前言 迎接大脑的3个挑战 在神经科学的历史上，没有出现过比现在更令人激动的时刻了。尽管两个世纪前神经科学便诞生了，具体可以追溯到一次爆炸导致铁棍穿过了菲尼亚斯·盖奇（Phineas Gage）的左侧大脑额叶，但神经科学在很多方面的发展一直比较缓慢。如今，神经科学领域汇集了许多案例，但仍缺少某个贯穿整体的理论。我们已经在神经科学方面取得了很多进步，但也还有更多的未知领域等待我们去探索。而今，新技术的聚合为我们的探索提供了技术支撑。本书将对这些新技术进行介绍。 毫无疑问，人类从远古时代起就一直在进步，常常将非常简陋的工具利用到极致。19世纪中期，保罗·布罗卡（Paul Broca）通过遗体解剖第一次窥探到了语言的基础，这一契机起源于该遗体的主人由于大脑特定皮层受损而失去了语言功能。19世纪末时，卡米洛·高尔基（Camillo Golgi）发现用硝酸银对神经元染色后，可以在显微镜下看到神经元。圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔（Santiago Ramón y Cajal）运用这项技术对神经元的结构与功能做出了具有预见性的描述。1909年，杰出的眼科医生井上达二（Tatsuji Inouye）开始绘制大脑的功能地图。通过系统研究俄日战争中的枪伤患者，他发现大脑视皮层的创伤会损害患者的视力，而且特定位置的创伤会影响患者特定视野区域的视觉。 在20世纪后期，非创伤性大脑成像技术，比如功能性磁共振成像（fMRI）开始出现。尽管这类技术非常有用，但当时的非创伤性大脑成像技术就像模糊的显微镜，它们在时间和空间上淡化了神经活动的细节。从根本上说，功能性磁共振成像的结果就像一张做了马赛克处理的高分辨率照片。 研究非人类的动物，我们可以采用创伤性大脑成像技术。直到最近，神经科学研究的黄金标准一直都是“记录单个神经元”，也就是用很细的电极监控与神经元放电有关的电活动。动作电位是大脑中的电流，科学家从对它们的…