三月刊| 我們如何走進神經科學?【上】

每個月最激動人心的月刊到啦!??? 最開始想寫這個話題是因為1,專欄關注者中有很多在讀大學生,甚至高中生,大家都對神經科學很感興趣;2,專欄的目標是「嚴肅而活潑的科普專欄」,嚴肅指我們專欄的作品都是經過選題、查資料閱讀文獻、綜述整理,並經過2-3個專欄編輯「同行評議」,才發表的;活潑是指我們專欄的作者是一群奮鬥在科研第一線的在讀研究生/青年講師,科研生活有笑有淚有熱愛,其中的經歷或許會對大家有幫助。科普的要義大抵不只是一本「十萬個為什麼」,是通過傳播科學知識而讓大家對科學、科學精神、科學這一職業有所理解。由此,「女博士」也不再是什麼標籤或者另類,只是女性在無數自由選擇中的一種堅持。

專欄目前有15位作者,來自N個國家不同大學不同實驗室,本科專業各有不同,研究生期間都進入了神經科學領域,但所關注的問題各有不同。以下分別從三個方面來介紹:

1 本科什麼背景?研究生期間如何選擇了神經科學?

2 本科的背景對現在內容的幫助?為了做好現在的內容,看過什麼書?自學過什麼內容?

3.學習神經科學的感悟

【限於文章篇幅和博士們的時間有限,所以還有一部分專欄作者的經歷將在周末發布哦】

常駐作者:

??知乎ID:@insoulter :

本科[心理學];博士[神經生物學] 現為北京師範大學在讀直博生

本科填志願的時候覺得沒了解過心理學和應用心理學,並比較了百度百科的介紹,看到「應用心理學有著日益廣闊的前景「,然後就它了。

非常感謝本科陝西師範大學的課程設計以及安排,大一教普心的老師是學院有名的女神,這讓我們對學心理學有了第一個認識:「學心理學讓女性更有魅力,至少會迷倒自己。」哈哈。又因為大一上學期基本上是通識課(高數,物理),普心也講的很基礎,為了更了解心理學到底在幹嘛,我開始了每星期看一本專業書/和心理學有關的科普書的任務[1]。讀書讓我明白了心理學有哪些主要領域和基本的研究方法,這時候再次感謝母校陝西師範大學。我大一正值學校改革新時代,學校引進了許多優秀的青年教師,而我們本科的導師制指導我們有了自己的導師,定期和老師交流。也是由此,我從大一下學期開始了進入科研的大門,在導師的指導下組建自己的團隊,申請科研項目,設計實驗,做實驗,處理數據寫論文。也正是在做項目的過程中,我知道了科研的真相,也加深了對學科框架和內容的理解。其實做科研的項目,對專業的理解非常有幫助:為了鞏固自己的統計基礎,我把統計書看了三遍;大量閱讀文獻的基礎上,在全系大部分人狂背《認知心理學》上屆資料的時候,我按照自己的理解重新組織總結了資料,並得了全系最高分。

就在高歌猛進的時候,卻出現了清奇少年的煩惱——我感覺似乎所做的並不是我希望一生為之相伴的內容。尤其因為我做的是純行為的實驗,在寫文章討論的部分,關於實驗結果我無法自圓其說:不知是實驗設計的問題,還是自己的功力不夠。在反覆思考後,我認為自己更喜歡的是切實的,看得見的現象,是更為基本的機制——儘管說寫論文是一個講故事的過程,但我覺得框架的組織在這個過程中更重要;而非對故事的解說。也是由此,我在保研的時候選擇了北師大腦科院的神經網路功能實驗室:一方面研究的是細胞層面,另一方面我本科參與了腦電的項目,也是神經電生理的一種。

2.本科的經歷於我來說有兩點:①統計、②學習能力。大多數人認為本科學不到什麼東西,尤其在轉行後回顧過去時。而於我來說,本科的學習需要掌握的是學科的框架,以及學習的能力。這點對於心理學背景進行神經生物學的學習很重要,畢竟我已經4年沒碰過化學和生物了…所以研究生期間會去看一些基礎書來補充知識[2],以及建立這個學科的知識框架。以心理學為例,心理學有兩個大的分支:基礎心理學和應用心理學。基礎心理學主要討論人三方面的發展:生理髮展(大腦、身體)、認知發展(感知覺、記憶、思維、語言)及社會性發展(對自我的認知即自我意識,對他人的認知即社會認知,以及個體與社會的互動發展)。應用心理學則側重於基礎心理學各個方面的應及矯正治療。而生物學主要是中心法則(DNA-RNA-蛋白質)以及在細胞社會中的信號傳遞、胞間再到人體以至於到整個生態系統的聯繫。因此,我喜歡這段經歷—心理學讓我理解自己,生物學讓我理解生命。而神經生物學,讓我更加理解了在大腦在生命進程中的作用。

我目前工作的主要內容關注神經細胞的內在興奮性以及神經調控對細胞及環路的影響;做好工作需要許多方面能力的綜合:①狹義的學習能力:學習基礎知識,比如鈣離子在細胞內的信號轉導通路有哪些?②動手能力:做過電生理膜片鉗的人都懂,修一天實驗台那都不叫事;③思路的轉換:原來的經歷是大量閱讀文獻之後設計精巧的實驗,然後收數據再分析,現在的需要先拿一顆大石頭扔到水裡試試到底有沒有現象,然後做機制,找功能;也就是說,做實驗的次數和時長很重要,一天啥也沒做出來(於我這種弱雞來說)有點正常。學習神經科學是我人生中非常美好的經歷。我第一次感到科技的力量是在看一本書中王維嘉關於矽谷經歷的自述;而作為腦科學、人工智慧飛速發展的當今,我也很高興能參與世界「腦科學發展的春天」。

作品:

  • 邊睡邊記?----睡眠中記憶的鞏固 - 知乎專欄
  • 楊永信的電療法和臨床電刺激有啥區別?
  • 雞年說雞|我懂你的痛 - 知乎專欄
  • 二月刊| 專欄作者們和實驗室的情人節 - 知乎專欄

??知乎ID:@具身思考:

本科[生物科學];博士[心理學] 現為英國曼徹斯特大學神經科學和實驗心理學院講師

本名姚博。出生那會家裡出了第一個博士,故取名「博」。初長成時聽信「21世紀是生物的世紀」,一腔熱血於廈門大學投身生物科學。然而現實殘酷,前途不明。加之懶癌晚期,遊手好閒,成績不佳。欲尋捷徑,苦練記憶。功未練成,甚是不解。赴英一游,好山好水,決意留學以探索大腦。迷戀成像腦圖,非神經科學不讀。

然而本科虛度,讀書甚少,胸無點墨。又無專業背景,只好從頭學起。「自己犯賤的選擇,不搞些事情出來豈不為他人恥笑?」於是虛心求教,加倍努力,日夜趕工。雖然一路連綿起伏,終也給了滿意答覆。

學得越多,懂得越少。悟得世間萬物,不過腦中一幕:「所見所聞,添油加醋。意志未必自由,記憶未必牢固。笑臉缺乏誠意,人言並不靠譜。不計將來後果,只顧眼前好處。分不清夢想與現實,理不明邏輯和喜怒。鐵證如山視而不見,歪理邪說先入為主」。不料「科學」也能忽悠,大眾還需科普。

=== 專訪 ===

我:「想入坑的同學推薦自學什麼比較好呢?」

姚老師:「統計是關鍵。不懂統計就做不好實驗科學。不是SPSS按幾個鍵,MATLAB幾個code就完了,對效應量、置信區間、各種分布是什麼都應該理解透徹,要能在數據分析上創新」

我:「有什麼推薦的書或內容嗎?」

姚老師:「沒有特別的,就是粗暴地學」

我:「作為心理系博士出身,請操作化定義一下何為「粗暴地學」?」

姚老師:「粗暴的學就是不斷重複。文章沒讀懂?再讀!問老師同學,直到懂為止。做presentation支支吾吾?再練,練到不看slide都能脫口而出。做實驗結果不好?總結經驗再做!做到次次都能重複。」

我:「如何從心理學的視角,理解或研究神經科學?」

姚老師:「心理學其實就是神經科學。心理活動都是有神經基礎的。傳統上他們用的方法不大一樣而已。神經科學方法比較新,所以很多方向都在摸著石頭過河。各種數據多了,解釋起來就很困難。所以大家就是要小心盲人摸象的問題,要多注重實驗數據在理論上的意義。」

我:「在當今神經科學畢業生大量產出,青椒生活不甜的情況下,你如何定居美麗的曼徹斯特並得一教職?」

姚老師:「青椒好像本來就是不甜的吧?哦跑題了。要找教職的話要儘早鍛煉自己的獨立性。要以導師的心態來讀書,凡事親歷親為。導師幫你改的文,給你的建議都要理解為什麼導師這麼寫?為什麼導師這麼想?如果我是導師的話我會怎麼做?心態上獨立,有自己的研究想法。別人就看得出來你有能力獨立帶實驗室,面試的時候就容易脫穎而出。如果一直以打工的心態做學術,就會有依賴性的問題,做老師的時候適應起來難。」

姚老師:「對了,剛吃飯的路上拍了張美麗的曼徹斯特。不要被迷惑了,一天就5分鐘太陽。」

我:「為啥選擇現在的研究方向?」

姚老師:「博士階段最先接觸的就是具身認知,於是就先入為主了。目前主要工作集中在內部語音的加工,我覺得很有趣,又沒什麼人做,所以做起來腦洞可以全開,哈哈哈哈哈哈哈。。。」(你們讀的時候聽到我笑了嗎?如果聽到了就證明內部語音是存在的。哈哈哈哈哈哈哈哈哈。。。)

我:「0,0.. 腦洞大人您好,還有什麼要補充的嗎?」

姚老師:「人生就這麼一次,不要盲目追隨權威。不把前浪拍死,後浪怎麼上岸?」

「不懂統計就做不好*實驗*科學」

作品:

  • 速讀都是套路,多讀才是王道 - 知乎專欄
  • 認知主義的缺陷 - 為什麼計算機代替不了人腦?
  • 為什麼沒有身體的大腦是無法認知的?
  • 抽象概念也離不開具體經歷嗎?

實習作者:

??知乎ID:@博超同學:

本科[生物技術];碩士[認知神經科學] 現為電子科技大學在讀碩士生

1.本科就讀於農學院生物技術專業,研究農作物如何生長。從大一開始就被老師諄諄教導21世紀是生物學的世紀,特別是分子生物學領域,近年來發展尤為迅速。但本科期間做過的各種分子生物學實驗都以失敗告終,萬分氣餒之後,轉投到研究氣候變化對植物生長影響的生理實驗室學習。本科期間一直對認知心理學很感興趣,再加上分子生物學領域的知識儲備,便決定到生物和心理的交叉學科——認知神經科學來學習。最後再補充一句,當初選擇神經生物學是聽台灣媒體人陳文茜說:未來20年是人工智慧的時代。事實也證明她預言對了,我做出了適合自己的選擇。

2.生物學領域的學習讓我這個剛入行的小白,學起專業知識來不那麼痛苦,心理學領域的學習經歷,激發了我對認知神經科學的興趣,加上多年來對學習工作方法的專註,我現在能全力以赴地應對當前的學習和科研。現在所在的實驗室研究神經電生理,剛來的時候也是什麼都不懂,半年間陸陸續續地看了《認知神經科學》、《神經信息學基礎》、《動物生理學》這3本教科書,《雙腦記》、《穀物大腦》這些科普書也都看過一遍,有不懂不會的時候就向實驗室的前輩們請教,知乎上的科普和專業文獻也幫助我極大地拓寬了視野,踏足神經科學領域之後,感覺整個人生都精彩了起來。

3.神經科學是個交叉學科,生物學、醫學、心理學、社會學、計算科學、數學都有涉獵,我個人的感受就是每個跨學科過來的人都能很快找到自己熟悉的東西,也都有相關的工作可以做,但不同學科的人看問題的角度和思維都不太一樣,有時候會被一個簡單的問題困擾很長時間,所以這個學科想要融會貫通還真的挺困難。想要學好這個專業,好奇心是永遠的啟明星。

作品:挨餓的長征路上,大腦是如何挺過來的? - 知乎專欄

??知乎ID:@yue li:

本科[生物醫學工程];博士[生物醫學工程] 現為浙江大學在讀博士生

我是李悅。在網上,常常有人看這名字認為我是師兄,我也不置可否。但我其實是傳說中的第三類人---女的神經科學博士,也可簡稱,女神經。

高考那年浙大剛開始實行大類招生,最初選了理學院。不過後來按耐不住內心工人階級孩子特有的衝動轉到了生物醫學工程專業。機緣巧合,進去的時候認識了一個做定量生理的學姐,學姐貌美如花,我就想為她把試管刷。這一刷就改變了我今後的十年。(各位同學在實驗室一定要主動主動呀)。通過學姐我接觸到了正在做腦機介面方向的團隊。於是從09年開始,我就一直從事植入式腦機介面方向的學習和探索。

由於腦機介面需要提取腦電信號並分析轉化為機械控制信號,因此從動物實驗,信號分析都要自己親力親為。(事實證明,還有很多時間是在修理儀器)所以本科畢設到後來需要學習大動物實驗操作,行為學分析以及信號處理分析等相關內容。信號處理,電生理學知識一定要紮實(不少人同時也成為了專業的訓鼠師,訓猴師)。當然,其中也順應著機器學習和人工智慧的發展,腦控結合先進的演算法可以達到更精準更實時的控制。因此,我中途還去蹭了不少計算機系的課程。

現在,再讓我重新審視一下就會發現:學過的知識實在太少,需要學習的東西實在太多。神經科學鋪設的範圍太廣了,我們經常需要不同背景的知識融入進來,比如心理學,醫學,控制學等等只要你可以想到。對,有次在國外交流的時候我旁邊坐著的居然是哲學教授,前面是運動學教授。所以一入神經科學深似海,不,是比海還深……大家只要努力就可以了,它會把好奇心加倍還給你。

??知乎ID:@菜子:

本科[心理學]; 碩士[認知神經科學] 現為台灣國立中央大學在讀碩士生

高中時希望自己未來的工作是幫助人類幸福快樂的生活,但要怎麼助人?需要什麼能力?首先必須了解自己,因此大學時進入心理學領域,在台灣的國立東華大學進行臨床心理學、咨商心理學專業知識的學習與訓練,師長特別重視實務應用,強調助人工作者能有效應用專業知識幫助個案,大三暑假更有機會到醫院精神科見習,實際了解助人場域真實情況與問題。學習過程中,我持續探索要如何有效率的幫助他人。

我本科的導師陳若璋教授(台灣犯罪心理學第一把交椅)過去在變態心理學及犯罪心理學給我非常大的啟發,也發現現實世界的黑暗,老師親身示範理論在心理治療與司法上的應用(e.g.性侵犯、食人魔)。陳老師強調解釋複雜的人類行為時必須共同探討生理、心理及社會環境的影響,老師講述多次參與國內重大刑事案件調查經驗,囿於法規限制,不易對犯人進行研究,但犯人在神經、生理上的異常可能是犯罪原因,釐清認知神經機制,才有機會真正了解問題,才能防患未然。因此,繫上對基礎研究方法的訓練非常紮實,並鼓勵學生進行專題研究。

跨領域學習及研究能力

當對心理學有基礎的認識之後,我發現探討人類極複雜的行為與心智歷程,必須運用多元的工具與方法,才有機會深入了解。我期許自己,成為有高度彈性、多元觀點的跨領域研究者,特別是探討複雜心智歷程的科學家,更需要具備跨領域研究能力,我決定在大學期間能培養此能力,因此雙主修心理學及生命科學。

醫院精神科見習

心理系提供學生在暑假到醫院精神科見習。這段經歷讓我更了解當前精神醫療真實樣貌,治療幾乎以藥物為主,僅有少數病人有機會接受心理治療,且心理師的專業技能因體制限制而不易發揮。見習經驗讓我更認真思索神經生理對心智、情緒的影響,但同時質疑藥物治療可能不是最好的治療方式,對多數病人來說,藥物無法使病人康復,更不易痊癒。近年已有學者表示(Akilet al., 2010) 50年來精神分裂症治療沒有重大突破,近20年憂鬱症治療也沒有明顯進步。這提醒我如果未來要有貢獻,必須對分子層次的機制有更多的了解,同時也要尋找更多元的方法,突破停滯不前的僵局。

助人實務經驗:咨商輔導

服役時,由於我有心理咨商專長,故有機會在軍中心理衛生中心擔任心輔老師,出乎我意料,竟能在當兵時充分發揮過去所學,工作內容就是咨商輔導,如果個案有必要就醫,我須協助轉介個案至精神科。雖然從中累積實務經驗,但可惜的是沒有專業督導,無法客觀評鑒自己的服務質量與可能的問題。我協助的個案中,高比例是適應不良、壓力、失眠、感情問題;部分是憂鬱症、焦慮症、恐慌症;亦有少數藥酒癮及邊緣性人格個案。咨商輔導雖能改善個案身心感受,或有能力面對問題及困擾,但對精神疾病患者的幫助有限,藥物亦無法完全解決問題,因此我未來的方向是尋找、發展出更有效的方法幫助他人,在此之前,我希望投入基礎科學研究、釐清問題,並以科學方式客觀檢驗,這也是我碩士班到國立中央大學認知神經研究所就讀的理由。

碩士期間的研究方向是從華人本土文化脈絡尋覓題材,也是正視我國心理學被歐美學術殖民的問題。禪定(meditation)對認知功能的影響是我當前的研究議題,過去許多研究說明靜坐能改善認知功能(Tang& Posner, 2015),但大多研究並沒有清楚說明改善機制,而且此議題包含許多難以有效控制的混淆變項,包括受試者招募不易、靜坐訓練及方式不同、個體差異……都是研究常遇到的限制,因此我的研究儘可能排除上述限制,從禪定對注意力的影響切入,若有影響,則進一步探討其背後的神經機制。初步成果發現,長期禪定訓練能有效改善注意力再導向(attentionalreorienting)的能力,受試者能有效率的排除分心物(distractor)的干擾,回到原本該專註的地方。從腦波分析可看到禪定訓練者,能有較大的Pd成份(distractorpositive),Pd作為注意力抑制(attentionalsuppression)的指標,此能力能抑制分心物的干擾。受試者愈能抑制與實驗無關的分心物,愈能正確作答。因此本研究不只觀察到注意力表現變好,更進一步說明表現變好的原因來自有效率的注意力抑制。此外,也發現禪定訓練者的焦慮程度顯著低於控制組。以上只是我夢想的小小起步,也還沒有太多成果,但朝著理想前進是令人興奮的事情,也讓生活充滿動力。

【下期預告】【下期預告】【下期預告】【下期預告】【下期預告】【下期預告】

限於文章篇幅和博士們的時間有限,所以以下專欄的經歷將在周日發布~ 周末見 ^_*

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??@東華君: (一個有很多文章的專欄勞模,正在掏心掏肺地講述科研之路。)

教育經歷:南昌大學生物科學學士;南昌大學、維克森林大學神經科學聯合培養博士生

研究方向:工作記憶的神經機制

興趣領域:行為電生理,腦高級功能的神經機制

??@Landowph :

教育經歷:中國海洋大學生物化學與分子生物學學士;同濟大學人體解剖與組織胚胎學碩士; 圖賓根大學認知神經科學博士生

研究方向:運動認知與鏡像神經元

??知乎ID:@Mon1st

教育經歷:香港大學計算機科學學士;康奈爾大學神經生物與行為學博士生

研究方向:運動學習

??知乎ID:@鶯柳上 (最近在趕文章的死線,不知道周末會不會出現?)

教育經歷:浙江大學物理學學士,杜克大學神經科學博士生

研究方向:小鼠鬍鬚感覺系統

??知乎ID:@siaga

教育經歷:中山大學海洋生物學學士;名古屋大學神經生物學修士+博士

研究方向:聽覺神經環路(果蠅)

#自學過的書、資料# 不斷更新中

[1]本科期間入門的書(仔細想想已經過去近5年了啊,絞盡腦汁Ing):

普通心理學:《與「眾」不同的心理學》《心理學與生活》《改變心理學的40項研究》

實驗心理學:《實驗心理學導論》《實驗心理學——通過實例入門》

社會心理學:《烏合之眾》《社會性動物》《親密關係》

諮詢心理學:《自卑與超越》《登天的感覺》

看著玩:《思考,快與慢》

----不斷更新中,因為實在年代久遠...

此外,傳播學一些書也可以看,推薦《娛樂至死》《童年的消逝》;這兩本對於我理解知覺加工和思維的部分很有幫助。

[2] 研究生期間入門的書:(天啊我一直在入門)

《探索腦》《神經生物學》《神經科學原理》《膜片鉗技術》《細胞的分子生物學》

在這個知識簡直不要錢的時代,轉行或者有不懂的,請surf the internet..

不過剛入學時更專業的書我基本看三遍都不帶有點印象的…為了理解,兩個方法:

1 一把年紀去本科生課堂坐在第一排低調地聽課

2 MOOC呀~ 這是個肥常好的資源,請不要浪費哦。

課程挑需要的看過《細胞生物學》《分子生物學》《結構生物化學》

希望對大家有幫助! 並一起努力^_^


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