神经科学起源

滴水无声

　　今天要开启一场穿越几千年的史诗旅程，就是人类历史上最伟大的谜团之一，我们自己头脑里的那个宇宙。话说2000多年前，古希腊有位叫希波格拉底的医生，他给我们留下了第一个也是非常关键的一个线索，他说，我们所有的情感，什么喜悦、悲伤、欢笑全都来自于大脑，没有别的地方。在那个年代，这得是多么有远见的想法，可以说，他为我们今天的整个探索定下了一个基调。在之后长达几千年的时间里，大脑对我们来说一直就是个终极黑箱子。那么，我们到底是怎么一步一步揭开这个谜团的呢？

　　先回到古代，那个时候人们对大脑的想法，真是又古老又奇特。古埃及人他们会小心翼翼的把心脏、肝脏这些器官保存下来，为来世做准备，因为他们觉得心脏才是智慧和灵魂的家，那大脑他们就是直接从鼻子里给掏出来扔了。

　　这就很清楚了，在那个时候，大脑的价值可以说是被严重低估了。到了古希腊，出现了第一次重大的思想交锋，一面是希波克拉底，他很正确的指出来，大脑是感觉和治理的中心，另一边是大名鼎鼎的哲学家亚里士多德，他觉得大脑其实就是个散热器，给那个沸腾的心脏降温用的。你看一个正确的直觉对上一个影响力巨大但又完全错误的理论，这个对比是不是特别鲜明？

　　接着罗马医生盖伦出现了，他就像一个早期的侦探，通过解剖动物的大脑，还真发现了一些重要的线索。他注意到大脑皮层摸起来软软的，而小脑硬邦邦的，所以他就推断，软的地方应该是用来存记忆的，硬的地方就用来控制肌肉。虽然他这个推理的逻辑不太对，但他的结论竟然惊人的接近事实。

你看，科学的进步有时候就是这么曲折，不过，盖伦还提出了一个影响深远的理论，叫体液学说。他认为咱们身体的运转是靠四种不同的液体来维持平衡的，他甚至相信这些液体是通过中空的神经在大脑的脑室之间流来流去的。就是这么个现在看来完全错误的理论影响了差不多1500年，在这么长的时间里，他一直主导着人们对大脑的认识。

　　到了文艺复兴时期，这个时候新的技术出现了，也激发了一种新的但咱们得说仍然有缺陷的大脑模型。这个时候有位大哲学家叫勒内•笛卡尔，他看到当时那些精巧的液压机械，就受到了启发，提出了一个流体机械理论。他觉得人的神经就像一根根管道，大脑就像个泵，把立体泵出去，然后肌肉就像气球一样被充气，这样人就能动了。不过，笛卡尔很快就遇到了一个大难题，就是说他这套机器理论没法解释人类独有的那些精神活动，比如思考、意识，这些怎么办呢？所以他就提出了那个非常有名的心脑二元论，他认为除了大脑这台机器之外，还存在一个独立于大脑的精神层面的心智。这个心智就通过大脑里的松果体来指挥大脑这台机器。

　　进入19世纪了，这是一个充满活力，各种突破接二连三的时代。就在这个世纪，现代神经科学的四大支柱被建立起来了。第一，人们发现神经不是输送液体的空管子，而是传递电信号的电线，第二，我们搞明白了大脑的不同区域有不同的分工，这就是功能定位，第三，我们认识到大脑也是自然选择演化出来的。最后，我们终于发现了构成大脑的基本单位神经元。

　　现在先来看第一个突破，1500年来，人们都以为神经是输送体液的管道，但是19世纪的发现彻底改变了这一切。科学家们从富兰克林的电学实验里得到启发，像贾法尼这些人，他们证明了神经本身就能产生电。紧接着又有人发现，这些电信号在神经里还是单向传导的。这么一来，那个统治了1000多年的体液学说就彻底被推翻了。

　　既然我们知道了神经是电线，那一个新的问题就来了，大脑的各个部分是不是负责不同的工作呢？还是说大脑是铁板一块儿大家一起干活？这个问题就成了19世纪脑科学研究最核心的一个辩论。在1861年，一位叫保罗•布罗卡的法国神经学家遇到了一个非常特殊的病人，这个人能听懂别人说话，理解能力完全没问题，但他自己就是说不出话来。这成了一个非常关键的案例。真正的突破或者说决定性的证据是在这位病人去世后的尸检中发现的，结果显示他大脑的左侧额叶有一个非常特定的损伤区域，这就是那个确凿的证据，

　　所以布罗卡的研究最终就证实了功能定位这个理论，也就是说，像说话这种特定的功能就是由大脑皮层的特定区域来控制的。这个发现可以说彻底改变了我们看待大脑的方式。差不多在同时期，还有另一个非常重要的思想，就是达尔文在1859年发表的物种起源。这本书告诉我们一个关键点，大脑跟我们身体的其他特征一样，也是通过自然选择演化来的。它为我们今天用动物来研究和理解人类大脑提供的最根本的理论基础。

　　到现代，这场漫长的探索对我们今天的生活到底意味着什么呢？今天的神经科学家就像一个分工明确的侦探团队，他们会从很多个不同的层面来解开大脑的秘密。比如从最小的分子层面开始研究各种神经递质，然后到细胞层面看单个神经元是怎么工作的，再到系统层面分析像视觉、运动，这些功能是怎么通过以整个回路实现的。再往上到行为层面，研究大脑如何影响我们的情绪和睡眠，最后到最高的认知层面去探索自我意识、语言这些复杂的东西到底是怎么来的。那我们为什么要花这么大力气去研究这些呢？因为大脑出问题的代价实在是太巨大了。

　　咱们就看一组数据，在美国就有超过400万人因为阿尔茨海默症这类疾病而患上了痴呆症。还有超过3000万的美国人在一生当中会经历至少一次重度抑郁。这些冷冰冰的数字背后，是无数个人和家庭的痛苦。如我们再看看社会成本就更惊人了，精神障碍、痴呆症的护理，还有中风，这些疾病每年给美国社会带来的经济负担都是以千亿美金来计算的。所以，咱们花了差不多7000年的时间来我们对于自己心智的理解也才刚刚开始。 那么，大脑接下来又会向我们揭示哪些新的奥秘呢？这个问题不仅留给了未来，也留给了我们每一个人去思考。我们每天都在思考、感受、记忆，但你有没有想过，这一切背后到底是什么在工作？

　　今天，咱们就一起钻进大脑的最深处，去认识一下构成我们所有想法和感觉的那些微小的细胞。咱们先从一个特别大的问题开始，你想想看，当你脑子里冒出一个想法的时候，这个想法本身它到底是什么东西？是一道电火花吗？还是一堆化学物质的反应？今天我们就来试着揭开这个谜底。要回答这个问题可不容易，咱们得先回到过去，看看早期的神经学科家们都碰上了什么麻烦。他们面对的最大一个难题就是新鲜的大脑组织摸起来就像一块果冻，软乎乎的，根本没法切成薄片放到显微镜下面去观察。所以想看清楚单个脑细胞到底长什么样，在当时几乎是一件不可能完成的任务。

　　正是在这种两眼一抹黑的迷雾里，诞生了两种完全对立的理论，一场关于我们的大脑到底是怎么构成的科学大辩论就这么拉开了序幕。这场辩论的核心就在这张图上。一边呢，是以意大利科学家高尔基为代表的网状理论，他们觉得大脑就像一张巨大的连成一片的渔网，所有的神经元都融合在一起，你中有我，我中有你。

　　而另一边呢，西班牙科学家卡哈尔提出了神经元学说，他坚信大脑是有无数个独立的细胞组成的，他们只是挨得很近的邻居，但并没有真正连在一起。那么最后谁赢了呢？事实证明，卡哈尔是对的，他的这句名言说的特别到位，精准的概括了神经元学说的核心，也彻底改变了我们对大脑的看法。所以你一定要记住，大脑不是一团混沌的网，而是一个由无数独立细胞组成的高度精密的社会。