摘要：神经生物学既古老、又常青 。 早 在科学出现之前就有人好奇 的一些问题， 比如 “灵魂” 的 本质 ，正 是 神经生物学 今天 还在 研究的问题。以柏拉图（ Plato ， 公元前 427- 公元前 347 ）为代表 的一派 认为思维的器官是脑，而 以 亚里士

前言

神经生物学是有关人类本质的科学，因为其核心是研究脑和神经系统，而人类最有特征的本质都是脑功能的表现。

神经生物学既古老、又常青 。 早 在科学出现之前就有人好奇 的一些问题， 比如 “灵魂” 的 本质 ，正 是 神经生物学 今天 还在 研究的问题。以柏拉图（ Plato ， 公元前 427- 公元前 347 ）为代表 的一派 认为思维的器官是脑，而 以 亚里士多德（ Aristotle ， 公元前 384- 公元前 322 ）为代表 的一派 认为思维在心， 引发了 长期 的 心脑之争。从思辨到实证研究间隔了逾千年，达芬奇（ Leonardo Da Vinci ， 1452-1519 ）在 1 5 世纪 做过 有关神经系统的实验， 笛卡尔（ René Descartes ， 1596-1650 ）在 1 6 世纪 对视觉 信息传递 的 初 步有正确的推论 ， 维萨留斯（ Andreas Versalius ， 1514-1564 ） 在 1 6 世纪 对神经系统有 过 很好的解剖分析 。 到 1 9 世纪， 以西班牙的卡哈尔（ Santiago Ramón y Cajal ， 1852-1934 ）为代表的科学家 才 将神经生物学带入现代 ，至今 不过百余年。

现在 ， 人类了解神经系统的解剖结构、细胞 类型及功能 ，神经信号传统的 化学分子 组成 及其部分功能 ， 简单行为的部分机理。 但 对于 绝大多数 显而易见的 重要问题，如语言、思维 、意识等 ，目前 科学 仍 知之甚少 。 甚至 可以说 ，对于 其中 一 些问题，神经生物学的 研究 尚未找到任何 线索 。这既 表 明 这门 学科 仍处于初级阶段 ，也 预示着 它具有远大 的 发展 前 景 。 既然 一些 显 而易见 的问题都 还 有待 解答 ，那么可能 一些 迄今 还 想不到的问题 ， 需要未来 很多很多代之后 的神经生物学 家 来 提出和回答 。相比而言，大多数目前存在的 其他 学 科 ， 那时 是否 还有悬而未决的问题， 就 很难说， 恐怕 有些 学科早已 因 研究透彻而 不复存在 。 从这个意义上来 讲 ， 神经生物学 很 可能是最后一个伴随人类的科学领域，因为只要人脑还在， 人类 就会一直对自己好奇，而人脑不在之后的生命， 产生的“科学” 也 谈不上 任何人类意义。

神经生物学 的 研究 包罗万象 ，虽然迄今 多 局限于一般的生物学内容，但已涉及心理和认知的实质，也 有 涉及决策方面的 如 “ 神经经济学 ” 。而人脑的产物， 如 人脑支配的 各种 活动 、 社会科学 、 自然科学等，都将逐渐成为神经生物学的研究对象。即便是一般认为由 肌肉主导的体育运动 ，其神经控制机理也非常重要。而 在 本书 第一版的 写作过程中， 诺贝尔物理学奖颁发给了两位神经计算学家 ，出人意料地将 神经生物学 影响 的 范围推广到 目前 绝大多数科学家的想象之外。

神经生物学 的 研究 方法 迄今 仍 以还原 论的途径 为主。 它 揭示神经冲动的本质是电信号，严格遵循物理化学的能斯特方程 ； 神经纤维传导信息是电活动的扩散，局部离子通道的开放和关闭导致局部电流 的产生 而传导动作电位 ； 神经 元 之间、神经 元 与下游靶细胞之间 ， 则主要靠化学分子 传递信息， 从一个细胞弥散到下一个细胞 的神经递质 作用于后者的表面受体，引起新的电位变化 。 这一 “ 电 - 化学 - 电 ” 的过程是脑内信号传递的基本模式 ， 而对 其 各种调节 ，信号传输的 组合 、 串联和并联加工，组成了多彩多姿的思维世界。 神经生物学的 发展 历史告诉我们，脑和神经系统的规律完全没有超出物理 学 和化学 的 基本规律，所以没有超自然的内容，无论多么神乎其神 的现象 ，其机理都可以通过科学研究不断深入理解。

神经生物学 的发展 融 合 了 多个学科的 研究 方法与技术 ， 给 交 叉研究 提供了广泛而深远的适用场景 。 除 了 遗传学、生物化学、分子生物学、细胞生物学、发育生物学等生物学 领域 外，化学和物理 学 等学科的理论和方法 也 长期 被应 用于研究神经生物学问题。 例如 物理学 助力 神经生物学 揭示了 生物电 的 现象、规律和功能 ； 核磁共振成像 用于 研究活人的脑功能机理。反过来， 神经生物学的研究也促进了其他学科 的 发展。例如 伏特（ Alessandro Volta ， 1745-1827 ）对神经纤维上 生物 电的理解 启发 了 他对 电池的设计 和发明 ，也就是说 ， 对蛙的神经生物学研究 推动 了人工能源的诞生。神经生物学对于光学成像的需求，推动了成像技术的进步。神经生物学和计算机科学的交叉 ， 促进了最新一代人工智能的诞生。

神经生物学的综合研究模式方兴未艾，任重道远。例如，我们 已 揭示 色觉在视网膜感光细胞上的第一级分子机理，但 还 不理解色觉在脑中的知觉形成机理 ； 我们 已 理解初级运动皮层对外周肌肉的控制 机理 ，但 尚不清楚 思维 如何影响 运动。 未来 要 有效推进 优 于还原论途径的研究 ，神经生物学 需要 与心理科学、认知科学、统计学、计算机科学、人工智能等 学科更多 地 互相交叉，方能相得益彰。 这 需要更有效的方法、更复杂的分析 ，也需要 更多的人才。

尽管 迄今 发展 有限 ， 但 神经生物学研究已经带来 了 对一些疾病的认识甚至 是 诊断和治疗 的方法 。例如，理解了交感神经系统 如何 通过去甲肾上腺素影响心跳 和 血压，人类设计 出了 药物治疗高血压，让数以亿计的 患者 得以长期生存。对于帕金森 病 ，明确 了 多巴胺能神经元死亡 是 患者 出现 运动 障碍 的原因 ， 于是 服用 左旋多巴可以有一定治疗效果。 然而 对于大多数神经和精神疾病、心理异常、认知障碍，包括大多数智力低下、智力超常，我们都还是知之甚少 ， 甚至一无所知。同样，这意味着我们的学科还有漫长的道路，还需要源源不断的人才投入。

本书的作者 旨在 为大学本科生介绍神经生物学， 激发 同学们的兴趣， 使他们 初步了解神经生物学目前的概貌，理解基本原理，知道迄今研究的基本方法。在 此 基础上，同学们可以 根据 不同的目标而有进一步的学习。对于应用和临床， 还 有其他专业书籍 可 供参考 。对于神经生物学的专门问题，应积极 研 读 相关 科学文献。对于未来，回答问题的最佳人选 将 是一代 又 一代新 生 的神经生物学家。

本书的绝大多数内容是国外科学家研究的产物，我们享受的是 全 人类 共有的 智识 结晶。 值得一提的 是，我国 即便是 在生活艰苦的时代、研究条件很差的时代， 也 有过重要的神经生物学发现。而今天，我国正在经历很大的变化，出自我国的科学研究 正 越来越多 地 走向世界。我们相信，我国的神经生物学研究也将产出供全人类 共享的结果，本书将来的再版 一定会 越来越多 体现 来自 我国的高质量研究 成果 。 实现 这样的 愿景 ，不能简单归因于我们的条件改善、经费和人员投入增加，也不 在 于追求 学界地位或社会回报 ，而是 有赖于 越来越多的中国科学家（特别是未来的神经生物学家）对真理的探寻、对自然奥秘的好奇心、对改善人类健康和智力的责任心 ， 在高尚的目标影响下，在平静的环境中，进行扎实、卓越、有趣的工作。 届时， 不仅本书的内容将被不断更新， 而且 全人类受益于我国神经生物学研究成果的时代 也 终将到来。

来源：东窗史谈一点号