本年度最引人深思的腦科學發現

將體驗標記為“好”或“壞”的神經迴路,以及面部表情的情感無意義性,是 2022 年思維和大腦突破中的一些亮點

Pink brain with wires on digital horizon

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人腦真的能夠理解自身嗎?深入瞭解主觀意識深處的問題是如此之難,以至於它實際上被稱為難題

人腦強大得令人印象深刻。它的1000 億個神經元由 100 萬億條類似電線的纖維連線,全部擠在頭盔狀顱骨下的三磅重軟組織中。然而,我們仍然不知道這個器官是否能夠發揮必要的智慧來破解構成難以言喻的“深藍的品質”或“中央 C 的感覺”的物理過程,正如哲學家大衛·查爾默斯所說,他在 1995 年的一篇論文中舉例說明了意識的“難題”(他創造了這個術語)。

過去一年並沒有找到解決難題的方案,而且即使有,也可能幾十年都不會出現。但 2022 年確實見證了許多令人驚訝的發現和理解大腦的解決方案,而這些並不需要對意識做出完整的解釋。這種漸進主義在 11 月中旬可見一斑,當時,超過 24,000 名參加神經科學學會年會的與會者聚集在加利福尼亞州聖地亞哥。這次活動是對還原論的一種致敬——將難題分解為更簡單的、可知的實體。在活動中,有關於動物研究的報告,該研究涉及編碼社會創傷的大腦回路,以及允許嚴重癱瘓的人在精神上拼出字母以組成單詞的腦機介面。


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2022 年大腦發現層出不窮——而且肯定會在 2023 年繼續下去。以下是大眾科學今年發表的一些精選內容。

你的大腦有一個贊成-反對開關

當神經科學家凱·泰伊攻讀博士學位時,她被告知關於情感的章節不適合她的論文。情感在她的研究領域——行為神經科學中,根本不被接受為不可或缺的內在組成部分。這讓泰伊感到莫名其妙。她決定走自己的路,成為情感領域的領先研究員。今年,泰伊與他人合著了一篇《自然》雜誌論文,該論文報道了一種分子開關,這種開關在齧齒動物中將體驗標記為好或壞。如果人腦的運作方式與她實驗室裡的小鼠大腦相同,那麼拇指向上-拇指向下開關的故障可能解釋某些抑鬱症、焦慮症和成癮症病例。

面部表情並不能傳達你所學到的關於某人情感表現的資訊

查爾斯·達爾文提出,面部表情是普遍的:微笑表示快樂;皺眉表示悲傷。近年發表的研究表明,他是錯的。研究人員發現,基於生物學的先天表情並不存在——相反,它們具有高度可變性。神經科學家麗莎·費爾德曼·巴雷特在一篇文章中警告說,對達爾文謬論的認識對旨在檢測情緒的 AI 面部識別系統具有影響。

你的孩子可能是蒲公英蘭花——甚至可能是鬱金香

將孩子簡單地歸類為敏感型或堅韌型可能是一個錯誤。這個孩子不一定只是“蘭花型”——對不利經歷過于敏感——或者“蒲公英型”——相對不易受此類事件影響。新加入這個行列的是“鬱金香型”兒童,他們從周圍發生的事情中體驗到的影響不大。但即使是這三種花卉型別可能也不夠。許多孩子是心理混合體,混合型去年的研究表明。他們對周圍的某些但並非所有影響表現出敏感性,這取決於具體情況。

如果你看到什麼,說出來可能會對你有所幫助

在神經科學和教育學的結合中,研究人員試圖評估強調空間技能學習的課程會對孩子們產生什麼影響。一個例子:一項涉及建立地圖以追蹤藍嶺山脈熊的任務。弗吉尼亞州五所高中的孩子們參加了課程,他們的表現與另一組沒有空間學習內容的課程的學生進行了比較。8 月份發表的研究結果表明,空間學習組的學生不僅提高了空間技能,還提高了語言能力——用文字解決問題的能力。

Gary Stix,《大眾科學》思維和大腦主題高階編輯,負責編輯和報道推動腦科學走向生物科學前沿的新興進展。Stix 編輯或撰寫過封面故事、專題文章和關於各種主題的新聞,範圍從一個人沉浸在思考時大腦中發生的事情,到減輕抑鬱症等情緒障礙的腦植入技術的影響。在接管神經科學領域之前,Stix 作為《大眾科學》的特別專案編輯,負責雜誌的年度單主題特刊,構思和製作了關於阿爾伯特·愛因斯坦、查爾斯·達爾文、氣候變化和奈米技術的特刊。他負責的一個關於時間的所有表現形式的特刊獲得了國家雜誌獎。Stix 與他的妻子 Miriam Lacob 合著了一本名為《誰在乎千兆位元組?技術困惑者的生存指南》的技術入門書。

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