神奇的连接组经典读后感有感

《神奇的连接组》是一本由[美]承现峻（Sebastian Seung）著作，人民邮电出版社出版的平装图书，本书定价：79.80元，页数：292，特精心收集的读后感，希望对大家能有帮助。

《神奇的连接组》读后感(一)：以假说演绎法解析神经元连接组理论，揭开大脑的神奇之处

连接主义这个词，更广泛地是指20世纪80年代认知科学的一场运动，试图以神经元加权投票模型解释人类的心智。

倘若我们要想真正地理解大脑，就必须先找到神经元的连接关系，换句话说，就是找到连接组。连接组，就是先天与后天相遇的地方。

一个神经元的功能，主要取决于它与其他神经元的输入与输出的连接。

大脑发育的这两个步骤是发生在母亲怀孕期间的。到婴儿降生的时候，神经元的形成和迁移就已经基本上完成了。

在出生后，神经元还要继续伸展出分支，这个过程叫作大脑的“连接”，因为树突和轴突将要形成连接。轴突伸展得快，因为它们远远长于树突。轴突不断生长的顶端，叫作生长锥，因其大概是个锥体而得名。

在穿越大脑的大部分旅程中，轴突是走直线的，就像树干那样。在生长锥抵达目的地后，轴突就开始伸出分支。

在大脑的连线完成之后，神经元就开始生成突触，连接到其他神经元。除了神经元之间的化学信号之外，大脑里还有电信号。它们在神经元内部传递。大脑在发育过程中也会破坏连接。神经突之间的信号传递，只能发生在特定的位置，这些连接点就是突触。突触破坏过程会不断地完善草稿，产生出一个成熟的连接组。

大脑的关键在于组织结构，而不是突触数量。一个成年人的突触数量，只有他小时候最多时的60%。

大脑连接组，其实是个支撑动态脑活动的基本结构。大脑的神经连接具有可塑性，人类可以通过学习，改变神经连接的传导、处理信息的效率和局部的突触结构。连接组建筑在基因组之上，神经网络的架构反映了大脑的智力。

孤独症和精神分裂症是连接病理。孤独症患者的大脑在幼年早期要比正常的大脑发育得快。其中，额叶皮层的发育速度尤其要比其他地方更快，这可能是因为额叶的神经元之间形成了过多的连接，他们的额叶与大脑其他区域之间形成的连接过少。

连接组死亡是以结构为标准的，它意味着真正不可逆转的失能（假设它意味着记忆丢失的话）。

未来文明就算掌握了复活术，也只能复活身体，而不能复活心智。反过来说，如果里面的信息完好无损，那我们就无法排除复原记忆和人格的可能性了。

普林斯顿大学神经科学家承现峻（Sebastian Seung）在本书里以假说演绎法解析神经元连接组理论，为我们讲述连接组其实是由先天基因和后天经历共同塑造的，我们的连接组可以由我们的行为与思维来塑造，连接组是让我们如此与众不同的根本原因，同时我们也可以通过影响大脑的连接结构，来塑造我们的大脑，让我们变得更加独一无二。

《神奇的连接组》读后感(二)：连接组学的前世今生

用四天时间看完了这部连接组学的“宣传片”。精彩啊！深入浅出，引人入胜。看完有些舍不得结束这次脑与意识之旅。但是同时也对连接组学的未来充满了希望。

其实我从多年前它还叫《连接组：造就独一无二的你》的时候就想看了，这个月一看，好家伙，再版了。一直想看的原因有三：1.想搞明白自己是个什么东西；2.经常想起安德鲁·霍奇斯说过的思维不在电子管里，思维也不在神经细胞里，思维是一种逻辑结构，并不依赖承载它的物理实体；3.译者是翻译过《图灵传》的孙天齐。（对，就凭这一条我也要看，谁让那是我最喜欢的书呢？我都给《图灵传》写了三篇书评了！）

众所周知，一个基因组，就是你的 DNA上核苷酸组成的全体序列，而一个连接组，就是一个神经系统中，各个神经之间的连接的全体。也许我们都好奇过，是什么让一个人有别于另一个人，作者给出的答案是：你不只是你的基因组，你是你的连接组。

站在连接组学的前沿，作者试图将连接组学的过去现在和未来呈现在读者面前，因此本书既是科普，也是科学史。

身为一个医学生，看的时候不得不感慨，所为科普，作者竟然能把大量的医学概念用生动的类比讲得如此清楚，而且每当你觉得“讲到这个程度就可以了”，作者还不满足，还要继续深入；作为科学史来说，本书有大量的参考文献，不仅告诉你一个理论是什么，更告诉你它是怎么产生的，那是一些怎样合理的实验，又是由怎样的一群科学家实现的。作者书写着人们探索大脑功能的每一步，那些疑问，那些突破，还有那些局限性以及现在依然无法解决的问题；同时，贯穿本书始终的，还有对连接组学临床应用前景的畅想：精神分裂症、孤独症、帕金森病、阿尔兹海默症……连接组学能够成为解决它们的钥匙吗？

本书分为五个部分，前两个部分几乎是关于连接组学出现之前学界对人脑与智能认识到什么程度了，以及一些必要的背景知识。毕竟，要讲连接组学就不得不讲述颅相学和新颅相学的历史，回望那些用大脑尺寸，大脑功能分区和皮层厚度解释一切的岁月；也不得不阐明神经生理学、病理学、解剖学和组织学上的一些相关概念，作者应用了大量的类比，让原本抽象的概念变得通俗易懂（俗话说，想给人一滴水自己就要有一盆水，承现峻大佬是有个尼亚加拉大瀑布吧）……总之前两章不好好看后面的内容就别想看懂了！想想也是，每个学科都只能出现在它该出现的时候，只有合适的土壤，才能让花绽放；只有以前的学说无法完全解释现象时，才会有开创新科学的需求；也只有技术手段发展到一定程度，才能有发展、检验这些新生理论的条件。本书前面的部分向我们描述的，就是这样的土壤。

本书最核心的部分，是关于连接组学的现在。作为一部连接组学宣传片，这才是作者真正想讲的。

作者提出了几个核心的观点，“你是你的连接组”，“一个神经元的功能，主要取决于它与其他神经元的连接。”。还有几个重要的概念：重新赋权，重新连接，重新连线，和重新生成。即突触强度可以增强和减弱，大脑不断地随机创建新的突触，并消除那些无用的突触，它们还能通过生长新的枝条或收回原有的枝条来改变连线的结构。这些理论或许能够解释，为什么每个人都是独特的，基因组和连接组之间有什么关系，我们的记忆是如何形成的，神经元之间的连接模式究竟是怎样的，为什么成年人学习新东西更难，为什么相比其他许多器官，大脑损伤之后难以修复等问题。同样，这些答案的背后都有无数坚实的实验作支撑。

第四部分是我最喜欢的，它为我们讲述了连接组学的探索之路。作为一个年轻的学科，连接组学需要证明自己。不管是从内容设置上，还是逻辑链条上，这部分都非常有料，非常合理。我们如何看到神经元？如何看到突触？如何追踪神经脉冲在神经元之间的传导？我们制造了哪些工具，创造了哪些方法来做到这一点？从光镜到电镜，从MRI到fMRI到dMRI，从计算机到人工智能，一路走来，我们可以借助的力量越来越多；从区域连接组，到神经元类型连接组，再到神经元连接组，我们想要看到的东西越来越细化；从记录神经脉冲传导的模式，到破译其中所代表的信息，我们离理解大脑的运行方式越来越近；从寻找连接组，到通过对比探寻连接病理，从预测疾病到诊治疾病，我们能运用连接组学破解神经发育疾病和神经退行性疾病的难题吗？一切都通过生动的比喻，有趣的故事还有灵魂配图讲得非常清楚。

比起之前的内容，最后一部分的画风就很清奇了。从人体冷冻、人体塑化，再到意识上传，这些科幻的场景能否变成现实？连接组在其中能够起到怎样的作用？人类能够实现永生吗？从最坚实的事实，到最飞扬的狂想（好像也没有那么狂），图灵说得好，猜想本身并无害处，只要我们不把猜想与已经证明的事实相混淆。而且猜想很重要，猜想会给研究带来灵感。 （那就想吧！

至此，作者给我们理清了连接组学的来龙去脉，前世今生，就像给连接组学写了一部传记。能看到这样一本书我感到很幸福。毕竟离搞清楚自己是个什么东西又近了一步。“你是你的连接组”，这句话自有其迷人之处。

于是我又想起霍奇斯的那段关于神经元和电子管还有思维的话。现在，我已无比相信是神经元或者电子管之间的连接方式产生了智能。基因是先天注定，而在后天的成长过程中，突触生成又消灭，永远处在变化之中，这才是让我成为我的原因。之前看到新闻说人们已经搞清了非常小的一块小鼠大脑皮质的神经元连接，虽然我和这个专业离得很遥远，也能感受到那种激动。

最后看到译后记觉得很感动。孙天齐大佬是《连接组》的译者，也是《图灵传》的译者，多年来他在计算机、人工智能、神经科学等领域倾注了许多心血……感谢大佬让这两本书跨越语言的藩篱来到我们面前。译者的热情和作者的热情一样，都会通过文字感染读者。我一直相信这两本书都找到了最合适的译者。《图灵传》我最喜欢的书（没有之一！），而《连接组》也是我一直想看现在终于看了的书。能够以这样的方式与译者“重逢”，也让我感到很幸福。这两本书也有许多相通之处，它们都透出人们对思维本质的追求。路漫漫其修远兮，但我相信人类终将真正地认识自己。

《神奇的连接组》读后感(三)：推荐序 向人类科学的最终前沿进军

仇子龙中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）

蒲慕明上海脑科学与类脑研究中心

人类大脑重约 3 磅（约 1.4 千克），被戏称为“三磅的宇宙”（three-pound niverse）。因为具有高度发达的大脑，我们成为万物之灵，创造了绚烂的文明、改造了这个世界，同时还可以抬头仰望浩瀚星空，俯首观察身边万物，探索自然的奥秘。我们的大脑中有数百亿个神经细胞（神经元），每个神经元与上千的其他神经元相连接，通过电信号与化学信号将我们感受到的外界信息传递给大脑，大脑可做出即时反应，当然也可深思和探索宇宙万物的规律。

美国著名系列科幻电影《星际迷航》（ Star Trek ）中有一部名为 The Final Frontier ，直译是“最终前沿”，意指探索无穷宇宙为人类科学的最终前沿。其实，人类的大脑一点都不比浩瀚的宇宙简单，它是一个内在宇宙，说研究人类大脑的神经科学（neuroscience）为“人类科学的最终前沿”也毫不为过。

“连接组计划”与各国“脑计划”

本书是美国普林斯顿大学著名神经科学家承现峻教授的优秀科普作品，他用生动的笔触描写了世界各国神经科学家正在开展的一项探索大脑奥秘的宏伟工程——连接组（connectome）计划。连接组计划希望全面认识大脑中各类神经元之间的连接。我们已经知道人类大脑中的神经元约 1000 亿个，其中至少有几百种不同的类型，而每个神经元又同时与千个以上的神经元形成传递信息的连接点（突触），所谓大脑的连接组计划，是对各脑区、各种类型神经元之间的相互连接情况进行全面的研究与分析。可想而知，这是一项何等艰巨的工作，因为需要采集和分析的信息，其规模将创造人类历史之最。

“连接组”（connectome）一词从“基因组”（genome）衍变而来。20世纪 90 年代，美国能源部与国家卫生研究院（National Institutes of Health，NIH）主持的历经十余年的人类基因组计划（Human Genome Project，HGP）耗资 30 亿美元对人类基因组的 30 亿个 DNA 碱基完成了全测序。这项计划全面获取了人类 DNA 里的编码基因及非编码区的碱基序列信息，大大加强了人类寻找遗传病病因、攻克复杂疾病、促进身心健康的能力。

2013 年 4 月，美国时任总统奥巴马在国情咨文中宣称，人类基因组计划每1 美元的投入至今已获得了 140 美元的超值回报。因此，美国 2013 年启动了研究大脑的“脑计划”（BRAIN Initiative），以支持创新型神经科学研究技术为重心，进而推动对脑科学和脑疾病的研究。2020 年，美国在脑计划方面获得了一系列丰硕的成果之后宣布启动 2.0 版脑计划。

从2013年起，美国、欧洲及日本陆续宣布了专攻神经科学的“脑科学计划”。中国科学院在 2012 年已启动了研究脑联接图谱的战略先导计划。2021 年，经过神经科学专家们的反复研讨，中国也启动了“科技创新 2030：脑科学与类脑研究重大项目”（以下简称“中国脑计划”）。人类向“最终前沿”进军的队伍中又增加了生力军！

脑科学的重要科学问题：先天与后天哪个更重要承现峻教授曾经在 TED 做过一个非常出色的科普演讲，介绍大脑连接组的研究，开场时他自嘲，大脑如此复杂，让人忍不住产生疑问：这难道是我们穷极一生可以理解的吗？不错，我们虽然知道大脑是基于基本物理与化学原理组成的，却对大脑如何能够准确地区分与储存海量信息，以及能同时进行思考与抉择等高级认知行为的机制仍知之甚少。在本书中，承现峻教授提出，只要我们全面地了解了大脑中神经元的连接，就可以得知我们大脑储存信息的方式、思维模式甚至如何产生深邃的思想。事实是否真的如此？

让我们简单讨论一下书中的一些主要科学观点。首先，作者认为人的大脑组成不仅仅被基因组决定，更被连接组决定。这是生物学界一个非常重要的争论——nature vs nurture：究竟是先天还是后天的因素决定了人的方方面面，包括大脑的功能等？基因组代表先天因素（nature），从父母遗传而来，很难轻易改变，而连接组象征后天因素（nurture），是我们在这个纷繁芜杂的世界中经过无数外界信息塑造后的大脑。

在这个问题上，并非说基因组和连接组就一定是“东风和西风谁压倒谁”的问题，而是在何种层次上相互协调、贡献大脑功能的问题。人类大脑的神经网络大都是在出生后，由环境提供的信息塑造而成的。基因提供了神经网络构建所需的材料，而环境是塑造每个人独一无二的神经网络的建筑师。在成年人的大脑中，虽然神经网络已经基本定型，但是基因组仍在提供一些材料，使大脑的神经连接仍有可塑性，可以通过学习，改变神经连接的传导、处理信息的效率和局部的突触结构。人类在进行学习与认知活动时，大脑中的电信号就会激活神经元，将许多基因打开或关闭，改变神经元功能相关蛋白质的水平，使神经元的放电特性和神经元之间的连接点（突触）的传递效率产生长期性的变化。因此从这个角度上讲，连接组建筑在基因组之上，神经网络的架构反映了大脑的智力。

作者承现峻还认为，全面了解大脑的神经元连接组，我们就可以了解大脑的奥秘。根据前文所说，我们知道所谓大脑连接组，其实是个支撑动态脑活动的基本结构，在我们的大脑接收并处理了外界信息之后，神经元之间的突触可能就会发生改变，长期的变化就代表了我们记忆的储存。电活动再度激活这些突触，就反映了记忆的提取。解析出大脑的网络连接结构，只是理解大脑工作原理的一小步。进一步来说，活体中的神经网络具有大量的动态信息（电活动），真正解码并理解这些电信息的意义和功能，才能理解大脑的工作原理。所以，假设如承现峻教授所说将大脑深度冷冻，保存连接组的结构，那么由于我们不能保存活体时的电活动，没有动态脑活动的信息，所以能否从连接组的分析中洞察出神经网络的工作原理，还是未知数。

方兴未艾的脑图谱研究

如果我们暂时还没有办法洞察一个活人大脑中的神经元之间全面的电活动动态信息，那么研究大脑连接组还有意义吗？近年来，神经科学家认识到，我们的高等认知功能及脑疾病的起因往往与大脑中神经元具备功能的神经连接的异常有关。我们目前已经可以通过模式生物，如啮齿类的大小鼠以及人类的近亲——非人灵长类动物，来对大脑中的特定神经连接环路进行研究，包括在高级认知功能中，在病理状态 [ 包括阿尔茨海默病、帕金森病、孤独症（自闭症）、抑郁症及精神分裂症 ] 中，哪些神经连接组成的环路发生了变化。这些研究已经越来越受到神经科学家们的重视。如果能认识到大脑中这些特定神经元的连接模式及细节，的确可以极大地促进我们对大脑工作原理的认识，并同时得知脑疾病的起因与病理进程。值得一提的是，抑郁症和孤独症也是“中国脑计划”的重要研究对象。

连接组计划涉及海量的人力、物力与财力，堪比 20 世纪 90 年代的人类基因组计划，因此是政府组织大科学计划的适合主题。虽然本书中阐述的连接组计划涉及的许多前沿技术还有待进一步开发成熟，但近年来各国的科学家都认识到现在已经具备多种科学技术，可以初步建立大脑的连接图谱。这些创新的科学技术可以揭示小鼠、猕猴乃至人类大脑神经元中的基因表达情况和各类神经元的空间分布信息。因此，“脑联接图谱研究”主题已经成了“美国脑计划”的重要方向之一。2021 年 10 月，“美国脑计划”中对小鼠与非人灵长类大脑联接图谱的阶段性研究成果以16篇研究论文的形式发表在著名科学刊物《自然》（Nature）上。

结语

探索人类科学的最终前沿，显然还需要数代人的不懈努力。“中国脑计划”已经起航。对中国科学家来说，要有所为，有所不为，在重要的前沿领域，需要占一席之地。“中国脑计划”的整体架构以脑认知的基本神经原理为主体，以脑疾病研究与类脑研究为两翼，通过这样一体两翼的设计，期待可以经由科学研究的成果，为“健康中国 2030”的总体目标贡献力量。比如社会大众关心的问题可能是：各国的脑计划是否可以厘清脑疾病的机理？是否可以早期诊断、早期干预、延缓脑疾病的发生和发展？是否可以通过脑科学研究帮助促进少年儿童的智力发育？特别是在中国已经步入老龄化社会的时刻，是否可以通过脑科学研究让衰老的大脑常葆青春？

基础研究与社会发展密不可分，特别是脑科学研究，脑衰老及脑疾病已经成为社会发展的巨大负担。面临着重大的国家战略需求，“中国脑计划”需要攀登科学高峰的先锋队，也需要“接地气”的排头兵。科学工作者需要在不忘攀登科学高峰的同时造福社会大众，做好脑疾病诊治工作的转化研究，努力将科研成果转化为惠及千家万户的良药妙方。

在电影《星际穿越》中，地球即将耗尽资源无法存续，平时看起来毫无用处的宇航科学和理论物理学反倒成了让人类可以星际移民而拯救自身的救命稻草。脑科学也是一样，看起来艰深难懂，却关系到人类生活的方方面面，从健康时如何学习与记忆到患脑疾病时如何康复。人类只有攻克一个又一个前沿才能创造更灿烂的文明，才能让自身屹立于茫茫宇宙之中。向着人类科学的“最终前沿”，让我们像第一次飞入太空的宇航员加加林那样，豪情万丈地说：“让我们出发！”