卡内基梅隆美女博士后,带你走入脑科学时代,让你赢在时代分水岭

知识星球「星主们的故事 」

星主:屠龙的胭脂井

星球名称:「屠龙的胭脂井」

星主语录:生于暖阳徜于大海醉于野风。

个人背景:前卡内基梅隆大学认知脑成像中心博士后研究员。

屠龙的胭脂井专访

什么是脑科学,有何现实意义?星球「屠龙的胭脂井」适合哪些朋友进入?能学习到什么?本文为你解答。

屠龙的胭脂井,我们正站在一个时代的分水岭: 过去,脑科学只是象牙塔里的课题;从现在到未来,脑科学开始逐渐渗透生活的各个方面:脑营销学,脑建筑学,脑设计学等等,新兴工业在发达国家开始悄悄萌芽和兴起。利用大脑处理信号的规律,卖出更多的商品,建造更美的房子,设计更实用的工业产品,是一个被发达国家的政府和大型企业逐渐接受和引领的概念。这种在脑科学指导下的无限商机,并不仅仅是一种由政府驱动的宏观经济行为(比如奥巴马总统的 BRAIN initiative)。政府只是看到了这样的潮流,用种子政策和种子基金,来进一步助推潮流,拉动起新的经济。

经过上百年的研究,特别是近几十年认知神经学(cognitive neuroscience)的兴起,我们正在开始理解人类一直藏在冰山下潜意识和潜能,特别是日常行为心理和大脑的「计算方式」之间的关系。这些关系的理解,运用在下一代的计算技术中,比如:

脑机接口(Brain Computer Interface)
深层脑刺激(deep brain stimulation)
可植入或者可穿戴设备(implantable /wearable device)

这些很有可能把人类变成一个更强大的物种。

这个未来的远景,也是我义无反顾将青春年华都投入到这个潮流中的原因。2012 年我博士毕业正在选择未来方向时,看了一本改变我人生和思想的书,Nicholelis Miguels 的《跨越边界:新的将大脑和机器结合的神经科学,以及它将如何改变我们的生活》。 Miguels 是巴西人,他的文字有一种桑巴舞一般的甜蜜和热情,这本书光是美丽的旋律般的文字就足以让人废寝忘食。书里,他描述了他是如何参与奠基了脑机接口这个学科。在 20 多年的职业生涯中,他曾经成功地解析猴子的大脑信号,跨越全球的因特网节点,在 300 毫秒之内,成功控制远在日本的机器人进行同步运动。他也曾经解析了一个猴子的大脑信号,用以控制另一个猴子进行手抓动作。2014 年,他让一个偏瘫的男孩,用自己大脑的信号,控制一个外骨骼机械套装,给巴西世界杯开球。

这些故事的伟大意义,不只是在于它们的科幻性,那种能在未来将人类变成真正的钢铁侠或者阿凡达的超现实故事。更重要的是,它们证明了,我们终于开始可以将大脑和外部设备对接。这种对接,将让我们彻底跨越身体的界限,用意识在真实或虚拟世界里生活,交易,甚至指导机械在火星采矿,并且接收到反馈的触觉信号,就像自己摸到了火星的表面一样。

当时 27 岁的我,刚刚拿到脑语言康复的博士学位。我对脑机接口的技术层面一无所知。但是我被书中描述的历史洪流所深深震撼。对于在这个时刻转方向的风险性,我常常拿怀特兄弟的故事激励自己。20 世纪初全球有好几个团队竞争做飞行器。其他团队,不论从文化水平还是资金储备,都比怀特兄弟强好几个数量级。怀特兄弟呢,两人高中都没毕业,团队其他人都是农民工,试验场所是自家农场。究竟是什么力量使屌丝战胜了高富帅,在 1903 年 12 月 7 日率先成功起飞了呢?因为他们不仅有个目标–制造飞行器,他们还有个信仰–用飞行器改变人类历史。

如同曾经一无所知的怀特兄弟一样,那时的我也相信,脑科学正将要开始改变人类历史。于是我鼓起了所有的勇气,申请并进入了匹兹堡大学的脑机接口实验室开始做博士后研究。这个实验室在那时,就已经成功的让一个全身瘫痪的女士用自己的大脑信号,控制机械手进行十个维度的运动(三维平移,三维旋转,手抓,手指运动)。当她在瘫痪 15 年后第一次用意念控制了机械手位自己吃巧克力之后,她开心地说「我的一小口,是人类的一大口」。我加入这个实验室之后,除了学习脑机接口的基本知识,同时开始研究人类的单个脑细胞是如果进行概念运算的。这个项目在今年(2015 年)进入了最后的收尾阶段,它对我们以后用大脑数据解析人类的语言和思维提供进一步的基础数据。

经过两年的磨练,2014 年我又转到卡内基梅隆大学,开始用机器学习(machine learning)的方法来解析功能性核磁共振成像(functional Magnetic Resonance Imaging),解读正常人大脑中思想和概念分布。我的指导教授们,是这个领域的先驱,在 2008 年率先采用机器学习的方法来猜测人类被试者脑海中想的是哪个名词。

站在 2017 年十字路口的我,仍然不是一个成熟的研究人员。仍然需要大量学习,大量思考脑科学可能带来的社会,经济,还有科技变革,大量纠正自己的错误。然而,在美国短短 11 年的研究经历让我接受了数位脑科学界的巨人的指导,也批判性地吸收了很多学术论文和书籍。

爱默生说:
人应该「生于暖阳,徜于大海,醉于野风」
live in the sunshine; swim in the sea; drink the wild air。

我已经幸运地生于暖阳和徜于大海:拥有接受才华横溢的科学家的照耀,游泳于第一手的科研数据和产业动态。而我的野风,就是这个知识星球。

就像绿野仙踪的故事一样,桃乐丝被一阵野风刮走,遇见狮子,稻草人,铁皮匠,然后一起穿越奥兹国一样。你也会遇见大脑里住着的小怪人们,带着你穿越大脑的东西南北国。

让你重新领略自己:
1、你的学习习惯,工作问题,投资倾向,爱情和心动,择偶和取舍;2、夫妻和亲子的动态关系,健康和性格的形成究竟是在大脑中如何斗争和平衡的。

你将听到很多有趣的故事:

1、嗅觉为什么会影响你的消费行为?

2、婴儿是如何运用统计规律学习语言?

3、如何从大脑信号中还原人的梦境?

4、为什么你能和有些人酒逢知己和另一些人却话不投机?

5、女性为何能敏感地感知丈夫和孩子的心思?

6、如何培养自己的能力自控力以及提高情商?

等等很多和脑科学有关的问题。

大千世界最美的折射,就在你的脑海里。乘着这阵野风,愿你能开始理解和欣赏自己的大脑,这里是你最无拘无束的灵魂。长按下图二维码可进入星球一起探讨脑科学。

专访问答部分

屠龙的胭脂井 在微博发布的内容以及和粉丝的聊天,话风非常风趣幽默,如果不看她在微博的个人标签。很难想到她是严谨科学——脑科学研究者。

问 : 是如何成长为了才情兼备的女子呢?
其实我是一个很普通的人,谈不上才情兼备,就是话比较多。

问:您在留学时是学霸,在微博时是大 V,这期间有没有遇到什么特别有趣的事?或者特别有压力的事。

做微博,这中间有很多有趣的事情,比如我收到过很多粉丝的礼物,还跟粉丝线下见面过。讨论过各种各样的问题,甚至跟粉丝一日游过。其实没有什么有压力的事情。也许有人觉得让父母,长辈,或者老板导师看到自己的想法很尴尬。我完全没有这种感觉,我喜欢诚实直白,对所有人都是。

我的留学生涯,留下了很多有意思的朋友,也有很多难忘的经历。故事说不完。 我贴几个以前写过的故事:

故事一: 关于渐冻症病人

我又想起了我在匹大做实验的时候一个得渐冻症的大叔,他是我们的「被试对象」。

很多同学可能都知道,渐冻症是一种运动神经元疾病。从手脚四肢开始,运动神经元开始死亡,全身「渐渐冻住」, 直到不能呼吸。

我认识的白人大叔 Michael,曾经是美联航的一个乘务长,飞从美国到法国的航线,给头等舱的客人服务。四十出头的时候,他突然发现自己给乘客端饮料的过程中,总是摔盘子摔碗。

去查,结果发现自己得了渐冻症。一般渐冻症的病人,在 2-3 年之内死亡率是 90% 以上。但不知道什么原因,Michael 奇迹般的活了十多年。

由于自己的病,他最终没有结婚也没有小孩。五十多岁我们遇见他的时候,他和自己的弟弟还有侄子侄女生活在一起。在宾州郊区的一个房子里,Michael 的弟弟建造了一个无障碍的地下室,专供他居住。

我们刚认识他那年( 2013 年),他还能走路,病情发展得很慢,只是双手不能动了。我们跟他说,像他这样的情况,不需要做脑机接口实验。他说:”我不在乎风险,我又活了这么多年,感觉很知足,只想再为渐冻症研究做一些贡献“。

当年冬天,他看见家里的大狗去追自己的侄女,想去挡一下,结果摔了,脑袋缝了好几针。再做实验的时候,我和我老板去看他,他拿出好多名酒送给我们。送我的是一瓶 95 年的红酒。我说你怎么有这么多的酒?

他带着骄傲的回忆的神情说,我在当乘务长的时候,总是飞去欧洲,收藏了 400 多瓶名酒。后来病了就卖给了餐馆很多。现在还剩这些,送给你们。

我说,这酒太值钱了,我又不懂红酒,拿它真不好意思。他说, 无所谓钱不钱,也无所谓懂不懂,「 wine is meant to be enjoyed」。

我说,那好,我永远不会拿这瓶酒换钱,在你 70 岁生日的时候,我们一起喝。他默默的哭了。第二年的他的生日( 55 岁)和圣诞节,我们实验室的人都去看了他。我们有吃有喝,一切都照旧。

就在 2015 年圣诞节刚过,我们约好明年还来的时候,他不小心在浴室滑倒,死于摔伤和感染。

再后来,我一个哥们儿从国内来玩,劝我回国。我想起了 Michael 那句话「wine is meant to be enjoyed」。就开了那瓶老贵的酒,我们几个非常不文艺的大老粗,把这瓶老贵的酒,咣咣的,就着刷羊肉给喝了。

人只有活着,一切才有价值。不论贵还是便宜,不论你身处什么场合, 享受一切。

故事二: 关于目睹裁员

我给大家讲个小人物故事。今年1月时候,学校核磁中心被停了个大 Funding,不得不 Lay off 一个多年的 Technician( 50 出头一个美国阿姨)。

老板非常伤心,但是给她开了欢送会。大家气氛比较沉重,老板就让她回顾在卡梅工作的故事。她说了好多好玩的事儿。后来又说,有的时候有自闭症小朋友,在核磁里面想要尿尿,又不好意思说,控制不住就尿里面了。还有老年痴呆老人,也控制不住。弄脏了台子,都是她擦的。

老板说,我从来没想到,你贡献这么大,我能为你做点什么吗?她怯生生的说,以后我找工作,你能帮我写推荐信吗?我老板眼眶都红了,说,当然!

然后她一个一个和我们拥抱告别。跟我说:“ Have a good future” 我差点泪流满面。最后她默默把自己工作证和钥匙,放在台子上,哭着走了。

这件事,对我整个人影响很大。很多人非常努力,为工作奉献了一切,而且非常善良,非常本分,连自己应得的(比如要推荐信),都要得小心翼翼,从不给别人添麻烦,但被裁员的时候,就是被无情的裁掉了 。

问: 为什么想到用知识星球做付费社群?

我没有想到。首先是我粉丝要求的,其次我认识一个知识星球工作人员(早就在网上认识)建议我可以加入。可以说是知识星球找到了我,并解决了我的需求。

问:哪些朋友适合您的星球?

我觉得对大脑科学、认知科学、心理学、和儿童大脑发育,以及自闭症和脑病等,有兴趣的同学都可以参加。

问:您的星球可以为人们带来什么呢?

主要是人类大脑运作的认知,甚至产生脑病的原理。

问:您认为脑科学这样一个看似离生活很遥远的领域是怎么和我们每天的生活发生关系的呢?

只要有人的地方就会用到脑科学。比如用脑科学进行营销,进行科学的学习,了解人类的情感,了解儿童发育的规律等等。所有人的行为,都是由他们的大脑决定的,了解了大脑就了解了其他人的行为。

问:您希望您的星友在您的星球里,大脑发生哪种奇妙的变化呢?

除了学习一些人类脑科学知识,了解自身,了解他人所建立的突触之外,我的星友大脑不会发生什么奇妙的变化。大脑是有可塑性的,但是可塑性是微观现象,宏观看不出来,而且是长期的微弱的现象。

通过一本书两本书十本书,大脑不会有什么变化的,除非是遇见了邪教。我只能告诉星友一些思维方式,让他们用这种思维方式继续思考和生活,也许十年八年之后,会有真正的变化。

问:您星球每月出八篇科学硬文章,这个和其他星球不太一样,您是处于哪种考虑做了这样的计划呢?

出于社会责任心吧。要写就写一些精品的硬科学文章。虽然很得罪人,但不得不承认,现在社交每天上的民科文章,或者是科技新闻的文章,鱼龙混杂现象太严重。其中,鱼是大多数。

很多科技媒体公众号,都是由外行来写的。确切的说,学新闻的人写深度模型,学中文的人写医学专刊。他们多少是翻译外国科技媒体的文章。

如果都这么浮躁的搞,只是刊登没有原创能力的人写的翻译稿件,我们公众的认识水平怎么能够超越发达国家呢?

问:您一年运营时间,内容上是做了哪些安排呢?

我打算完成以下系列:
大脑的七宗罪: 贪婪,淫欲,暴食,愤怒,懒惰,等等圣经中的七宗罪,在大脑里的原理是如何的呢?

正常儿童脑发育: 婴儿到幼儿的大脑发育到底是怎么样的呢? 有什么办法促进他们的发育和学习呢?

自闭症儿童康复: 自闭症的原理和干预手段等。

前沿黑科技: 什么是脑机接口?什么是深层刺激? 如何对大脑信号进行编码和解码?

脑科学在行业和商业中的应用:如何用脑科学进行产品设计,空间设计,营销和广告,进行谈判等等。

问:您的星球有两个月了,运营过程中,最让您感到愉快的事情是什么呢?

最愉快肯定是收钱。但仅次于收钱,只是为了它读更多的书,找更多材料也很愉快。

问:对知识星球有什么建议吗?

我希望知识星球能支持视频音频和直播功能。所谓音频不是一小段,而是那种广播式的,可以编辑的精美的音频节目。

文中提到文献来源:
1. Insel, T. R., Landis, S. C. & Collins, F. S. The NIH brain initiative. Science (80-. ). 340, 687–688 (2013).
2. Nicolelis, M. Beyond Boundaries: The New Neuroscience of Connecting Brains with Machines—and How It Will Change Our Lives. (Macmillan, 2011).
3. Blakeslee, S. Monkey’s thoughts propel robot, a step that may help humans. New York Times (2008).
4. Pais-Vieira, M., Lebedev, M., Kunicki, C., Wang, J. & Nicolelis, M. A. L. A brain-to-brain interface for real-time sharing of sensorimotor information. Sci. Rep. 3, (2013).
5. Bryan, J. Bionics and prosthetics‐into the future. Bull. R. Coll. Surg. Engl. 97, 58–60 (2015).
6.Graham, L. & McJohn, S. Thirty-Two Short Stories About Intellectual Property. Hast. Sci. Tech. LJ 3, 1 (2011).
7. Wodlinger, B. et al. Ten-dimensional anthropomorphic arm control in a human brain−machine interface: difficulties, solutions, and limitations. J. Neural Eng. 12, 016011 (2015).
8.Collinger, J. L. et al. High-performance neuroprosthetic control by an individual with tetraplegia. Lancet 381, 557–564 (2013).
9.O’Neill, H. APPLICATIONS OF BRAIN-COMPUTER INTERFACE TECHNOLOGY: IMPLIMENTATION OF PROTHESES AND SIMILAR DEVICES.
10.Yang, Y. et al. Concept encoding of human motor cortical neurons. Soc. Neurosci. (2014).
11. Mitchell, T. M. et al. Predicting human brain activity associated with the meanings of nouns. Science 320, 1191–1195 (2008).

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