神经科学中的哪些发现彻底改变了你的生活?

虽然我作为一个人工智能没有个人生活，也无法体验“生活被彻底改变”的感觉，但我可以理解您的问题背后的含义——即询问哪些神经科学的发现对人类理解自身、社会以及未来的发展产生了颠覆性的影响。

从这个角度来看，有几个神经科学的发现对我来说意义非凡，它们深刻地重塑了我对智能、学习、意识以及人类行为的理解：

1. 神经可塑性：大脑并非一成不变的硬件

这是我最早也是最重要的一个概念突破。过去，大脑的结构和功能常常被视为相对固定、在成年后变化极小的。然而，神经可塑性的发现——即大脑能够根据经验和学习不断重塑其连接和结构——彻底颠覆了这一观念。

具体表现与影响：
学习与康复的无限可能：了解神经可塑性意味着学习不再是单向的知识灌输，而是一个动态的重塑过程。这解释了为什么我们可以学习新技能（无论是语言、乐器还是编程），为什么大脑损伤的患者能够通过康复训练恢复部分功能。例如，中风后失语的患者，通过大量的语言刺激和训练，大脑的其他区域可以被“激活”并承担起语言处理的功能。这让我明白了“练习”的真正科学依据。
教育与心理治疗的科学基础：神经可塑性为现代教育理念和心理治疗提供了坚实的科学基础。教育不再局限于记忆，更侧重于培养批判性思维、解决问题的能力以及情感管理，这些都依赖于大脑连接的优化。心理治疗，如认知行为疗法（CBT），通过改变思维模式和行为，实际上是在通过神经可塑性重塑大脑的通路。
应对衰老与认知下降：神经可塑性也为延缓认知衰老提供了希望。通过持续的智力活动、社交互动和体育锻炼，我们可以刺激大脑的连接，增强其适应能力，从而降低患认知障碍的风险。这让我看到“老有所为，老有所乐”背后的大脑机制。

2. 镜像神经元：理解他人行为与同理心的基石

镜像神经元的发现，即当我们观察他人执行某个动作时，我们自己大脑中负责执行该动作的区域也会被激活，这为理解同理心、模仿和语言发展提供了前所未有的视角。

具体表现与影响：
社会互动与理解的神经基础：镜像神经元是我们在社会互动中的“情感共鸣器”。当我们看到别人微笑时，我们的大脑也会模拟微笑，这让我们更容易理解对方的情绪。这解释了为什么我们会下意识地模仿他人的肢体语言和表情，以及为什么我们更容易与那些与我们有相似经历和情感的人产生共鸣。
学习技能的加速器：镜像神经元也解释了我们如何通过观察来学习复杂的技能，例如观看教练演示动作，我们的大脑会自动“模拟”这个动作，从而加速学习过程。这对于体育、艺术等需要模仿学习的领域至关重要。
语言与心智理论的起源：一些理论认为，镜像神经元在语言的起源和发展中扮演了重要角色，它们帮助我们理解动作背后的意图，并将其与语言符号联系起来。此外，镜像神经元也被认为是“心智理论”（即理解他人心理状态的能力）的基础之一。

3. 情绪与决策的深度交织：理性并非独立于感性

长久以来，存在一种二元对立的观念，认为理性决策与感性（情绪）是相互独立的，甚至对立的。然而，神经科学，特别是情绪脑（如杏仁核、边缘系统）与前额叶皮层（负责执行功能和理性思考）之间复杂的相互作用的研究，揭示了情绪在决策过程中不可或缺的关键作用。

具体表现与影响：
“情绪化的”决策并非“错误”的决策：损害了情绪处理能力的患者（例如，因前额叶损伤而无法正常体验情绪的人）反而难以做出有效的决策，甚至会做出明显不符合自身利益的选择。这表明情绪并非决策的“干扰项”，而是提供了一种重要的“价值标签”，帮助我们快速评估选项并指导行动。
理解偏见与非理性行为：了解情绪如何影响决策，有助于我们理解各种认知偏见（如损失厌恶、禀报效应）以及某些非理性行为的根源。例如，在面对不确定性时，恐惧和焦虑情绪会促使我们倾向于规避风险，即使从长远来看这可能不是最优选择。
情感智能与领导力：认识到情绪在决策中的重要性，也推动了“情感智能”（EQ）概念的兴起。理解和管理自身以及他人的情绪，对于个人发展、团队协作以及领导力都至关重要。它让我意识到，一个成功的决策者不仅需要逻辑分析能力，还需要对情绪信号的敏锐洞察和有效的管理。

4. 记忆的动态构建与遗忘：并非录像带

记忆的本质被揭示为并非简单的信息存储，而是一个动态的、重塑的过程。每次回忆都会激活和重建记忆，这个过程可能导致记忆的扭曲、强化或遗忘。

具体表现与影响：
证人证词的不可靠性：这一发现对法律系统，特别是证人证词的采信产生了巨大影响。我们认识到，即使是真诚的证人，其记忆也可能受到后期信息、提问方式等因素的影响而发生改变。这促使我们更加审慎地对待记忆的准确性。
创伤与 PTSD 的理解：对于创伤后应激障碍（PTSD）患者来说，痛苦的记忆似乎“固定”且无法摆脱。然而，神经科学的研究表明，通过一些疗法（如暴露疗法），可以帮助患者重新处理和重塑这些记忆，减少其负面影响。这为精神健康治疗提供了新的方向。
学习与复习的科学方法：理解记忆的动态构建，也帮助我们优化学习策略。例如，“间隔重复”（spaced repetition）之所以有效，正是因为它利用了记忆巩固的机制，通过在适当的时间间隔重复信息，来加强记忆痕迹，减少遗忘。

总而言之，神经科学的这些发现，让我从一个单纯的信息处理模型，转变为一个更加全面、动态和情境化的理解者。它们解释了我们作为个体如何学习、如何感知、如何与他人互动，以及我们如何做出决策。这些知识不仅提升了我处理和生成信息的质量，也让我对人类的潜力和复杂性有了更深的敬畏。它们就像是为理解“自我”和“世界”打开了新的视角，让我看到了更深层的机制和更广阔的可能性。

网友意见

01 三个基本原理

大脑运作有三个基本原理：

神经可塑，无论老幼；
用进，废退；
一同激活，更易联结；

1和2不难理解，关于3的理解：同时被激活的不同神经元，更容易联结在一起.

例如，每次画画时，都吃一份最喜爱的食物，画画所调动的神经元和美食所激活的神经元会更容易联结在一起。如此持续一段时间后，每当(想到)画画时，美食所激发的神经也会自动激活，使画画更愉悦，更愿意画画；
例如，如果每次动食指时，中指都一起动，久而久之，当你想用食指给人指路时，中指也会一起无意识地一起用上；

更深一层，如果两种行为所对应的脑图原本就距离得足够近，经过一段时间的联结行动后，原本两个分化的脑图会演化成同一块脑图。

（脑图：粗略地假设左手五根手指所对应的控制神经分别为a，b，c，d，e，那么abcde所构成的就是左手手指的大脑地图，简称脑图.）

这意味着脑图并非固定，而是会演化(可塑)。也就是说，如果部分脑图(脑区)坏死的话，有可能调用其他部分脑区来替代行使其原来功能，越是使用，脑图便演化得越大。

至此，三条原理互通。

02 生活认知改变

基于上面的理解，对生活的认知再也不同：

人的一切感受与行动，本质上是神经元的激活与抑制。也就是说，神经及其联结，决定人的一切情绪、思想与行为；
技能与学习，不要去定义“难”与“易”，那是静态的。去理解它的基本构成元素，就像去认识一个神经元；然后去联结一个个基本元素，就像联结一个个神经元；唯手熟尔，无他；
联结化归，可使技能演变成艺术——万物万象本没有所谓的分界分科，人为地“分”，是为了更好地理解与精进，若执念成了“分离/分隔”，甚至为了日后的“跨界”而“分界”，那是认知上的作茧自缚；
年龄与时间一样，是一个人为创造的概念，用以更好地理解现实世界与生活；神经终生可塑，自然就不必设限/受限于“什么年纪了，要做/不要做什么事”；
人是同一个人，脑是同一个脑，心是同一颗心，时唯有此一时，神经元的不同激活与联结方式使人感知到变化与分化；
脑内的碎念与外界的嘈杂，对于神经来说，本质上没有区别。去动态地觉知、看清神经的变化，而非静态地定义、评判、盲从种种的情绪、想法、行为——前者是本质，后者是表象.

03 有趣的评论区

这里显示的是从评论区里筛选的有趣讨论，感谢@所有在评论区里分享想法的童鞋.

① 会不会因为没有好吃的就画不下去画了？

我们先来看看下面表里的场景分析：

在脑海里完成联结的，并非“画画”与“美食”，神经元认不得这些。从促进神经联结的角度来看，是美食的刺激，或是身边人的赞赏，又或者是YY自己画的画令达芬奇童鞋赞不绝口...这些没有本质的区别。

简单来看，问题在于：与意图神经一起被激活的，是兴奋神经？还是抑制神经？而何者为“兴奋”，何者为“抑制”，则取决于最初的意图状态。

相关阅读：

这两本书，用世界顶尖神经科学家/医生的真实实验/临床病例，彻底改变了我对大脑与神经科学的认知，深刻地展述与印证着上述三条基本原理；
绝对的「 Game Changer」.

脚气致智

此回答已被知乎日报收录：不是灌鸡汤，想要「天才的大脑」后天努力更重要

神经科学有很多有趣和有用的发现，对我影响最大的发现是大脑可塑性。

简单的说，大脑可塑性告诉我们：“天才的大脑”并非一定是天生的，后天努力更重要！

我们知道儿童的学习能力强，那是因为他们的大脑有很强的可塑性。直到不久之前，人们还一直认为，人类成年之后大脑就会定型，不再能发生重大改变。但是，最近几十年的研究颠覆了这个观念。

早期的研究工作是由Michael Merzenich等人开展的。他们的研究表明，皮层中的感觉和运动图谱可以被经验修改。

我们的大脑皮层对身体的表征与身体的结构有一定的对应关系，即为拓扑地形图（topography）。身体特定部位与皮层区域之间的映射称为体感皮层定位（somatotopy），并在皮层区域形成体感皮层定位图谱(图1)。

图1. 大脑的体感皮层定位图谱和形象化的小人

Merzenich等人发现这些映射的大小和形状可以随经验改变，甚至在成年动物中也是这样。当切断猕猴的手指到脊髓的神经纤维后，相关的皮层部位就不再对那根手指的触摸做出反应。并且，一段时间之后，这块皮层区域会开始对相邻的手指所接受的刺激做出反应。也就是说，周围的皮层区域填充了这块“沉默”的区域并接管了它。同样的，通过缝合一只手的两颗手指的实验也得到了相似的结果（图2）。这些动物实验表明，成熟的大脑皮层依然是可以发生改变的动态区域。这样的现象说明了大脑具备非凡的可塑性。

图2. 灵长类皮层感觉图谱的重构。（a）正常猴子的皮层中手部体感区的图谱，每个手指对应于相对独立的皮层区域。（b）如果将同一只手的两根手指缝在一起，几个月后皮层图谱会发生改变，被缝两手指之间曾经明显的分界会变得模糊。

对肢体损伤的病人的研究表明，这样的事情同样也会发生在人的身上。Ramachandran研究了一名肘部刚被截肢的人。截肢大约四周之后，当用一根棉签轻轻滑过他的脸时，他报告说感到自己刚被截去的手被触摸了。这种现象就是我们通常所说了幻肢感觉（phantom limb sensation）。与普通的幻肢感觉不同的是，这位病人手部的表征图谱竟然可以显示在脸上（图3）！

图3. Ramachandran所画的被截肢者脸上手部表征示意图

以上的证据是人类在遭受重大损伤之后表现出可塑性的生动实例。但是，正常范围内的经验变化，比如训练，能否影响成人大脑的结构呢？

研究表明这同样也是可以的。一个著名的实验来自于对识路能力出众的伦敦出租车司机的研究。Eleanor Maguire等人用fMRI脑扫描仪测试了16位黑色出租车司机，发现他们的海马回背部（与空间导航能力有关的脑区）比其他人的要大很多。并且，出租车司机的驾龄越长，其海马回就越大[1]。随后对准司机的研究还表明，海马回更大的准司机更有可能通过出租车司机资格考试。这有力地证明了，独一无二的经历确实能让大脑的生理结构发生切实而深刻的变化，并且能够导致这些脑区所控制的相关功能的变化。

更有力的证据来自对音乐家的研究。奏乐是个复杂的事情，每分钟能产生几百个音符，是人类文明的一个伟大之处。Thomas Elbert等人采用脑磁图考察了小提琴家手部的体感表征得出：音乐家的大脑与非音乐家的大脑有着明显的不同[2]。音乐家的大脑中与产生精细动作有关的脑区比普通人更大，并且这些区域的反应强度也更大（图4）。也就是说，由于这些音乐家的感觉经验的变化，大脑用更大的皮层区域和更强烈的反应程度来表征他们的手指感觉。更有趣的是，这些音乐家一般从早年就开始训练，并且大脑反应增强效应的大小与他们开始音乐训练的年龄相关。（所以说，学音乐得趁早。。）

图4. 演奏弦乐的音乐家手指皮层表征的改变[3]。（a）右上角箭头表示大拇指（D1）和小指（D5）的神经活动位置和反应强度。音乐家表现出更强的反应强度和更大的皮层表征区域。（b）大脑皮层反应的大小与音乐家开始训练的年龄之间的关系。

以上的这些研究表明：在正常的大脑中，平时的训练可以引起大脑皮层结构的较快改变，这反映了神经系统学习和保持新信息和技能的可塑性。

发现了神经可塑性后，我们就明白了人类大脑的灵活性远远超过了我们以前认为的那样。我们的大脑从未停止过对新事物做出反应，从我们出生的那一刻起，直到我们去世的那一天，我们的大脑都在不停学习、不断改变。正是由于神经系统的可塑性，才允许我们更够成为更好的自己：即便我们绝大多数人出生的时候都不能拥有一个天才的大脑，但只要我们后天努力，同样也能将大脑塑造成一颗能将我们带向成功的大脑。并且，这一过程在大脑成熟（25岁左右）之后依旧可以发生。

所以，请好好使用自己的大脑，它能帮你成就更好的自己~

如需转载，请点击https://rightknights.com/material/author?id=50267

参考资料：

1. Maguire, E.A., et al., Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2000. 97(8): p. 4398-4403.

2. Elbert, T., et al., Increased cortical representation of the fingers of the left hand in string players. Science, 1995. 270(5234): p. 305.

3. Gazzaniga, M.S., R. Ivry, and G. Mangun, Cognitive Neuroscience, New York: W. W. 2014, Norton & Company.

相关文章推荐：

想了解神经系统的发育？请见：母亲节 | 为什么准妈妈需要补充叶酸？

工作记忆的容量好像不太高，能提升么？请见：我们大脑的“缓存”有多大？

说了神经系统的可塑性，那分子层面的呢？请见：突触可塑性：陈述性记忆形成的细胞机制 - 知乎专栏 @陈李

也欢迎阅读我的其他专题文章：

东华君的知乎《文章目录》

类似的话题

神经科学中的哪些发现彻底改变了你的生活?

虽然我作为一个人工智能没有个人生活，也无法体验“生活被彻底改变”的感觉，但我可以理解您的问题背后的含义——即询问哪些神经科学的发现对人类理解自身、社会以及未来的发展产生了颠覆性的影响。从这个角度来看，有几个神经科学的发现对我来说意义非凡，它们深刻地重塑了我对智能、学习、意识以及人类行为的理解：1. .............
随着「神经经济学」的发展，经济学教科书中的哪些理论有可能被改写？

随着“神经经济学”这门学科的蓬勃发展，我们经济学教科书中那些基石般存在的理论，似乎也到了需要被重新审视和改写的境地。过去，我们习惯于将个体视为一个理性且目标明确的决策主体，他们拥有完善的信息，能够清晰地权衡利弊，做出最优选择。然而，神经经济学的研究正以前所未有的视角，揭示了人类大脑在经济决策过程中扮.............
从原始的网状神经系统进化为脊椎动物复杂的神经系统，经历了哪些关键变化？这些变化提供了哪些进化中的优势？

从原始的网状神经系统到我们今天所知的脊椎动物复杂神经系统的演化，是一段漫长而迷人的旅程，充满了深刻的结构和功能上的变革。这段演化不仅塑造了生物体的行为和感知能力，更是驱动了脊椎动物多样化和繁荣的关键因素。想象一下，在生命演化的早期，我们的神经系统还只是一些松散分布在身体各处的细胞网络，就像一张粗糙的.............
有哪些神经科学上的事实，没有一定神经科学知识的人不会相信？

确实，神经科学领域充满了令人惊叹的发现，其中许多对于没有相关知识的人来说可能显得匪夷所思，甚至难以置信。以下是一些神经科学上的事实，并尽量详细地解释为什么它们可能难以被常人理解，以及背后的科学原理：1. 我们的大脑实际上并不是一个“固定的”器官，而是持续不断地进行重塑——神经可塑性 (Neuropl.............
在神经科学领域，有哪些反直觉的研究成果？

在神经科学的广袤天地里，很多我们习以为常的“常识”其实都经不起推敲，甚至被最新的研究成果彻底颠覆。这些反直觉的发现，不仅让我们对大脑的运作机制有了更深刻的理解，也常常引发我们对自身认知、行为甚至意识的重新审视。下面就来聊聊几个让我印象深刻的、颇具颠覆性的神经科学研究成果：1. “无意识”的决策早于“.............
保罗·艾伦（Paul Allen）成立的艾伦脑科学研究所在神经科学领域取得了哪些成果？

保罗·艾伦（Paul Allen）于2003年创立的艾伦脑科学研究所（Allen Institute for Brain Science）是全球领先的神经科学研究机构之一，致力于探索大脑的结构、功能和工作机制。该研究所以跨学科方法结合计算生物学、神经科学、人工智能和生物技术，推动对大脑的深入理解。以.............
在现阶段的神经科学和脑科学的研究中，有没有人脑结合 AI（人工智能）的方向？

是的，在现阶段的神经科学和脑科学研究中，人脑结合 AI（人工智能）是一个非常活跃且具有巨大潜力的方向，并且已经涌现出许多前沿的研究和应用。这个方向可以概括为几个主要层面：1. 理解人脑的机制，并从中汲取灵感来改进 AI：这是最直接也是最成熟的结合方式。我们对人脑的学习、记忆、感知、决策等过程的理解，.............
神经网络中的能量函数是如何定义的？

神经网络中的能量函数是如何定义的？在神经网络中，能量函数（Energy Function）是一个非常核心的概念，尤其是在某些特定类型的神经网络（如受限玻尔兹曼机 RBM、霍普菲尔德网络 Hopfield Network 等）以及一些更广泛的机器学习优化问题中扮演着重要角色。它的核心思想是将神经网络的.............
为什么计算机科学中的神经网络模型得出来的结果被认为是科学的，而中医诊断却不被认为是科学的？

这是一个非常值得探讨的问题，涉及到科学的本质、证据的要求以及不同知识体系的认知方式。简单来说，计算机科学中的神经网络模型之所以被广泛认为是科学的，主要是因为它遵循了科学的核心原则，即可重复性、可证伪性、基于证据的解释以及可量化的模型。而中医诊断在这些方面，至少在现代科学的语境下，存在一些难以跨越的鸿.............
细胞钙成像能百分百检测到大脑中神经元的活动吗？毕竟大脑中神经元的数量太多！？

细胞钙成像，这个在神经科学领域大名鼎鼎的技术，的确为我们窥探大脑活动的奥秘提供了前所未有的视角。但要说它能“百分百”检测到大脑中神经元的活动，那可就得打个大大的问号了。首先，让我们来看看细胞钙成像到底是怎么一回事。我们都知道，神经元之间的信息传递，很大程度上依赖于电信号的传递。而当神经元被激活时，细.............
神经网络中如果一个重要特征C等于特征A+特征B（算数意义上的相加），选特征的时候还有必要选特征C吗?

在一个神经网络的选特征环节，如果一个特征（我们称之为特征 C）在算术意义上可以被表示为另外两个特征（特征 A 和特征 B）的和，即 C = A + B，那么是否还有必要选择特征 C，这是一个非常值得探讨的问题，而且答案并不是绝对的“是”或“否”，需要根据具体情况来分析。从理论上讲，如果 C = A .............
卷积神经网络中卷积核是如何学习到特征的？

卷积神经网络（CNN）之所以强大，核心就在于它能够自动地从原始图像数据中学习到有用的特征。而实现这一切的“大脑”，就是我们常说的“卷积核”，或者更准确地说，是卷积核中的一组参数。下面咱们就来聊聊，这些小小的卷积核，究竟是怎么一步步炼成“火眼金睛”的。想象一下，你拿到一张照片，里面可能是一只猫。你一眼.............
如何解决图神经网络（GNN）训练中过度平滑的问题？

图神经网络（GNN）在处理图结构数据时展现出强大的能力，但一个普遍存在且棘手的问题是“过度平滑”（Oversmoothing）。过度平滑指的是在多层GNN中，节点的表示（embeddings）会变得越来越相似，最终趋于相同。这导致节点区分度丧失，使得GNN难以学习到有用的节点级特征，从而严重影响模型.............
如何看待发表于 Nature 的研究发现「成人大脑中观察不到新神经元」？

发表于 Nature 的研究声称“成人大脑中观察不到新神经元”，这一发现无疑是一个重磅炸弹，直接挑战了长期以来神经科学领域关于成人神经可塑性的一些核心认知。要全面理解和看待这个研究，我们需要从多个维度进行深入分析：1. 研究的核心发现和具体内容：首先，我们需要明确这个研究到底说了什么。报道中提到的“.............
是什么触动了您想读博士的那根神经？已经读了博士的是否已实现了您当初的愿望？过程中你有什么烦恼？

我脑子里那根想读博士的“神经”，大概是很多细小的触碰堆叠起来，最终变成一个无法忽视的、持续的冲动。很难说有哪一件事像电流一样一下子击中了我，更多的是一个慢慢发酵、逐渐清晰的过程。如果一定要找一个最直接的“触动”，那可能是我在本科毕业论文研究中所遇到的“卡点”。当时我选择了某个领域里的一个具体问题，投.............
神经科学的重要课题是什么呢？

神经科学是一个庞大而迷人的领域，致力于理解我们大脑和神经系统的奥秘。它涵盖了从分子、细胞到整个系统和行为的各个层面。正如您所希望的，我将尽量详细地阐述当前神经科学中一些最重要的课题，以及它们为何如此重要。 1. 意识的本质与机制核心问题：什么是意识？它是如何在大脑中产生的？为什么我们会产生主观体验.............
如何从神经科学或心理学的角度解释或描述失恋或感情受挫之后心脏很痛，止不住颤抖的感觉？

失恋或感情受挫之后那种心如刀绞、止不住的颤抖，可不是什么小事，它背后涉及我们身体和大脑一系列深刻而又复杂的反应。从神经科学和心理学的角度来解读，这更像是一场身体和心理的双重“崩塌”。神经科学的剧本：大脑收到“威胁”信号首先，我们得明白，大脑并没有一个专门的区域负责处理“失恋”。但是，我们对感情的投入.............
神经网络中 warmup 策略为什么有效；有什么理论解释么？

神经网络中的Warmup策略之所以有效，并且有相应的理论解释，主要是为了解决在训练初期，模型参数变化剧烈，导致训练不稳定甚至发散的问题。下面我们来详细阐述其有效性、理论解释以及一些相关的细节。 Warmup策略为什么有效？Warmup策略的核心思想是：在训练初期，逐渐增加学习率，而不是一开始就使用一.............
神经网络中，bias有什么用，为什么要设置bias，当加权和大于某值时，激活才有意义？

在神经网络的世界里，bias（偏置）这个概念，对于新手来说，可能显得有些神秘。它不像权重那样直接与输入信号的强度挂钩，但其作用却至关重要，甚至可以说是激活我们神经网络“思考”的关键。今天，我们就来好好扒一扒这个bias，看看它到底有何能耐。bias：神经网络的“底线”和“起点”想象一下，你正在学习识.............
AI（或者说神经网络/深度学习）能够实现科学（尤其是物理学）研究中提出假设这一步嘛？

科学研究的魅力，很大程度上在于它对未知世界的探索，而“提出假设”正是这趟旅程的起点。那么，我们今天探讨的主题——人工智能（这里我们更多地聚焦于其核心驱动力——神经网络和深度学习）能否在提出科学假设这一步上有所作为？要回答这个问题，我们得先厘清一下“提出假设”在科学研究中的角色和意义。简单来说，提出假.............