机械手臂等)。

有关脑机接口的争论主要是关于采用哪种方法更好的讨论:是应该采用非侵入性的方法(比如头皮脑电图),还是应该采用在大脑中长期植入微电极阵列这种侵入性方法。只有时间能够证明一切。

担忧未来的主要原因既不是基于对人类特定命运的担忧,也不是基于对人类及人类的生活方式在未来的某一天会被替代的想法的排斥,而是应该归因于人类遗产的保护,应以保护道德伦理准则的高标准来保护人类遗产。

脑机穿越读后感第八篇

在第6章本书正式开始介绍脑机接口,是全书的转折点。这之前介绍了一些作者的个人经历与学科背景,之后每一章基本遵循着经历-原理解释-试验介绍的步骤叙述BMI的应用和发展,同时揭示了10个大脑的底层规律。

之前几章虽然是学科背景,但作者以为的“背景”不是小白以为的背景,许多基础知识默认读者都是知道的(仿佛听见大佬说:不会吧不会吧,不会这么笨连这都不知道吧),然而事实是该学科离我们生活如此遥远,正常人应该没有谁想着要去完全搞清楚。。

(那我??)

本学渣不揣冒昧补充个101,知道了也许看书能更明白些。

1。元件

如图所示,这是一个比较正常(“不正常”的可多了,奇形怪状,不过基本构成一致)的神经元基本结构,是组成神经系统的基本元件。

顺着图从上往下看:

胞体就是神经细胞的本体,里面跟别的细胞一样,该有的细胞核细胞器都有。顺便说一下英语名字soma,和《美丽新世界》中的致幻剂soma拼写相同。我怀疑赫胥黎就是借鉴的这个概念,把可以提振神经的药叫神经本身,一点毛病没有。

胞体下面伸出来长长的是轴突,里面是神经纤维,外面有髓鞘包裹。末端有突触可以连接其他的胞体或轴突,是神经冲动传递的主场。可以跟吃货说一下,白白的脑花基本都是轴突。

胞体旁边庞杂的树突里面也是神经纤维。主要接收轴突传来的信号。

刚才说轴突包裹有髓鞘,但并不是包得严严实实,而是有规律地隔一段包一下,中间裸露的轴突叫郎飞结。之所以这么安排结构是因为髓鞘的绝缘性可以让神经电流尽量在轴突上传播,而不漏到外面去,下面主要就说这个过程。

2。神经电位传导

刚才简单介绍了一下基础设施就是为了说这部分,也是我觉得知道了以后读本书很多地方都能理解更多的部分。

在问神经电位是怎么传导的之前先要问,为啥我会带电啊。答,因为你膜上有带电离子。

如图所示,细胞膜内外分布着不同浓度的离子。主要作用的有3种,Na+、K+、Cl-。离子在细胞内外有不同的浓度分布。具体来说,细胞内钾离子多,细胞外钠离子和氯离子多。如果不管他,这些离子天然地会从浓度高的地方流向浓度低的地方,最终达到平衡。

细胞之所以能维持浓度差是因为膜上有叫做钠钾泵和氯钾泵的离子通道,努力地将溜进来的钠离子排出,溜走的钾离子氯离子拉回,维持一个动态的浓度差。

有了浓度差就有了电位差。如果拽出来一节神经放到实验室里测一测可以发现在没有神经冲动的情况下细胞的神经电位,以哺乳动物的神经细胞为例,静息电位为-70mV(毫伏)。

万事俱备!只等“啪”给个刺激,离子通道大门敞开,电流刷刷传出去了!

但是电流作为一种能量是会衰减的,如何保证信息传递的质量呢?刚才说过的郎飞结在此登场。一般产生初始神经冲动的部位就是郎飞结,因为离子通道都富集在郎飞结紧挨髓鞘的两边。

一个冲动衰减了,但衰减的信号正好可以保证下一个郎飞结离子通道的打开,于是冲动再次激起。就这么依次接力下去。从宏观上看,仿佛神经电位在郎飞结之间跳跃着传递一般。

3。化学传递

上面说的电信号直接传递其实并不是人体神经传递的主要方式。主要方式是化学传递。

这部分更复杂,就简单说。

突触

化学传递首先也是要由电传递引发,但在轴突末端的突触位置转化为了化学信号,触发突触小泡释放。突触小泡中包裹有神经递质,从小泡中释放到后膜的受体上,接着再转化成电信号传递。之所以要大费周折以及并且成为人体的主要传递方式,就是看中了神经递质与突触后膜上的受体可以有多种多样的形式存在,满足不同信息传递的需求,而电信号过于单一了。

常见的神经递质都是鼎鼎大名,比如起刺激作用的多巴胺,乙酰胆碱,起抑制作用的γ-氨基丁酸(GABA)等等。

以上非常简单地勾勒了一下理解神经传递的最小必要知识,学长只能帮你到这了。

另:本书其实还有一个更宏大的理念,就体现在书名上,可惜中译没有体现出来。原书名是个很文艺的名字beyond boundaries,超越边界或者超越限制。这个概念有两个含义,第一是说作者在研究中不断发现我们大脑的运作方式可能并不像传统的脑功能区划分那样泾渭分明,这一点也许我们或多或少也听说过,比如盲人的视觉皮层并没有因为失明而闲置,而是划给了触觉等等;另一个要超越的是大脑和我们身体的界限,大脑发出的所谓“空间感受野”给幻肢感觉、爱情感觉提供解释,也是脑机接口得以实现的生理基础。

(图丑,赖百度(doge);学科知识参考骆立群《principles of neurobiology》)

脑机穿越读后感第九篇

看这本书缘起于知乎读书会上的介绍音频,其实就是段永朝写的推荐序。在中二的少年时代,披上人脑可以操控的机甲,踏上战场,一直都是科幻小说中最让人热血贲张的想象。所以当我惊讶的听到这本书,巴西的米格尔正在把这个科幻变成现实,于是就迫不及待的去市图借过来一寻究竟。

全书共十二章,第一部分,作者花了4章的篇幅,

第一章:最近在看脑科学书籍的时候,有一种三观受到挑战的感觉,特别是唯物主义的世界观,当你意识到你所谓的客观世界,实际上只是你为数不多的几个感官(眼睛视觉,耳朵听觉,鼻子嗅觉,舌头味觉,皮肤触觉)和大脑一起编织出来的幻觉而已。如果手机有意识,那么它所感知的世界也仅仅是依靠它所拥有的sensor所感受到的映射。在本质上我们和目前弱智能的手机并没有什么不同。不过这几天还是扭过弯来,觉得世界的本质还是唯物的,只是人类感知到的物质世界都是大脑加工过的幻象,并不能直接等同于客观世界,所以类似于一个万花筒,客观世界经过了人类的感官成为了一个人类能够基本达成共识的“客观”世界,再经历过各自脑袋中的人文社会观念去添加含义,最后内化成人类社会对于世界的认识。客观世界作为人类感官感知的客体,它依然是客观存在的,并构成这个世界的本质。

涌现特性:网络中全部动态相互作用后所产生的复杂的行为模式

观点从何而来:P23 相反,它会主动收集有关身体以及周遭世界的信息,不知疲倦,勤勤恳恳的编织着现实,观点,爱以及在生活中时时刻刻都存在,有时骄傲有时满目的偏见(尽管我们并不知道它是从哪里来的)主动的信息搜寻,就是我说的大脑自己的观点, 它是大脑积累的进化史和个人生活经历的结合,是某个时刻大脑的全局性动态状态,这是身体和外部世界的内在表征。

P24所以感觉世界的结果不受预先存在的(大脑)活动的影响几乎是不可能的。大脑在处理任何输入的感官刺激的时候,都一定首先会将这个刺激与大脑内在的意向及预期进行对照。这些意向和预期源自对过去类似刺激,甚至并不太类似的刺激的信号及记忆的积累。当周围出现新奇的信息时,有意识主体的大脑被激发起的电反应似乎在很大程度上依赖于大脑当时的内在状态。

有关世界以及我们的身体的大多数信息其实是大脑自身发起的探索行为。感知是一个主动的过程,它始于我们的头脑,而非身体的某个部分。外部世界只是恰好与这个身体部分发生了接触。通过各种探索行为,大脑会不断对照新的信息来检验自己的观点。

物理学家戴维 多伊奇在他的著作【真实世界的脉络】中甚至更进一步的提出,我们直接感受到的是虚拟的现实,它来自我们无意识的头脑。借助感觉数据以及复杂的与生自来的或者后天获得的解释这些数据的理论,头脑信手拈来的为我们创造了虚拟的现实。

第二章:介绍了神经科学史上的局部论(加尔)和分布论(托马斯杨)。局部论认为大脑有不同的功能分区,进而层层细分直到最小的神经元细胞,正是这些特定的神经元细胞的电化学反应构成了大脑思维的最小单元。学者们在长达百年的科学历程中,孜孜不倦的一层层的往下分解钻研。虽然经历过颅相学的弯路,但是也基本分离出来了语言,图像,听觉,触觉等不同的分区,甚至在神经元级别产生了诸如祖母神经元这样的学说,然而整个大脑的运作机制依然是一个深不可测,晦暗模糊的谜题。作者认为这种局部还原论是一个死胡同,他是分布论的忠实拥趸,他认为组成大脑的不是单个的神经元,而是绵延不断的,大量的脑组织网络,思维被分散到许许多多的神经元中,信息是通过分布式涌现的方式来记录的。单个神经元只有为数不多的电化学反应类型,但是多个神经元通过神经元不同类型的组合,可以体现不同的大脑活动。这个可能很费解,但是我想通过视觉神经元的运作原理可以更好的说明这一点,3种视网膜感受器通过不同的应答可以构成千万种颜色的人类色域,而眼睛中的视觉神经,类似于屏幕像素点一样,都由这3种视网膜感受器构成,但是他们通过分布式的信息,可以呈现出大千世界的各种图案。就好比电脑显示屏,FHD的200万像素(1920*1080)可以体现出近乎无穷无尽的图案,这就是大脑的分布式策略。

第二部分,作者介绍了关于大脑的10个原则、2个假设和2种限制:

原则1:神经生理学不确定原则

如果不明确某个特定时刻,我们便不能定义某个神经元感受野的空间域。换句话说,神经元放电的时间域与空间域是紧密联系在一起的,它们共同定义了神经元的时空连续体。

原则2:异步会聚原则

单个神经元的感受野以及嵌入在脑区中的“地图”,由无数其他神经元所产生的上行影响、本地影响以及下行影响的异步时空会聚所定义。在单一的时空连续体中,只有将神经元的空间域与时间域结合起来,才能恰当地定义感受野及地图。

原则3:分布编码原则

大脑对任何类型的信息的加工都要征召分布广泛的神经元集群。

原则4:单个神经元不足原则

成为特定参数的单个神经元无论调谐得多好,它的放电率都不足维持皮层所酝酿的某种功能或行为。由于多数单个神经元的贡献会时刻发生显著改变,因此它们缺乏统计上的可靠性。这意味着,脑机接口无法在长时间里仅仅基于单个神经元的放电率,就能保持始终如一的运作。而且,思维的基本功能单位也不会是单个神经元,而应该是神经元集群。

原则5:神经元多任务处理原则

单个皮层神经元及它们可能的放电能够同时参与多种功能的神经元集群。这意味着,单个神经元所产生的峰电位能够被不同的神经元集群用来编码多种功能参数和行为参数。因此,即使在某一时刻,单个神经元或许会更明显地与某个运动参数或感觉参数调谐,但它的快速放电会同时参与另一个神经元子集执行的不同参数的编码。神经元多任务处理原则预测,整个大脑皮层能够展示出跨形态的感觉反应,而单个神经元能够编码多种运动参数或者其他更高层的认知参数。

原则6:神经简并原则

某一特定的大脑结果,无论是运动行为、知觉体验,甚至是复杂行为,比如唱歌或解方程,都可以由种类繁多的、不同的神经元时空活动模式产生。

原则7:可塑性原则

皮层神经元所创造的有关世界的表征并非固定不变的,而是不稳定的。在人的一生中,根据新经验、新的自我模式、外部世界的新刺激以及新同化工具等的不同,这一表征会不断调整自己。

原则8:背景原则

对于传入的刺激或对产生某种动作行为的需要,大脑皮层会作为一个整体来进行应答,其反应取决于当时大脑整体的内在状态。也就是说,为产生某种行为,不断变化的大脑动态对于确定最佳解决方案至关重要。

原则9:神经元集群放电保存原则

神经元集群的放电不仅有最大值的限制,而且整个集群的放电率趋向于一个固定值。其放电率在平均值周围徘徊,因为各种补偿机制创建了一种稳定的平衡状态。如果单个或多个皮层神经元瞬间增大它们的放电率,那么集群中其他神经元很快会产生一个相等的镜像减量,这样大脑整体的能量预算便能长期保持恒定。

原则10:神经元规模效应原则

当皮层神经元集群的大小超过一定数量时,神经元集群所携带的信息量就会趋近于它的最大信息容量。源于大量神经元集群的预测,在统计上的差异会大幅度减少,这就体现出了规模效应。神经元规模效应原则是解释单个神经元放电非常高的差异性如何最终被消除的一种可能方法。单个神经元的贡献被平均分散到大的神经元集群中,这样,单个神经元便在执行某种行为的过程中与神经元集群发生了某种功能上的联系。

假设1:相对性大脑假设

当用新方法获得有关周围世界的统计信息时,被试的大脑倾向于同化这些统计信息以及用以收集这些信息的感官或工具。大脑因此会产生一个有关世界的新模式、对被试身体的新刺激,以及定义个体对现实的知觉和自我感的一套新边界或新限制。在被试的整个生命中,这种新的大脑模式还会继续接受检验和重塑。由于大脑消耗的总能量以及神经元放电的最大速度都固定不变,因此就这些限制而言,我们必须将神经元的空间与时间视为相对的。

假设2:神经元时空连续体假设

从生理学的观点来看,这一假设与20世纪皮层神经解剖学的经典原则正好相反。皮层区域间并不存在绝对的或固定的空间界限,这些界限决定或限制了大脑皮层的功能性活动。相反,我们应该把大脑皮层设想为一个强大但有限的神经元时空连续体。在这个连续体中,被“征用”的神经元时空部分基于一系列的限制,被分别配置给一些功能和行为,或者产生了这些功能和行为。这些限制包括物种的进化史、基因及早期发展所决定的大脑布局、大脑内在的动态状态、其他身体局限、任务背景、大脑可以使用的能量总数以及神经元放电的最大速度。

固定能量预算限制、身体限制

大脑在某个时刻只会产生有限数量的动作电位,以表征特定类型的信息。还存在许多其他类似的生物限制因素。这意味着,尽管大脑实现了很了不起的功绩,但人类大脑在能够做什么以及怎么做的方式上,都存在着特定的局限。这些局限定义了大脑能够加工的原始信息的类型和数量,以及能够产生的思维、逻辑及行为的多样性。在这种背景中,与绝对真理相反的观念,比如海森堡的不确定性原理,以及哥德尔的不完全定理所引发的类似观点,也许主要指的是人类大脑存在着无法逾越的界限,这是灵长类头脑永远无法理解的领域。

脑机穿越读后感第十篇

长期以来我只选择那些故事性强的,天马行空的,让人思绪万千的书,比如 乔治·RR·马丁《冰与火》系列、尼尔盖曼《烟与镜》《蜘蛛男孩》或者东野圭吾《白夜行》(又或者真正的纪实类的《冷血》《熬:极地求生700天》,对于所谓严肃文学我敬而远之,水平不够,也不太感兴趣。最多也就是麦卡锡的《血色子午线》和村上了)这些讲故事的大师让人如痴如醉。而真正的科普作品反而看得的比较少。

当我打算粗略翻翻,掌握其中几个定义就撤退的时候,我发现我错了。

如果你对这个世界,尤其是“脑机接口”这个被马斯克重新营销翻红的概念有些兴趣的话,这本书一定不会辜负你。

我倒是受益颇多。作者本人就是神经学的大师级的科学家,证明所言非虚。

这本真的能扩充认知尺度的书有一定的阅读门槛,有些地方需要反复看多遍。当然,作者已经尽可能的堆叠悬念,降低门槛了,让没有技术背景的我能够看懂。感谢米格尔·尼科莱利斯,一位大科学家,也是一个好作者。

全书的主题围绕“相对性大脑”和“神经元时空连续体” 这两个稍微学术一点的概念展开。从早期的单一神经元放电现象研究,到后来的“集群神经元” 研究,科研道路走来真是不容易。全书内容浩繁,倒不是内容有多长,涉及一些学术概念,有些章节我反复读了几遍才大概搞明白作者是意思,不知道是不是翻译的问题。

作者的核心思想是这个假设:

假设2:神经元时空连续体假设

从生理学的观点来看,这一假设与20世纪皮层神经解剖学的经典原则正好相反。皮层区域间并不存在绝对的或固定的空间界限,这些界限决定或限制了大皮层的功能性活动。相反,我们应该把大脑皮层设想为一个强大但有限的神经元时空连续体。在这个连续体中,被“征用”的神经元时空部分基于一系列的限制,被分别配置给一些功能和行为。这些限制包括物种的进化史、基因及早期发展所决定的大脑布局、大脑内在的动态状态、其他身体局限、任务背景、大脑可以使用的能量总数以及神经元放电的最大速度。

即:大脑是一个整体。这与皮层区域分管的各个功能区传统观点不同,作者的观点,大脑的数十亿的神经元集群更像是随时准备调用的海水,这里低了那里就会涌入来保持水平。中文的“脑海”非常贴合这一描述。

我印象最深的是这样几个认

原文提到:“ 但几百万年的进化赋予了人类中枢神经系统以及超越其他所有物种的能力。通过将抓、伸手够以及操控人造工具等灵巧的多模式感觉运动能力与皮层算法相结合,并动态地表征不断活动的身体周围的外围空间,人类大脑产生了最具适应性、最复杂的模式,这就是我们所知的自我感。”

我觉得这就是所谓创造性使用工具。从最初的石斧到现代化的鼠标键盘,大脑内在的皮层算法不断调试,让人类一直在适应新的工具,并且在重复性的训练过程中达到物我合一的境界,在书中的某些例子让我想到武侠小说中达到一定境界的武功高手的“人剑合一”的境界,换言之把工具用得如火纯青——大脑同化使之成为身体的一部分,自我的一部分。

尤其是这种大脑的这种可塑性——“皮层神经元所创造的有关世界的表征并不是固定不变的,而是不稳定的。在人的一生中,根据新经验、新的自我模式、外部世界的新刺激以及新同化工具等的不同,这一表征会不断调整自己。”

也就随着更多更复杂的形式的工具,甚至是更解构(从石斧到航天飞机),更抽象的工具不断出现,大脑也会不断的调整这种表征,以适应新的变化。这是人类大脑切切实实的牛逼之处。

2.大脑的预设模式。

书中提到,“大脑的内部状态是预先调整好的,并创造了大脑有关外部世界的初始模式。从这种意义上来说,相对性大脑在“看”之前就已经“看见”了,因为大脑有自己的观点。”

就好像内部配置相对固定了,所以该运行3A大作还是扫雷,都是定好的。

“这些内在动态中包含着动物在之前生活经验中所积累的大量记忆。这些记忆信息同样会影响传入的周围信号与内在动态状态的时空碰撞。”

这点虽然初看有些匪夷所思,但是我还比较认同:一个人的成长背景,记忆,遗传信息,受教育程度,独特的个体经验,以及内心世界与外部世界的不断碰撞种所形成的独特记忆形成了独特的偏见。这种偏见或者又叫做世界观,开始尝试解释世界和理解世界,这就已经形成了某些独特的大脑状态,客观世界并不客观,每个人都活在自己的经验世界或者想象当中。

“我相信两种时空信号(一种来自大脑内部,一种来自外部世界)之间的匹配与不匹配,最终决定了我们所感知的现实。这表明根本不存在绝对的真实,因为大脑不仅仅是外部感觉信息(比如视网膜所看到的事物)的奴隶。

3.大脑三种限制原则。

大脑是被限制的。 这一点和我们常听说的伪科学观点“大脑只开发了20% ” 不同,这是生理结构决定的。

第一限制: 固定能量预算限制(fixed energy budget constraint)。 即: 大脑在某个时刻只会产生有限数量的动作电位,以表征特定类型的信息。

“脑血管系统必须交织在这个巨大的神经元网络中,红细胞的数量限制了运输到大脑的氧气的数量。另外,通过氧化过程,神经元线粒体会产生三磷酸腺苷酶,这是细胞中主要的能量运载分子。因此,灵长类动物大脑的运作受到严格的能量预算的限制。”

大白话讲,也就是功耗决定了调用神经元的动作电位的数量。

第二限制: 身体限制(body constraint)

这个比较好理解,人只有“五感” 只能通过五感来体察世界,获得的直接反馈也基于此,“我们收集身体的感觉,告诉大脑外部世界现在的状况,因此大脑能够描绘出环境的限制,并根据这些限制选择为实现特定目标而要做出的行为。”

客观世界比我们能感知到的更磅礴复杂,视锥细胞决定我们能看到多少颜色,听觉结构决定了我们不能听到超声波及次声波。

第三限制:个人历史记录(individual history record)

这个就比较形而上了,和个人经验高度融合。是人独特之处,前面已经提到大脑同化工具的能力,这种能力延伸下,再结合记忆能力,和刻在大脑深处的痕迹,人类形成了神经生理学策略的范畴以及我们用来实现基本目标(比如生存与繁衍)的行为。

“将制造工具的能力与终身学习及适应的潜能结合起来,人类大脑已经掌握了完美地整合人造器具的独特艺术,它可以将人造器具整合为身体心智模式的扩展。这种可塑性也赋予大脑在大量分散的记忆中储存一系列独特事件的权利。”

就是个人的独特记忆点和经验,这里的人造器具我认为甚至包括一些抽象的工具——绘画、写作、音乐等表达性的艺术形式(工具), 通过这些载体工具,人能形成独特的知觉体验,从而影响到大脑。

最后,作者的畅想。

脑机接口的终极最后场景应用。作者畅想的两个场景很有意思,一个是向内的,也许有一天能够组建出:“大脑-机器-大脑” 的超级“脑联网”,让大脑从个人限制中真正解放出来,获得超出个体的知觉体验,那个时候充分的共情他人不再是想象。你能体验到更多个体体验,某种程度上也是一种生命长度的延长。

这一点上的,沃卓斯基姐妹走得非常超前。一部《黑客帝国》探讨了大脑的预设模式和身体限制,让“缸中之脑”思想实验在电影中实现。另一部《超感猎杀》则实现了刚才提到的“脑联网” ,生命大和谐,八重体验,人人能共情,处处可体验,世上不止一个我。甚至诺兰的《盗梦空间》的共享梦都算是这种链接。

还有一个是实现“大脑工具同化”的极端情况。未来也许更多更复杂的工具将会解放出我们的大脑,让远在光年之外的机器人在其他星域采掘探索,让星际飞船畅游宇宙,而自己就坐在我家客厅,由自己的大脑意念远程操控。比起“冬眠”穿越星际,这可能是比较好实现的一种探索星际的方式,很好的避免了《三体》中 为争夺资源而发生的残酷选择的宇宙版大逃杀。又或者指挥纳米机器人在微观世界探索。

根据书中最后的观点,大脑是不能被计算机复制的,换句话说我们造不出“机器人”,原因嘛可以归结于一句人类现在的大脑也就是一种历史的偶然,“任何计算程序都不可能在个人或进化的时间标尺上,捕捉到历史偶然性的准确时间序列,而这些偶然性共同创造出了人类的大脑”。

成书的年代还没有ChatGDP 这种基于深度学习的大模型出现,我在想AI基于现在人类已有的知识的深度学习,或许跟我们几万年通过不断同化工具,刺激大脑皮层的方式有所不同,他们有他们自己的技术偶然性。

未来会给出答案。

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