计算神经科学

计算神经科学是脑科学的一个分支，它用数学和计算机模拟来弄清楚大脑是如何进行计算的——也就是说，一团柔软、湿润、错综复杂的细胞，是怎样把光、声音和触觉变成想法、决定和动作的。它不只是描述神经元长什么样、哪一个在什么时候亮起来，而是提出一个更尖锐的问题：大脑到底在算什么，又是按照怎样的“配方”来算的？它把大脑当作一台神秘的机器，试图反向拆解出在它内部运转的规则，把这些规则写成方程，再放到计算机上运行，看看一个虚拟的大脑会不会表现得像真的一样。

它的研究方法是理论与实验之间的来回往返。一位研究者可能会搭建一个模型——比如一小张由模拟神经元相互连接而成的网络——给它一项任务，例如识别一个形状或记住一个数字，然后检查这个模型的活动是否与科学家从活体大脑中记录到的情况相吻合。当模拟算错了什么，这种不一致就指向了缺失的一块，于是模型被进一步打磨。这一点之所以重要，是因为大脑实在太精巧，单凭直觉无法理解：大约有八百六十亿个神经元，每个又与成千上万个相连，只有把它们的相互作用装进精确、可检验的模型里，我们才能解释记忆、视觉或决策是如何产生的。这些模型也会反过来影响更广阔的世界，启发人工智能系统，并帮助医生理解像癫痫或帕金森病这类疾病到底出了什么问题。