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12月21 & 31日 Gerd Kempermann 2025 Adult Neurogenesis

12月21日:Adult Neurogenesis 3rd ed 2025 Gerd Kempermann《成年人脑内的神经发生学》第3版。年底越近,好书越少。这本书,在我的工具书文件夹里。不过,我的工具书文件夹目前是350GB,大约三千本书。成年人的脑内,脑科学家长期的共识是,很少可能继续发生新的神经元。人体其它类型的细胞,平均寿命不过7年至10年,唯有“藏器”(包括“六腑”及脑)是不可再生的,寿命随医学与再生技术而延长。晚近二十年,海马回发现了新生的神经元,引发持续的研究。这本书是工具书,第3版,标题及开篇,都很明确,神经元发生学,这里收录的,是关于成年人的脑内神经元的发生学研究。它的副标题,封面印着,字多且小,我贴在这里:Stem Cells and Neuronal Development in the Adult Brain(成年人脑内的干细胞与神经发育)。这位作者,德累斯顿技术大学的“再生疗法”研究中心。

12月31日继续介绍这本书,图1:Gerd Kempermann 2025 Adult Neurogenesis 3rd ed《成年人脑内的神经发生学》。成人大脑中的两个"神经源性区域":成年哺乳动物大脑中只有两个区域在生理条件下似乎具有神经发生性。位于侧室侧壁的前体细胞会在“嗅球”中产生新的“中间神经元”。成年人的海马体的“神经发生”可毕生发生新的兴奋性颗粒细胞。这两种成年神经发生形式,起源于不同的前体细胞群体,独立调控,功能完全不同。关于神经源性区域与非神经性区域的区别、该区分的关键标准及其局限性,请参见第8章。我在《行为经济学讲义》里推测,“内嗅脑”是人脑最原始的长期记忆体。也因此,我建议新生儿的家长们尽早开发儿童的嗅脑,图1的左上方。你家的儿童在三岁之前,嗅过多少种不同的气味?家长们通常有“安全性”的顾虑,因“剂量”问题而放弃了宝贵的早期记忆发育窗口。嗅觉神经通路,是人类“五官”唯一直达大脑皮质的,而其余四种官觉必须经过“下丘脑神经核团”的预处理,为了减轻大脑的工作量。代价是:成年人早已习惯于丘脑系统制造的“信息茧房”(于是创造性枯竭的人经常使用“死滕水”使丘脑系统暂时瘫痪)。在演化的“有骨鱼”阶段,嗅觉直达大脑,因为那时根本没有哺乳动物脑(学名“外缘系统”)。在成年之后,至少根据目前的研究,嗅脑继续保持新生神经细胞的能力。这些新生的神经细胞游走至紧邻嗅脑的海马回(最著名的“记忆体”)。与大语言模型一起流行的一种假说,认为根本不存在专门“记忆”的脑区,被记忆的,是神经元网络的 “参数”,人脑大约有百倍于目前大语言模型的参量数。这一假说,至少需要“补充”。生命与环境“共生演化”。环境的那些最稳定的属性,通常已与生命结合为“龛位”(niche)。如果完全不需要任何长期记忆体,那么,生命也就不必有任何形式的DNA。每次讲课,我会多次重复这一基本原理:任何有机体都有两种基本倾向,三分之一的灵活性与三分之二的稳定性,不可偏废,否则很难生存。这里,三分之二的稳定性,必可形成长期记忆体,而且应在长期内保持神经再生能力,例如“嗅脑”。值得称赞的“深度学习”和“大语言模型”,辛顿偶然从脑科学借用的“反馈”,之所以获得极大成功,也许仍是资源的“错配”。人工智能的符号主义学派,基于三分之二的稳定性(长期记忆体),而目前流行的联结主义学派,基于三分之一的灵活性(通过“预训练”获得不太稳定但足以适应“环境”的参数值)。这些学派正在相互借鉴,也正在寻找更好的技术路线。

 

作者简介:格德·凯珀曼(Gerd Kempermann)教授(1965-)是国际知名的神经科学家,专注于成人神经发生(即成年大脑中新神经元的生成)和神经可塑性研究-。他是德国德累斯顿再生疗法中心(Center for Regenerative Therapies Dresden, CRTD,Technische Universität Dresden)的教授(2007年-),研究方向为“再生基因组学”。同时,他也是德国神经退行性疾病中心(DZNE)德累斯顿站点的发言人。凯珀曼教授以其在环境、运动和个体选择如何塑造大脑与行为方面的开创性研究而闻名。

1993年获得弗莱堡大学University of Freiburg医学博士学位,之后获德国研究基金会的奖学金到美国加利福尼亚州圣地亚哥的索尔克研究所(Salk Institute in La Jolla),在神经科学先驱弗雷德·盖奇(Fred H. Gage) 的实验室进行博士后研究。1999年获得了海因茨·迈尔-莱布尼茨奖(Heinz Maier-Leibnitz,德国最重要的青年科研奖项)。2000年起,在德国马克斯·德尔布吕克分子医学中心Max Delbrück Center for Molecular Medicine担任“神经干细胞”研究组的负责人。

9月5日 Rebecca Schwarzclose 2021 大脑地图

图1:When the Earth Was Green --- Plants, Animals, and Evolutions Greatest Romance 2025 Riley Black 《当地球是绿色的时候:植物,动物,以及演化的最伟大的浪漫》。开篇描写多细胞红藻,12亿年前,大约是地球上第一次发生的有性繁殖。这本书的主题是植物与动物之间的“外共生演化”。我认为可补充阅读,图2:《植物的战斗》,2022,汪诘。

图3:Rebecca Schwarzclose 2021 Brainscapes --- The Warped, Wondrous Maps Written in Your Brain―And How They Guide You,《大脑地图》,中译本2023年出版。图4:Rebecca Schwarzclose 2021 Brainscapes --- An Atlas of Your Life on Earth《大脑地貌:你在地球上生活的图集》。

这是英文原版标题的直译,因为,我总觉着“大脑地图”这样的标题有些误导,但也很无奈。

这位作者很年轻,现在是华盛顿大学医学院的助理教授(相当于北京大学的“长聘轨”讲师)。但她这本书好评如潮,确实很通俗,以致我必须跳着听。此外,她至今只出版了两本书,都是2021年的,而且标题雷同。

图5,根据中译本的封面,可推测英文原版是图5左边的那一本。我更喜欢这些插图,都是手绘的,并有绘图者的姓名。例如,图6,科学家绘制的小鼠大脑皮质四种味觉的初级感受区。我在两年前的朋友圈里特别评论了那时颁发给味觉研究者的诺贝尔奖,实际上,我们对人类味觉和嗅觉的研究最难有突破性的进展,至今也没有“编码模型”。这是因为,人类语言通常只能表达几十种味觉和嗅觉感受。数千种或数万种更细微的差异,在品酒师这样的专业领域里,初级的方法,是研制“风味轮”,仿照加州大学研发的葡萄酒风味轮,2019年中国农科院茶叶研究所研发了中国茶叶的风味轮。注意,这是初级方法,帮助外行品鉴葡萄酒和茶。味觉细胞,人脑的情况不能参照图6小鼠的脑,事实上,小鼠若有人类能理解的表达,它们也不会赞成图6这样的简化图示。味觉与嗅觉采取的表达方式是由感受不同化学分子的许多细胞的同时激活而构成的许多味觉和嗅觉的“模态”,图7显示了小鼠脑内激活的对特定化学成份敏感的细胞群。图8显示鳗鱼的嗅觉脑区。

图9,这位作者的简介,她的研究室专注于儿童感觉,以及,早期焦虑症。

丽贝卡·施瓦茨洛斯(Rebecca Schwarzlose)博士是圣路易斯华盛顿大学医学院精神病学系的助理教授。麻省理工学院(M.I.T.)的神经科学博士学位。她是一位认知神经科学家,专注于研究发育中的大脑。她的主要研究领域是感觉在神经发育中的作用,特别关注感觉过度反应性的神经基础。其研究旨在描绘与感觉过度反应性相关的神经回路和机制,并理解这些因素与儿童神经发育及精神疾病(尤其是自闭症和焦虑症)的关联。

9月6日

继续讨论这位作者的这本新书。如我昨天所说,人类的味觉细胞和嗅觉细胞,以模态为表达方式。人的舌面分布着三类积极的味觉细胞:甘、鲜、咸。每一类积极的味觉细胞只有不超过两个或三个不同的类型。另一方面,人的舌面分布着二十多个不同类型的“苦”感细胞,也被称为“消极的味觉细胞”。积极的味觉细胞使人产生想要品尝的冲动,消极的味觉细胞让人抑制品尝冲动。二十多个不同类型的苦感细胞,它们的全部组合,是一个天文数字,它们能够表达的味觉模态,当然也是一个天文数字。语言却过于贫乏,难以描述这些模态之间的细微差异。我称之为“表达的困境”,调香师之于嗅觉,品酒师之于味觉。回到我概述的怀特海命题:在理解之前,有表达。在表达之前,有重要性感受。由于表达的困境,人类至今难以理解自己的味觉和嗅觉。

 
 
 
 
 
 
 
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汪丁丁

汪丁丁

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数学学士(1981年),数学硕士(1984年),经济学博士(1990年)。但学位都是无用之物,如维特根斯坦所言,读完即可销毁。最近的工作:北京大学中国经济研究中心和浙江大学经济学院经济学教授,浙江大学跨学科社会科学研究中心学术委员会主席。长期坚持的工作:财新传媒学术顾问。教学及阅读领域:经济学思想史、制度分析基础、行为经济学、新政治经济学——公共选择理论与社会选择理论、演化社会理论——演化认识论与演化道德哲学。在公共领域内所持的矛盾态度:批判主流,关注思想,拒绝媒体。对任何学说及其说服者持温和的怀疑主义态度,这种态度不合逻辑,但真实,如Charlie Brown 一般真实。

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