神經(jīng)科學(xué)需要開始研究網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

一些研究人員現(xiàn)在認(rèn)為，大腦及其疾病通常只能理解為分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的巨大數(shù)量神經(jīng)元之間的相互作用。任何一個神經(jīng)元的功能都依賴于它所連接的數(shù)千個神經(jīng)元的功能。這些又依賴于其他神經(jīng)元的功能。同一區(qū)域或同一神經(jīng)元可以在大量不同的上下文中使用，但根據(jù)上下文具有不同的特定功能。確實可能是這些神經(jīng)元之間相互作用的小擾動，通過網(wǎng)絡(luò)中的雪崩效應(yīng)，導(dǎo)致抑郁癥或帕金森病等病癥。無論如何，我們需要理解這些網(wǎng)絡(luò)的機制，以便理解這些疾病的原因和癥狀。如果沒有全面的了解，我們不太可能成功治愈這些及其他許多情況。特別是，神經(jīng)科學(xué)需要開始研究網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是如何從大腦終身試圖理解世界中產(chǎn)生的。我們還需要清楚地了解大腦皮層、腦干和小腦是如何與肌肉以及我們身體上數(shù)以萬計的光學(xué)和機械傳感器相互作用的，以形成一個完整的畫面?；貧w物理現(xiàn)實是理解信息在大腦中如何被表示的唯一途徑。我們之所以有神經(jīng)系統(tǒng)，部分原因是運動的進(jìn)化需要一個控制系統(tǒng)。認(rèn)知、心理功能——甚至思維——可以被視為為了更好地規(guī)劃運動和行為后果而進(jìn)化出來的機制。因此，神經(jīng)科學(xué)的前進(jìn)方向可能是更加關(guān)注一般的神經(jīng)記錄（使用光遺傳學(xué)或功能性磁共振成像），而不是試圖將每個神經(jīng)元或腦區(qū)與某一特定功能掛鉤。這可以為理論網(wǎng)絡(luò)研究提供支持，理論網(wǎng)絡(luò)研究有潛力解釋各種觀察結(jié)果并提供一個綜合的功能解釋。實際上，這樣的理論應(yīng)該幫助我們設(shè)計實驗，而不僅僅是反過來。

但這并不容易，目前的技術(shù)是昂貴的——有主要的財政資源以及國家和國際聲譽投資于它們。另一個障礙是，人類的思維傾向于更簡單的解決方案，而不是復(fù)雜的解釋，即使前者解釋發(fā)現(xiàn)的能力有限。神經(jīng)科學(xué)與制藥行業(yè)之間的關(guān)系也是建立在模塊化模型上的。針對常見的神經(jīng)和精神疾病，典型的策略是識別大腦中一種可以用藥物靶向的受體，以解決整個問題。例如，選擇性血清素再攝取抑制劑（SSRIs）——它們阻止大腦對血清素的吸收，使其更自由可用——目前用于治療多種心理健康問題，包括抑郁癥。但它們對許多患者無效，而且在有效時可能存在安慰劑效應(yīng)。同樣，癲癇今天被廣泛視為一種單一疾病，并用抗癲癇藥物進(jìn)行治療，這些藥物通過抑制所有神經(jīng)元的活動來發(fā)揮作用。這類藥物對每個人也不一定有效。實際上，任何微小的電路擾動——來自于數(shù)千種獨特于每位患者的不同觸發(fā)因素——都可能使大腦進(jìn)入癲癇狀態(tài)。通過這種方式，神經(jīng)科學(xué)正在逐漸偏離其理解大腦的既定路徑。我們必須正確理解這一點。這不僅可能是理解一些科學(xué)上最大謎團(tuán)的關(guān)鍵——例如意識——還可能有助于治療大量令人衰弱且代價高昂的健康問題。