“我思故我在”，笛卡爾這句話引出的身心二元論曾經(jīng)一度是人們所堅信的事實。身心二元論認為：與無法確定存在的身體不同，自我思考是在對世界懷疑中唯一能確定存在的東西。因此，思想與物質(zhì)是獨立的。
然而，現(xiàn)代神經(jīng)科學的發(fā)展似乎越發(fā)強調(diào)著心靈與身體 —— 或者說大腦這個器官，是不可分離的。上世紀的 Phineas Gage 案例提供了支持此思想的最早一批證據(jù)。Gage 在一次爆破意外中被鐵棍貫穿了頭部，造成了額葉的部分缺失。在這場意外之前，他是一個有能力、思維清晰的青年，手術(shù)之后卻變得粗俗與反復(fù)無常。他在這次事故中所缺失的前額葉，后來被發(fā)現(xiàn)與決策，獎勵與懲罰機制和情緒管理都有著重要的聯(lián)系，這也是他性格變化的主要成因。從這個經(jīng)典案例的分析開始，神經(jīng)科學家們越發(fā)意識到思想，決策和更復(fù)雜的認知功能與大腦有著密不可分的關(guān)系。作為理解這些聯(lián)系的工具，大腦的生物學基礎(chǔ)也就變成了當代神經(jīng)科學家們研究的首要問題。
Phineas Gage和貫穿他頭部的鐵棍
隨著這十幾年間神經(jīng)科學的飛速發(fā)展，我們有了更多學習大腦的方法。高通量的神經(jīng)元電子信號測量，讓我們能實時觀測小鼠正常行為時不同大腦皮層單個神經(jīng)元的反應(yīng)；功能性核磁共振和其他的腦成像技術(shù)的發(fā)展，使得對認知過程中人腦的活動有了更精確的描述方式；光遺傳學與示蹤病毒的結(jié)合，還讓神經(jīng)科學家們有了操縱神經(jīng)環(huán)路的能力 —— 科學家們甚至可以通過為小鼠植入‘被電擊過’的虛假記憶，讓小鼠們自發(fā)地產(chǎn)生恐懼反應(yīng)。
如今，新興的神經(jīng)經(jīng)濟學領(lǐng)域為人群的經(jīng)濟決策提供了生物上的基礎(chǔ)，經(jīng)濟科學家們也開始通過窺見這經(jīng)濟學中的生物一角革新著自己的理論。Neuralink 的出現(xiàn)和腦機接口在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用，也開始讓腦損傷和癱瘓患者通過植入的電極信號逐步恢復(fù)正常生活。這些種種科幻電影中才能出現(xiàn)的技術(shù)，開始逐漸影響著我們的真實生活。
Imaged by Josh Wythe. Adult mouse brain vasculature. Imaged by microCT
在 TechX 的認知神經(jīng)科學課程中，你將學習神經(jīng)科學的基礎(chǔ)知識，包括分子層面上的神經(jīng)遞質(zhì)傳輸和不同的感官體驗。同時，你還將接觸到記憶、情緒、睡眠、獎勵機制這種種涉及更加復(fù)雜神經(jīng)計算的前沿領(lǐng)域，在課程學習之際對于自身產(chǎn)生更加深刻的認知。你還有機會將這些知識運用在實踐課上，真實體驗科研生活。
那么，你準備好投入這個浪潮了嗎？
Lab
認知神經(jīng)科學課程每日除了講堂式授課外，還包括一至一個半小時的實驗時間，學生將使用上科大生命科學研究院實驗室以及胡霽教授實驗室，進行神經(jīng)科學項目的實驗，實驗內(nèi)容將與恐懼反應(yīng)相關(guān)。
對于懲罰性信號的恐懼，能夠幫助個體感知進而避免危險信號。在進化的角度上來說，能夠幫助物種的存續(xù)。在心理治療的層面上，恐懼和創(chuàng)傷性記憶也被發(fā)現(xiàn)與焦慮癥 (anxiety disorder) 和創(chuàng)傷性應(yīng)激障礙 (PTSD) 等情緒障礙相關(guān)。
在九天的實驗課中，學員們將通過小鼠模型系統(tǒng)性地研究恐懼學習和恐懼記憶對于全腦活動的影響。條件性恐懼和記憶(fear conditioning and learning) 是現(xiàn)在最廣為研究的學習和記憶模式。與巴甫洛夫的狗中的原理一樣，在條件性恐懼的行為實驗中，經(jīng)過一段時間的學習，小鼠會對在電擊前出現(xiàn)的中性信號產(chǎn)生恐懼反應(yīng)。學員們將有機會通過熒光抗體技術(shù)和熒光成像技術(shù) (immunofluorescence and imaging technique) 來研究條件性恐懼實驗中不同腦區(qū)的 c-fos 表達，進而判斷與恐懼信號和記憶相關(guān)的大腦區(qū)域。
Nature Neuroscience 2019 September cover
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