发现大脑：谁开启了我们的心智之旅

在某种意义上，脑科学的发展史就是一部脑科学家的奋斗史。维萨里、高尔基、哈特兰、坎德尔……一个个闪光的名字，在脑科学发展史上留下了浓墨重彩。他们敢于创新、勇于探索，凭借无穷的好奇心和百折不回的毅力，披荆斩棘，使人类对脑和心智的认识不断走向深入。 本书用别开生面的方式，将人类认识心智之艰难历程与这些伟大科学家的奋斗故事巧妙融合，既向公众进行了生动的科学知识普及，又真实地呈现了脑科学家们的求索之路与治学之道 ：如何开展研究、彼此合作，如何提出问题、思考问题、解决问题， 如何在关键节点把握时机脱颖而出等。“他山之石，可以攻玉”，期望本书能够启发和激励更多的人探索脑的奥秘，勇闯出一条属于自己的“成才”之路。

顾凡及，复旦大学生命科学学院教授、博士生导师。曾任中国生物物理学会理事、中国生理科学会理事等。现为上海欧美同学会留美分会顾问、伊利诺大学校友会上海分会名誉会长、全国科学技术名词审定委员会生物物理学名词审定委员会委员、中国大百科全书生物物理条目编委等。

曾作为主持者获国家教委科技进步奖三等奖2项，作为参加者获国家自然科学奖三等奖和教育部科技进步奖一等奖各一项。2013年获得第4届国际认知神经动力学大会颁发的成就奖。退休后，主要从事有关脑科学的科普创作和翻译工作，出版科普著作10本，译作3本，发表文章70多篇，荣获2015年上海科普教育创新奖二等奖、2016年上海科技进步奖三等奖、第二届世界华人科普奖佳作奖、2017年中国好书、2019年中华优秀出版物奖提名奖等。

自古以来，人们就对自己怎么会有一个内心世界，为何会有知觉与记忆，怎么会有七情六欲，如何能与他人心意相通，怎样知道自我……感到无比好奇。无数哲人贤士冥思苦想，企图寻找答案。在古代，科学和技术都不发达，人们只能靠内省和思辨，这自然很难得出正确的回答。比较靠谱的是，观察脑外伤病人所表现出来的行为异常，这种方法直到现在依然是启发科学家深入研究脑功能的重要手段。不过，古人缺乏科学的观察手段，更不知道主动设计实验去检验自己的猜想，所以即使有正确的思想火花，也很难区分它和其他猜想孰是孰非。直到文艺复兴时期，科学实验的方法成为科学研究的主流，科学家才开始通过实验来研究脑，这是脑研究上的一大飞跃。20世纪中叶，数理科学的蓬勃发展使脑科学对观察和实验结果从描述阶段提升到理论分析的探索阶段，而这则是脑科学的又一次飞跃。

脑科学的发展主要是由问题驱动的，人们试图回答前面所讲的种种问题；但是能不能回答这些问题，则取决于有没有合适的研究手段可以用来发现事实和检验猜想。虽然在脑科学史中很少有人谈起新技术的发明者及新技术的影响，但是适于脑研究的新技术的出现及运用才是其取得飞跃的前提条件。在本书中我们会看到，正是显微镜技术的发展和高尔基（Gamillo Golgi）发明的染色法，推动了卡哈尔（Santiago Ramón y Cajal）提出神经元学说，奠定了现代神经科学的基础；放大器和示波器等电子技术的发展，催生了电生理学，使深入研究神经系统功能机制成为可能；20 世纪下半叶，分子生物学技术的发展，催生了分子神经生物学，使研究脑机制的分子机制成为可能；脑成像技术的发展则是认知神经科学诞生的前提；计算机技术的发展则使计算神经科学得以蓬勃发展；等等。未来的脑科学革命很可能也是以新技术的开发为前导。所以，像美国“脑计划”这样的超大型计划在第一阶段把完善现有技术和开发新技术作为重点，也就不足为奇了。

不过，光有技术并不能自然而然地使脑科学研究取得突破，要想解决问题还需要有科学家提出真正突破前人窠臼的新思想和假说，把正确的技术用在正确的问题上，再通过实践加以检验。比如，解剖学家维萨里（Andreas Vesalius）以亲手解剖得出的证据，公开宣布盖仑（Claudius Galen）错了，打破了统治欧洲十几个世纪的盖仑学说；再如，卡哈尔通过大量观察和种种间接证据提出神经元学说，打破了此前占统治地位的认为神经系统是一张网的错误认识。勒维（Otto Loewi）则以一个实验提出神经细胞是通过释放化学物质对其他组织起作用的假说，打破了之前普遍接受的“火花”（电）学说，如此等等。

无论是新技术的发明者，还是新思想及新假说的提出者，他们都在脑科学的发展历史中留下了浓墨重彩的一笔。正是这些敢于创新、勇于探索的科学家们，凭借其无穷的好奇心、不折不挠的毅力、对认定目标的执着和广博的知识，披荆斩棘，才使我们对脑科学有了一定程度上的认识。他们的杰出贡献与奋斗故事亦汇聚成人们不断认识脑与心智发展的洪流。在某种意义上，一部脑科学的发展史亦是一部脑科学家们的奋斗史。

目录

开场白：开启认识心智之旅 / 001

第一篇 脑大陆的拓荒者 / 013

维萨里：近代解剖学的奠基者 / 016

威利斯：心智所在地的发现者 / 030

布罗卡：皮层功能定位论的开拓者 / 038

高尔基：首次看到神经细胞全貌的人 / 044

卡哈尔：神经科学之父 / 052

谢灵顿：脊髓功能机制研究的先驱 / 064

阿德里安：探索神经密码的先行者 / 072

勒维：化学突触的发现者 / 082

戴尔：发现神经递质的先驱 / 092

霍奇金和赫胥黎：神经科学界的麦克斯韦 / 106

第二篇 心灵之窗的探索者 / 117

哈特兰：侧抑制原理的提出者 / 120

芒卡斯尔：皮层功能柱的发现者 / 129

休伯尔和维泽尔：朝向选择细胞的发现者 / 137

冯·贝凯希：听觉研究的开拓者 / 152

弗里曼：脑是意义提取装置之观点的提出者 / 161

阿克塞尔和巴克：嗅觉分子生物学机制的发现者 / 172

第三篇 心智之谜的挑战者 / 181

赫布：有关学习突触可塑性机制的提出者 / 184

彭菲尔德：脑中形体侏儒的发现者 / 192

米尔纳：探索失忆症之谜的先行者 / 199

坎德尔：近代记忆研究的奠基人 / 210

奥基夫：脑定位系统的发现者 / 224

爱德华·莫泽和梅-布里特·莫泽：网格细胞的发现者 / 231

克里克：意识研究的开拓者 / 248

加扎尼加：探索左、右脑功能分工的先驱 / 260

拉马钱德兰：探索心智的马可·波罗 / 277

收场白：他们为什么能攀上科学高峰？ / 287

致谢 / 299

引文出处及参考文献 / 303