牛津大學「神經科學」博士深度解析:神經科學為什麼這麼火?10個關鍵回答揭開全貌

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在「英美高校經驗分享——心理、神經科學」專場直播中,我們的嘉賓澤宇圍繞神經科學專業的申請、規劃、學習經驗、就業等相關話題,層層為大家揭開神經科學的全貌,用過來人的視野向家長和學生分享一手經驗,特寫君給大家梳理出其中的QA部分,分享給還未收看直播的朋友們。
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澤宇
ZOOMiN學術顧問
牛津大學臨床神經科學博士在讀。神經科學領域工作至今已8年,求學期間曾工作於多個神經科學實驗室,包括浙江大學,上海交通大學,哥倫比亞大學,復旦大學橫跨動物到人的不同實驗室,對各個層面的神經科學研究均有接觸。
Q
神經科學學的是什麼?
A
神經科學是一個非常

跨學科

的學科,涉及的專業研究方法非常廣泛,主要包括心理學、計算機科學、生物學、醫學、物理學、數學等主要學科,甚至還包括哲學,美學等小眾學科。但他的研究主題非常明確,核心問題就是:

大腦如何工作

所以總結一下,神經科學學的就是用各種專業的研究方法和視角,去研究大腦的一個學科。
Q
神經科學為什麼這麼火?
A
神經科學其實也是近十年才慢慢在國內火起來的,但美國神經科學這個專業至少已經火了50年
中國10年前,一開始神經科學有多不火:我記得我2014年在浙江大學初次對神經科學感興趣的時候,在圖書館和網際網路搜尋相關的資料非常的少。最後在圖書館的一個小角落找到了腦科學相關的一些書籍,整個浙大圖書館,2萬平,5層,藏書600萬冊,只有在一個生物醫學區的犄角旮旯的一層,躺著幾本腦科學叢書,我還清晰記得書本名字《腦與心智》,唐孝威院士寫的,他是個兩彈一星的院士,浙江大學的教授,晚年意識到腦科學的重要性寫了這本書,所以這本書才能出現在浙大的書架上。不然連這本書都不會有。
所以我花了好幾周,網際網路的搜尋(那時候英文不好,只能在中文網際網路檢索),圖書館檢索,得到一個新的關鍵詞再去檢索另一個新的關鍵詞,才搞清楚我感興趣的專業叫神經科學,足以可見當時大家有多忽視這個專業。
美國至少火了50年:後面學會了英文世界檢索,也知道了自己感興趣專業的名字,在網際網路上了解這個專業的時候,才知道這個專業一直都是美國博士最火競爭最激烈的專業。英文網際網路上,每一年都不乏關於神經科學博士申請的討論,最早可以追溯到2000年初,可以說神經科學一直都是優秀且努力的美國大學生才能申請上的博士專案。我這樣解釋這個事情,因為美國社會比我們發達,他們的美國白人學生在申請讀博士的時候,考慮的往往不是這個專業是不是博士畢業後好掙錢,好找工作。而更多是我是否真的對這個專業的問題感興趣,他們的學生可能在選擇讀博的時候就只是考慮的做研究這個事情,而不是工作就業薪水,不然他們完全可以選擇直接就業或者讀一個碩士就業。
近年來,神經科學以我肉眼可見的速度在中國越來越火,2016年開始有零散的神經科學相關問題出現在知乎上,類似《我是高中生想今後學神經科學該閱讀什麼書》、《神經科學的前沿研究方向有什麼》。2017年開始出現神經科學的自媒體博主,在知乎b站等領域解答問題,19年以來,更是無論從下往上:是高中升大學,大學讀研究生,選擇或想選擇神經科學的學生越來越多,指數級增長。還是自上而下:浙江大學專門開設腦科學學院,復旦大學成立腦中心,天津大學設立腦機介面本科專業,國家2035規劃把腦科學列入重點學科。都可以看到神經科學已經在中國逐漸越來越廣為人知,越來越多的學生想要學習和加入這個專業
為什麼火了?
社會越發達,越來越多的學生就只想要學習感興趣的學科,而不是考慮畢業後工作就業而妥協。神經科學的趣味性,整個學科問題的未知性要遠遠大於任何其他學科。我們對大腦目前可以說仍一無所知。
神經科學本身的重要緊迫性,讓國家開始重視,這是彎道超車的重要學科,廣大學生也看到了該學科的光明前景。馬斯克的neuralink公司腦機介面已經開始開展人體實驗了,人類未來使用腦機介面裝置,直接用大腦控制電腦機器已經不再是夢想。因為我們越是目前對大腦一無所知,也越是代表著這個領域未來的一片藍海。
神經科學的跨專業特性,海納百川,幾乎任何學科的學生都可以來學神經科學。根據前面定義,神經科學橫跨的學科非常的多,幾乎任何一個專業都可以用自己專業的視角和研究方法去探究大腦。大家都看到了前述2個優點,都想加入到神經科學領域的研究中,所以人口基數大,競爭自然也越來越激烈,越來越火。
Q
目前的發展程度是怎樣?
A
神經科學目前仍然是一個正在探索中的學科,一個比喻叫做還處在“黎明前的黑暗”。粗略的講,我們目前對大腦可以說仍一無所知。放大來看,人類又已經在這個領域研究了100年,積累了數不清的科研成果。但即便如此,現在的神經科學就像是牛頓之前的物理學,百家爭鳴,沒有真理,我們仍然無法知道大腦到底怎麼工作。
就跟 100 年前相比,我們不一樣的點是什麼呢?我們有了非常多的研究手段,比如說九幾年磁共振發明出來了,然後以及這個腦電就是電生理這些東西就是馬斯克他搞的那個植入性的那種腦機介面。這個東西近幾年出來了,因為神經醫學的發展,神經外科的發展,它能讓人健康地去植入這個東西,然後以及人工智慧的出現。就人工智慧的出現,它可以去非常高效地去解讀那個神經的訊號,能去給你生成有意義的結果。那原來人用經典的數學工具,沒辦法,就是面對一堆亂碼。神經訊號就是一堆亂碼,你完全是解釋不出來這到底是啥,但是現在人工智慧出現了之後,它可以做到從這一堆亂碼中它提取出有意義的資訊,這是已經出來的研究結果。腦子裡面放幾個電極,人工智慧給它解讀一下,直接能給你跑到螢幕上。我在想“你好”,我不用說話,腦子裡想一想,直接打螢幕上打出來個你好。
所以就是為什麼叫黎明前的黑暗,就是說這些東西出來之後,你能感覺到神經科學這個學科的發展就得到了一個極大的提速,那很有可能會在 50 年、 80 年這樣的一個尺度,人類對大腦的理解會進入到一個新的層次。
Q
現在神經科學的前沿工作者在做什麼?
A
如前所述,神經科學橫跨的專業非常的多,每一個專業都可以研究神經科學而形成一個方向,所以無法一言蔽之的說前沿工作是什麼,因為每一個方向都有自己的前沿工作。前沿方向在神經科學領域至少有幾十種。但我可以說幾個令人興奮的前沿方向,比如腦機介面,植入裝置後,不需要講話,大腦想的話語直接打在螢幕上。比如一些疾病如抑鬱症,不需要吃藥,直接透過腦機介面用電流調節心情。
腦機介面,這個詞可以說是近幾年隨著那個馬斯克的 Neuralink 在網際網路上營銷,這個詞就是越來越高頻的出現在公眾的視野。這個就是非常經典的一個神經科學的前沿工作,就是說我能做到我大腦去想,然後東西直接就跟電腦去互動了。我不用動嘴,不用動手,大腦想一想,直接螢幕上出現一行字。
甚至還可以,比如說調節心情,比如說有一些疾病,比如說抑鬱症。它可能現在的方法主要還是吃藥,那你有了腦機介面之後,它直接透過介面給你釋放一些電流,它就是能讓你心情好起來。就比如說它識別到了你現在心情低落,直接再給你反向施加一些電流,你馬上心情就好起來,不需要吃任何的藥。
這個東西它現在是已經有在研究的,瑞金醫院它現在已經做了,前幾個月它做了第一例這種抑鬱症的深部腦刺激的手術,就是給這種非常嚴重的抑鬱症患者腦子裡植入了電機,然後去給他施加這個電流。然後這個人做完之後馬上效果就有提升。就我們識別到什麼訊號,它是代表了快樂,什麼樣的訊號它代表了悲傷,然後去給它快樂的訊號,而減少它悲傷的訊號。
Q
參與神經科學相關的工作是否剛需博士學位?有哪些就業、實習機會?
A
神經科學目前其實跟心理學差不太多,就是如果你本科讀這個的話,你出來就相當於說,什麼樣的工作都可以找,然後也沒有特別對口的工作。神經科學就是個研究性的學科
我們只能說他的前景很好,但是現在仍然還是黎明前的黑暗,所以也沒有太多的直接對口的工作機會,就比如說你說這種直接對口的工作機會,做這種是腦機介面的公司,腦機介面的公司大部分都是創業型公司,而且數量也很少,他對大部分要求的人也都是說一些研究性的,就比如說你最好讀了博士,如果沒有博士,碩士也可以。但是至少你得有一些研究技能,而不是像本科出來之後我可以去做一些事務性的、交流性的一些工作,這個就很少,大部分都是研究性的崗位。
因為這產品還沒有搞出來,然後博士學位其實並不是剛需。比如說你去公司,你去這種諮詢,也有腦機介面方面的諮詢和金融方面的一些崗位。只有一個碩士或者只有一個本科都可以去,但是大部分的人最後還是會去選擇去學術界,而去學術界的話,博士學位就是一個剛需
學術界:高校教職,剛需博士學位
工業界:腦機介面創業公司,大型藥企,網際網路企業,AI企業(後兩者需要偏數學計算機方面的神經科學研究)
其他就只能轉行:學醫(美國),金融,諮詢
就業實習機會:學術界就是在各個高校的實驗室做student assistant,工業界就是去你想去的公司實習。
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Q
在中國、美國、英國學習神經科學的體驗和差別?
A
中國

本科:在中國沒學過神經科學的本科,中國也好像只有2022年才有一個高校開設了神經科學專業本科。
研究生:
優點:
各大高校近五年尤其重視,新興學科,引進了很多海外名校博士畢業的年輕助理教授,老師專業度高。
基本上都會新建大樓,資金支援到位,基礎設施好。
缺點:
壓力大,年輕老師晉升壓力大,對學生壓迫大,教學少。
學術界規則不透明,資源總量多,但不一定輪得到你,而且決定因素不在你,在你跟的老闆。
美國
研究生
優點:
研究資源豐富,機制公平
導師專業度高,對學生的指導強
缺點:
訓練時間非常久,平均6-7年
英國
研究生:
優點:
資源豐富,機制公平
訓練時間短,3-4年

缺點:
學生與導師關係普遍更淡,導師平均水平沒有美國高,畢竟美國是世界科研中心。
Q
作為一個從業者,你會有建議?比方說如果現在 15 歲 、18 歲、 21 歲、 22 歲可以學一些什麼東西呢?
A
我覺得就是,首先就是生物、物理、數學,這三個學科就是得學好。也有化學,但是化學的比重很少。
Q
對神經科學感興趣,但本科希望選擇更廣一點,或者一些學校本科沒有這個專業,可以申請哪些臨近的專業?
A
其實各個專業都可以申請,我並不推薦本科學神經科學,因為本科教學神經科學更像是一個神經科學導論,只帶著你把所有的神經科學的研究方向都讓你瞭解一遍。
最好的方式可以先了解你最感興趣神經科學裡什麼問題,這個問題是往哪裡偏的,數學物理?醫學?生物?心理學?
然後本科可以申請這些專業,研究生再去申請神經科學
Q
你對神經科學感興趣的高中生有什麼建議?可以參與哪些活動?如何獲得這方面的學習、實習、科研資源?
A
可以發郵件給所在城市大學的神經科學實驗室看是否可以做學生助手,從而參與研究。
高中階段可以去到一些實驗室裡面先進行一些實習,你可以發郵件給當地的一些做神經科學的教授,會有老師去願意去接收高中生,然後來實驗室去做一些相關工作。
我本科當時在杭州在浙大讀書,儘管是神經科學相關的實驗室,那個時候就很少很少,可能就是 10 個左右的老師會去做相關的研究,但是他們都不是直接相關。我大概給 10 個人發郵件,最後只有一到兩個讓我去說願意讓我做這種相關工作。
那花錢的方法就是可能有一些機構它會有這種課程,會組織這樣的資源
多閱讀,比如一些神經科學相關的書籍,網際網路論壇,閱讀的目的回到了自己想了解的問題即可,不需要太專業和深入。
參加比賽比如brainbee等
網上有

線上會議比如一年一度的neuromatch

。它是一個神經科學的一個網,類似於網路上的workshop,它大概就是每天 8 個小時。我之前也上過,每天 8 個小時,然後大概持續四周,這個workshop,它就是會跟你從神經科學,就是尤其是偏計算方面,偏物理跟數學方面的神經科學,它會給你從 0 到 1 的去培訓你的程式碼處理技能。是完全免費的,歡迎任何背景的人去報名,每年大概是在6月的時候去舉辦。

弄清楚自己感興趣神經科學的具體什麼問題。一開始肯定是都想了解,但最後的目標需要搞清楚今後大概想要研究具體什麼樣的方向。做神經哲學和做治療老年痴呆的肯定是兩個方向。
Q
本科神經科學專業主要學什麼內容?
A
我有碰到在英國讀本科的,也有碰到在美國讀本科神經科學的人,都跟他們聊過,本科神經科學就是更像一個神經科學導論的感覺,這也是之前面剛才我講就是說,如果真的很感興趣神經科學的話,我不太建議大家本科就開始學神經科學,就是神經科學的本科,在英國這邊,它會讓你把每一個神經科學的研究方向都學一下,然後在你大三的時候,然後帶你去所有的神經科學的實驗室都去輪轉一圈。那這樣就會導致你瞭解得很廣泛,但是不夠專精。
如果說你本科學完了之後,你發現你對每一個都不感興趣,你想要找工作了。那你發現如果說你學了一個數學,那你找工作是要比神經科學好找太多
研究生階段,神經科學是非常聚焦的。如果是碩士的話,它可能也有一些跟本科很像的一些專案,它可能就叫 master of neural science,然後它進去之後它可能就上一年的課或者上兩年的課,它就是帶你把所有的東西都轉一圈,但是只要是博士,絕對是非常聚焦在某一個方向的
我學的專業叫臨床神經科學。我們聚焦的點就是去關注到大腦的這種疾病上,然後去用醫學的手段去研究大腦到底是怎麼工作的。我現在的博士課題,這中風了之後那人手動不了,他就為啥就動不了了呢?比如說要康復,要去天天做康復運動,那為什麼就康復得慢?怎麼樣能提升康復的速度?為什麼有些人中風之後就永久這樣,那有些人你給他練一練,可能一年之後就生龍活虎的,就跟沒得過這病一樣。我只需要有醫學的知識,有一些數理、數學和程式設計的知識就可以了。
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