本科就要读神经科学吗?
神经科学现在处于一个很有趣的状态,大多数干这行的,本科都不是学神经科学的。
首先, 当然是神经科学其实也就是最近几十年才真正地发展起来,能够集齐神经科学各个方面的科学家、在本科阶段就开设神经科学全方位课程的大学并不多;其次,在高中毕业时,就对神经科学拥有足够了解的学生其实也不多;第三,也是最重要的一点是,神经科学是一个庞大的跨学科领域,很多人从其他学科(如生化、药理、数学、物理……)带来知识和技能,从各个角度来研究大脑。譬如,一个药理本科生,可以专门研究和大脑相关的药物,或是研究大脑里的神经递质(neurotransmitter)。
在我们认知神经科学中,这种跨学科的特点体现得更为明显。譬如我们实验室的博士生和博士后中,只有我一个人是神经科学背景的,物理三个、数学两个、工程两个、心理学一个;而我的两个导师中,一导是计算机、经济和东亚文化本科(是的,三个专业),二导则是学音乐的专业小提琴手。但他们在进入神经科学时,都有比较明确感兴趣的方向。譬如说我的二导,就因为对大脑是如何分析和学习音乐的感兴趣,便有针对性地学习与听觉有关的心理学知识,培养自己在统计分析上的才能,钻研最新的脑成像技术,随着技术的发展过渡到神经科学来。
为什么学物理和数学的人在神经科学中特别吃香呢?
其实说到底,神经科学就是想探寻大脑工作的规律,在收集到各种各样的蛛丝马迹之后,需要用数学来归纳一个规律。
打个比方,想了解大脑是如何听音乐的,我们需要知道:大脑的哪些区域负责这个工作?这些区域有什么细分的功能、运行时遵循什么顺序、相互之间传递了怎样的信息?而这些信息又是由哪些细胞产生的、怎么产生的、细胞之间又用了什么神经递质、相互之间又是如何平衡的……其实每一个小问题承载的信息量都很大,但如果每个问题已经得到了正确答案,可以把最核心的关键点串联起来,把每一个单位都符号化,建立起一个描述这个功能的模型。听起来好像是一个找规律的工作,但这个规律需要通过数学来描述——毕竟数学是我们所有科学领域之母——所以有强大的数学能力的人在神经科学中就很吃得开。
除了进入认知神经科学,现在更多的物理、数学毕业生会被直接吸纳到「计算神经科学」(computational neuroscience)这个领域中。上面提到过的 AlphaGo 的创立者就是计算神经科学博士。这也是我们能够和人工智能接轨的最重要的地方。对这个感兴趣的读者,推荐一本教材,Peter Dayan (UCL Gatsby 计算神经科学中心的主任)的《Theoretical Neuroscience》。祝你阅读愉快(迷之微笑)。
同时,神经科学也有很多工程学生,有些是专研医学工程,也就是人机接口也有4不少学工程的学生来到了神经科学,还有些开发一些神经科学技术(如脑成像)或是研究数据处理(signaling processing),等等。
不是要讲本科读神经科学吗?怎么花了这么多时间讲别的专业的好处?
因为我想强调的是,成为神经科学家并不需要本科就出身于神经科学,而且可能本科阶段学习其他专业的更有优势。
不能因为我本科是神经科学的,就不顾一切地安利所有人都走这条路。
图 17:主校区里常常能看到这种由校友捐赠的小椅。希望等我离开之后,还能留下一把椅子帮我看着来来往往的新学生,为年轻的学生提供一个歇脚或是享用便当的木椅。Photo credit: 宋博
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