神经科学为什么这么火?

Q

神经科学学的是什么?

A

神经科学是一个非常跨学科的学科,涉及的专业研究方法非常广泛,主要包括心理学、计算机科学、生物学、医学、物理学、数学等主要学科,甚至还包括哲学,美学等小众学科。但他的研究主题非常明确,核心问题就是:大脑如何工作

所以总结一下,神经科学学的就是用各种专业的研究方法和视角,去研究大脑的一个学科。

Q

神经科学为什么这么火?

A

神经科学其实也是近十年才慢慢在国内火起来的,但美国神经科学这个专业至少已经火了50年

中国10年前,一开始神经科学有多不火:我记得我2014年在浙江大学初次对神经科学感兴趣的时候,在图书馆和互联网搜索相关的资料非常的少。最后在图书馆的一个小角落找到了脑科学相关的一些书籍,整个浙大图书馆,2万平,5层,藏书600万册,只有在一个生物医学区的犄角旮旯的一层,躺着几本脑科学丛书,我还清晰记得书本名字《脑与心智》,唐孝威院士写的,他是个两弹一星的院士,浙江大学的教授,晚年意识到脑科学的重要性写了这本书,所以这本书才能出现在浙大的书架上。不然连这本书都不会有。

所以我花了好几周,互联网的搜索(那时候英文不好,只能在中文互联网检索),图书馆检索,得到一个新的关键词再去检索另一个新的关键词,才搞清楚我感兴趣的专业叫神经科学,足以可见当时大家有多忽视这个专业。

美国至少火了50年:后面学会了英文世界检索,也知道了自己感兴趣专业的名字,在互联网上了解这个专业的时候,才知道这个专业一直都是美国博士最火竞争最激烈的专业。英文互联网上,每一年都不乏关于神经科学博士申请的讨论,最早可以追溯到2000年初,可以说神经科学一直都是优秀且努力的美国大学生才能申请上的博士项目。

我这样解释这个事情,因为美国社会比我们发达,他们的美国白人学生在申请读博士的时候,考虑的往往不是这个专业是不是博士毕业后好挣钱,好找工作。而更多是我是否真的对这个专业的问题感兴趣,他们的学生可能在选择读博的时候就只是考虑的做研究这个事情,而不是工作就业薪水,不然他们完全可以选择直接就业或者读一个硕士就业。

近年来,神经科学以我肉眼可见的速度在中国越来越火,2016年开始有零散的神经科学相关问题出现在知乎上,类似《我是高中生想今后学神经科学该阅读什么书》、《神经科学的前沿研究方向有什么》。

2017年开始出现神经科学的自媒体博主,在知乎b站等领域解答问题,19年以来,更是无论从下往上:是高中升大学,大学读研究生,选择或想选择神经科学的学生越来越多,指数级增长。还是自上而下:浙江大学专门开设脑科学学院,复旦大学成立脑中心,天津大学设立脑机接口本科专业,国家2035规划把脑科学列入重点学科。都可以看到神经科学已经在中国逐渐越来越广为人知,越来越多的学生想要学习和加入这个专业

为什么火了?

社会越发达,越来越多的学生就只想要学习感兴趣的学科,而不是考虑毕业后工作就业而妥协。神经科学的趣味性,整个学科问题的未知性要远远大于任何其他学科。我们对大脑目前可以说仍一无所知。

神经科学本身的重要紧迫性,让国家开始重视,这是弯道超车的重要学科,广大学生也看到了该学科的光明前景。马斯克的neuralink公司脑机接口已经开始开展人体实验了,人类未来使用脑机接口设备,直接用大脑控制电脑机器已经不再是梦想。因为我们越是目前对大脑一无所知,也越是代表着这个领域未来的一片蓝海。

神经科学的跨专业特性,机构百川,几乎任何学科的学生都可以来学神经科学。根据前面定义,神经科学横跨的学科非常的多,几乎任何一个专业都可以用自己专业的视角和研究方法去探究大脑。大家都看到了前述2个优点,都想加入到神经科学领域的研究中,所以人口基数大,竞争自然也越来越激烈,越来越火。

牛津大学「神经科学」博士深度解析:神经科学为什么这么火?10个关键回答揭开全貌

Q

目前的发展程度是怎样?

A

神经科学目前仍然是一个正在探索中的学科,一个比喻叫做还处在“黎明前的黑暗”。粗略的讲,我们目前对大脑可以说仍一无所知。放大来看,人类又已经在这个领域研究了100年,积累了数不清的科研成果。但即便如此,现在的神经科学就像是牛顿之前的物理学,百家争鸣,没有真理,我们仍然无法知道大脑到底怎么工作。

就跟 100 年前相比,我们不一样的点是什么呢?我们有了非常多的研究手段,比如说九几年磁共振发明出来了,然后以及这个脑电就是电生理这些东西就是马斯克他搞的那个植入性的那种脑机接口。这个东西近几年出来了,因为神经医学的发展,神经外科的发展,它能让人健康地去植入这个东西,然后以及人工智能的出现。

就人工智能的出现,它可以去非常高效地去解读那个神经的信号,能去给你生成有意义的结果。那原来人用经典的数学工具,没办法,就是面对一堆乱码。神经信号就是一堆乱码,你完全是解释不出来这到底是啥,但是现在人工智能出现了之后,它可以做到从这一堆乱码中它提取出有意义的信息,这是已经出来的研究结果。脑子里面放几个电极,人工智能给它解读一下,直接能给你跑到屏幕上。我在想“你好”,我不用说话,脑子里想一想,直接打屏幕上打出来个你好。

所以就是为什么叫黎明前的黑暗,就是说这些东西出来之后,你能感觉到神经科学这个学科的发展就得到了一个极大的提速,那很有可能会在 50 年、 80 年这样的一个尺度,人类对大脑的理解会进入到一个新的层次。

Q

现在神经科学的前沿工作者在做什么?

A

如前所述,神经科学横跨的专业非常的多,每一个专业都可以研究神经科学而形成一个方向,所以无法一言蔽之的说前沿工作是什么,因为每一个方向都有自己的前沿工作。前沿方向在神经科学领域至少有几十种。但我可以说几个令人兴奋的前沿方向,比如脑机接口,植入设备后,不需要讲话,大脑想的话语直接打在屏幕上。比如一些疾病如抑郁症,不需要吃药,直接通过脑机接口用电流调节心情。

脑机接口,这个词可以说是近几年随着那个马斯克的 Neuralink 在互联网上营销,这个词就是越来越高频的出现在公众的视野。这个就是非常经典的一个神经科学的前沿工作,就是说我能做到我大脑去想,然后东西直接就跟电脑去交互了。我不用动嘴,不用动手,大脑想一想,直接屏幕上出现一行字。

甚至还可以,比如说调节心情,比如说有一些疾病,比如说抑郁症。它可能现在的方法主要还是吃药,那你有了脑机接口之后,它直接通过接口给你释放一些电流,它就是能让你心情好起来。就比如说它识别到了你现在心情低落,直接再给你反向施加一些电流,你马上心情就好起来,不需要吃任何的药。

这个东西它现在是已经有在研究的,瑞金医院它现在已经做了,前几个月它做了第一例这种抑郁症的深部脑刺激的手术,就是给这种非常严重的抑郁症患者脑子里植入了电机,然后去给他施加这个电流。然后这个人做完之后马上效果就有提升。就我们识别到什么信号,它是代表了快乐,什么样的信号它代表了悲伤,然后去给它快乐的信号,而减少它悲伤的信号。

牛津大学「神经科学」博士深度解析:神经科学为什么这么火?10个关键回答揭开全貌

Q

参与神经科学相关的工作是否刚需博士学位?有哪些就业、实习机会?

A

神经科学目前其实跟心理学差不太多,就是如果你本科读这个的话,你出来就相当于说,什么样的工作都可以找,然后也没有特别对口的工作。神经科学就是个研究性的学科

我们只能说他的前景很好,但是现在仍然还是黎明前的黑暗,所以也没有太多的直接对口的工作机会,就比如说你说这种直接对口的工作机会,做这种是脑机接口的公司,脑机接口的公司大部分都是创业型公司,而且数量也很少,他对大部分要求的人也都是说一些研究性的,就比如说你最好读了博士,如果没有博士,硕士也可以。

但是至少你得有一些研究技能,而不是像本科出来之后我可以去做一些事务性的、交流性的一些工作,这个就很少,大部分都是研究性的岗位。

因为这产品还没有搞出来,然后博士学位其实并不是刚需。比如说你去公司,你去这种咨询,也有脑机接口方面的咨询和金融方面的一些岗位。只有一个硕士或者只有一个本科都可以去,但是大部分的人最后还是会去选择去学术界,而去学术界的话,博士学位就是一个刚需

学术界:高校教职,刚需博士学位

工业界:脑机接口创业公司,大型药企,互联网企业,AI企业(后两者需要偏数学计算机方面的神经科学研究)

其他就只能转行:学医(美国),金融,咨询

就业实习机会:学术界就是在各个高校的实验室做student assistant,工业界就是去你想去的公司实习。

牛津大学「神经科学」博士深度解析:神经科学为什么这么火?10个关键回答揭开全貌

Brain Interfaces的招聘信息

Q

在中国、美国、英国学习神经科学的体验和差别?

A

中国

本科:在中国没学过神经科学的本科,中国也好像只有2022年才有一个高校开设了神经科学专业本科。

研究生:

优点:

各大高校近五年尤其重视,新兴学科,引进了很多海外名校博士毕业的年轻助理教授,老师专业度高。

基本上都会新建大楼,资金支持到位,基础设施好。

缺点:

压力大,年轻老师晋升压力大,对学生压迫大,教学少。

学术界规则不透明,资源总量多,但不一定轮得到你,而且决定因素不在你,在你跟的老板。

美国

研究生

优点:

研究资源丰富,机制公平

导师专业度高,对学生的指导强

缺点:

训练时间非常久,平均6-7年

英国

研究生:

优点:

资源丰富,机制公平

训练时间短,3-4年

缺点:

学生与导师关系普遍更淡,导师平均水平没有美国高,毕竟美国是世界科研中心。

牛津大学「神经科学」博士深度解析:神经科学为什么这么火?10个关键回答揭开全貌

Q

作为一个从业者,你会有建议?比方说如果现在 15 岁 、18 岁、 21 岁、 22 岁可以学一些什么东西呢?

A

我觉得就是,首先就是生物、物理、数学,这三个学科就是得学好。也有化学,但是化学的比重很少。

Q

对神经科学感兴趣,但本科希望选择更广一点,或者一些学校本科没有这个专业,可以申请哪些临近的专业?

A

其实各个专业都可以申请,我并不推荐本科学神经科学,因为本科教学神经科学更像是一个神经科学导论,只带着你把所有的神经科学的研究方向都让你了解一遍。

最好的方式可以先了解你最感兴趣神经科学里什么问题,这个问题是往哪里偏的,数学物理?医学?生物?心理学?

然后本科可以申请这些专业,研究生再去申请神经科学

Q

你对神经科学感兴趣的高中生有什么建议?可以参与哪些活动?如何获得这方面的学习、实习、科研资源?

A

可以发邮件给所在城市大学的神经科学实验室看是否可以做学生助手,从而参与研究。

高中阶段可以去到一些实验室里面先进行一些实习,你可以发邮件给当地的一些做神经科学的教授,会有老师去愿意去接收高中生,然后来实验室去做一些相关工作。

我本科当时在杭州在浙大读书,尽管是神经科学相关的实验室,那个时候就很少很少,可能就是 10 个左右的老师会去做相关的研究,但是他们都不是直接相关。我大概给 10 个人发邮件,最后只有一到两个让我去说愿意让我做这种相关工作。

那花钱的方法就是可能有一些机构它会有这种课程,会组织这样的资源

多阅读,比如一些神经科学相关的书籍,互联网论坛,阅读的目的回到了自己想了解的问题即可,不需要太专业和深入。

参加比赛比如brainbee等

网上有在线会议比如一年一度的neuromatch。它是一个神经科学的一个网,类似于网络上的workshop,它大概就是每天 8 个小时。我之前也上过,每天 8 个小时,然后大概持续四周,这个workshop,它就是会跟你从神经科学,就是尤其是偏计算方面,偏物理跟数学方面的神经科学,它会给你从 0 到 1 的去培训你的代码处理技能。是完全免费的,欢迎任何背景的人去报名,每年大概是在6月的时候去举办。

弄清楚自己感兴趣神经科学的具体什么问题。一开始肯定是都想了解,但最后的目标需要搞清楚今后大概想要研究具体什么样的方向。做神经哲学和做治疗老年痴呆的肯定是两个方向。

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Q

本科神经科学专业主要学什么内容?

A

我有碰到在英国读本科的,也有碰到在美国读本科神经科学的人,都跟他们聊过,本科神经科学就是更像一个神经科学导论的感觉,这也是之前面刚才我讲就是说,如果真的很感兴趣神经科学的话,我不太建议大家本科就开始学神经科学,就是神经科学的本科,在英国这边,它会让你把每一个神经科学的研究方向都学一下,然后在你大三的时候,然后带你去所有的神经科学的实验室都去轮转一圈。那这样就会导致你了解得很广泛,但是不够专精。

如果说你本科学完了之后,你发现你对每一个都不感兴趣,你想要找工作了。那你发现如果说你学了一个数学,那你找工作是要比神经科学好找太多

研究生阶段,神经科学是非常聚焦的。如果是硕士的话,它可能也有一些跟本科很像的一些项目,它可能就叫 master of neural science,然后它进去之后它可能就上一年的课或者上两年的课,它就是带你把所有的东西都转一圈,但是只要是博士,绝对是非常聚焦在某一个方向的

我学的专业叫临床神经科学。我们聚焦的点就是去关注到大脑的这种疾病上,然后去用医学的手段去研究大脑到底是怎么工作的。我现在的博士课题,这中风了之后那人手动不了,他就为啥就动不了了呢?比如说要康复,要去天天做康复运动,那为什么就康复得慢?怎么样能提升康复的速度?为什么有些人中风之后就永久这样,那有些人你给他练一练,可能一年之后就生龙活虎的,就跟没得过这病一样。我只需要有医学的知识,有一些数理、数学和编程的知识就可以了。

【竞赛报名/项目咨询请加微信:mollywei007】

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