欢迎收听 Huberman 实验室播客,我们将讨论科学以及适用于日常生活的基于科学的工具。我是 Andrew Huberman,斯坦福大学医学院神经生物学和眼科学教授。今天我的嘉宾是 E.J. Chichilnisky 博士。
E.J. Chichilnisky 博士是斯坦福大学神经外科、眼科和神经科学教授。他是世界上领先的研究人员之一,致力于了解我们如何感知周围的世界,即视觉感知是如何发生的,然后将这些信息直接应用于神经假体的设计,即可以使盲人再次看见的仿生眼。今天的讨论对于任何想要了解大脑如何工作的人来说都非常重要。
事实上,EJ 用非常清晰的术语解释了我们周围的世界是如何被我们大脑中的神经元(神经细胞)编码的,从而创造出我们在脑海中看到的这些复杂的视觉图像。有了这种理解,他解释了如何将其应用于设计特定的机器人
人工智能和机器学习设备,这些设备不仅可以让盲人的大脑再次看到,还可以感知典型人类大脑无法感知的事物。事实上,记忆力可以增强,认知能力也可以增强。这是神经科学的发展方向。在今天的讨论中,我们有机会向这些领域的全球专家学习,了解目前的科学现状及其发展方向。
在今天的讨论中,我们还深入探讨了如何选择职业和个人道路的话题,事实上,你将从 Chichilnisky 博士那里了解到,他进入科学领域以及在科学领域的道路都有些不同寻常,所以对于那些认为在职业生涯中取得高度成就的人总是在每个阶段都知道自己想要做什么的人来说,你很快就会了解到,这绝对不是 EJ 的情况,他描述了
“辗转三个不同的研究生项目”、“休学几年去跳舞”。是的,你没听错,是跳舞。“以及这种游荡,事实上是跳舞”,帮助他决定了他想用什么来做 “他的职业生涯”
以及在神经科学和医学领域究竟要解决哪些具体问题。我相信每个人,无论是否是科学家,无论年龄大小,都能从这次讨论中受益,并能将 EJ 在他们自己的生活和追求中描述的具体工具应用到实践中。在我们开始之前,我想强调一下,这个播客与我在斯坦福大学的教学和研究工作是分开的。
然而,它是我希望并将科学和与科学相关的工具的零成本信息带给公众的努力的一部分。为了配合这一主题,我要感谢今天播客的赞助商。我们的第一个赞助商是 Eight Sleep。Eight Sleep 生产带有冷却、加热和睡眠追踪功能的智能床垫套。
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E.J. Chichilnisky 博士,欢迎。很高兴见到你。对于听众来说,我们是朋友。我们认识很久了。在科学领域,EJ 比我领先几年甚至更久。描述你和你的工作最好的方法,EJ,你是一位宇航员。你去的地方是其他人以前从未去过的地方。你开发新技术来做到这一点,所有这些都是为了大胆地尝试了解神经系统是如何工作的。
当然包括大脑,以及如何用工程技术来改善它。所以今天我们将深入探讨所有这些,但为了让大家一开始就处于同一页面,也许我们可以花一点时间谈谈大脑和神经系统,以及它由什么组成,使它能够做我们将要讨论的所有事情,例如看到我们环境中的事物并对这些事物做出反应。所以
冒着在一开始就给你太多信息的风险。你对大脑如何工作的一到五分钟版本是什么?哦,我没有关于大脑如何工作的一到五分钟版本,但我可以告诉你我认为视觉是如何在大脑中启动的。你和我认识很久了,所以我们对这一点有很多共同的理解,但如果可以的话,我会从头开始叙述。所以视觉是在视网膜中启动的。
眼睛的视网膜,它是眼睛后部的一层神经组织,它捕捉到入射到眼睛的光线,即通过眼睛进入的光线,将光线转换成电信号,以有趣的方式处理这些电信号并改变它们,然后将这些视觉信息发送到大脑,在那里它被用来产生我们的视觉感。你问我关于大脑如何工作的一到五分钟版本。我不知道。
但我确实知道,大脑接收来自视网膜中这些神经细胞的这些极其复杂的电活动模式,并以某种方式将其组合成我们的视觉体验,无论是对向我们袭来的事物做出反应,还是控制我们的睡眠和行为的昼夜节律,还是识别猎物或躲避捕食者,或者欣赏美丽。
我们知道,大脑接收来自视网膜的极其复杂的信号集,并将所有这些组合成我们的视觉体验。我们显然是非常视觉化的生物。所以我认为这是大脑工作的一个重要部分,因为我们所做的很多事情都围绕着视觉,围绕着大脑如何将来自视网膜的这些信号组合在一起。我很想了解这是如何运作的。目前,我不了解。
我们正在努力全面了解这在视网膜中是如何开始的,以及我们如何在那些失去视力的人身上恢复它。
为什么关注视网膜这个问题,这层薄薄的神经元层排列在眼睛的后面?为什么在那里探索视觉?我的意思是,大脑中显然有中心,当然,这些中心包含参与视觉的神经元(神经细胞)。如果一个人想要了解视觉感知,顺便说一句,我同意视觉感知是我们生活质量和体验中最主要的驱动力之一,
为什么关注视网膜?为什么不关注视觉皮层或视觉丘脑?视网膜有什么特别之处?好吧,我们必须关注所有这些,因为了解视网膜并不能让我们完全了解这一切是如何运作的,显然。如果你没有你的视觉皮层和视觉丘脑,你就不会看到。但如果你没有你的视网膜,你也不会看到。你甚至没有机会看到。所以
我关注视网膜是因为我喜欢这种可能性,即我们可以在我的一生中,在我们的一生中真正理解神经系统的一部分。我们可以如此深入地理解它,以至于我们可以构建它,替换它,恢复它的功能。这在更靠近大脑中心的区域是更遥远的事情。这将困难得多。我从学习中获得满足感。
真正理解某件事,以至于我可以用数学公式写下它正在做什么,我可以反复测试我的假设,是的,我们真的知道这个小机器是如何工作的,而且我可以设计设备来替换该电路的功能当它丢失时。对我来说,这非常令人满意。但对于那些想要在视觉大脑中进行更多探索性工作的人来说,正如你提到的,在视觉皮层、丘脑和其他地方,也确实有一个非常重要的作用。
因为最终,如果这些区域没有将所有这些组合在一起以控制我们的感知并最终控制我们的行为,那么视网膜信号就不会导致任何结果。所以让我们谈谈视网膜的全部美丽和细节。三层细胞排列在眼睛的后面,就像馅饼皮一样。不知何故,它接收光线,光线进入眼睛,晶状体聚焦光线。如果它做得不好,我们会在眼睛前面戴上透镜,例如隐形眼镜或眼镜。然后……
不知何故,它将光线转换成神经信号,并在视网膜内处理这些信号。所以让我们深入探讨视网膜,并以此理解,至少我的理解是,部分归功于你的工作和他人的工作,这可能是大脑中最容易理解的部分。是的。我认为这是一个有力的论点,它是大脑中最容易理解的部分。我们稍后会回到这一点。所以
视网膜始于一层称为感光细胞的细胞,这些细胞高度特化。这些细胞基本上在大脑的其他任何地方都不存在,它们的作用是将光能转换成神经元中的电信号。非常专业,非常苛刻的细胞。它们需要大量的维护,而且很容易死亡,这就是导致某些形式的失明的原因。
你可以称它们为像素检测器。它们是微小的细胞,称为感光细胞,每个细胞都捕捉来自世界特定位置的光线。这层细胞已经完成了初始的转导过程,其中光被转换成神经信号,然后大脑可以开始处理这些信号。第二层负责
处理、调整、改变、混合匹配、比较不同神经元中的信号,许多我们仍在努力理解的复杂操作,它由数十种不同的细胞类型组成,这些细胞类型提取视觉世界的特征(如果可以这样说),这些特征是由感光细胞中表示的基本像素组成的。所以第二层接收来自感光细胞层的输入,并从中提取信息。
第三层细胞被称为视网膜神经节细胞。这是我唯一想提到的术语——可能在这个对话中会反复出现。因此,对于你的观众和听众来说,这些视网膜神经节细胞负责接收视网膜中的信号并将它们发送到大脑,以便视觉过程可以开始。它们是视网膜到大脑的信使(如果可以这样说)。
视网膜神经节细胞,人类大约有 20 种不同的类型,再次是特征提取器。它们挑选出视觉场景中不同的片段,并将有趣的东西发送到大脑,试图忽略无趣的东西。这 20 种左右的细胞类型都从视觉场景中挑选出不同类型的信息。你可以将它们想象成 Photoshop 滤镜,视网膜中的每种细胞类型。
再次强调,大约有 20 种不同的神经节细胞类型。每种类型都表示完整的场景,整个视觉世界,但会挑选出不同的特征。例如?有些细胞挑选出空间细节,几乎是微小的光点。有些细胞挑选出并发出关于视觉世界中正在移动的事物的信息。有些细胞挑选出从感光细胞中捕获的不同波长的信息。
从而给我们带来色彩感。这 20 种不同的神经节细胞类型中可能还有更多我们不完全了解的东西。
结果是,视网膜对视觉世界有这种表示,但它有 20 种不同的表示,而不是一种。这不是一张从视网膜出来并发送到大脑的图片。不,不,不。它是 20 张不同的图片,你可以将其想象成 20 张不同的 Photoshop 图片,但其中一张突出了边缘。其中一张突出了颜色。其中一张突出了运动。
编码在其中。这些,不知何故,这些滤镜将信息发送到大脑中的许多不同目标,而我们的大脑将所有这些组合在一起,然后我们对视觉世界有了连贯的感知,这是一个我们真正不了解的显著特征。太棒了。对于那些
不使用 Photoshop 的人来说,将这些不同的 Photoshop 滤镜想象成视觉世界的不同电影是否公平。一部电影包含物体、人和事物的轮廓。另一部电影显示环境中斑点的运动,这意味着环境中任何移动的东西都被视为斑点。另一部电影只是环境中的颜色,另一部电影。然后所有这些
我称之为电影的东西被发送到大脑。然后大脑以某种方式将它们组合起来,使我们能够看到彼此,看到汽车和物体,并识别面孔。这是不是一种思考方式?这正是我思考的方式。也许更好的说法是。不,我喜欢 Photoshop 滤镜的比喻。我只是,对于那些不使用 Photoshop 的人来说,嗯,
你知道,我只是认为电影的比喻可能是一个不错的替代方案。视网膜的工作方式是一个例子,我们认为,所有感觉系统的工作方式都是如此。在专门的细胞类型中有一个初始表示,该细胞类型负责并能够从世界中提取物理特征。然后大脑中的神经回路
以不同的方式使用这些信息来从视觉世界中获取信息。在听觉系统中,声音世界也以专门的细胞表示,这些细胞捕捉声音能量并将声音能量转换成神经信号。
然后听觉系统中后续的处理阶段会挑选出我们听觉世界的不同特征。例如频率,音调有多高或多低。对。它来自的方向。对。它的运动,它的响度,提取不同的特征。
我们认为视觉系统只是外部世界在我们大脑中如何表示的一个例子。当然,从某种意义上说,一种对大脑的哲学方法实际上是在说,好吧,有感觉世界,然后是我们采取的行动,除了这两件事之外,我们几乎没有什么其他的了解,感觉世界是如何进入的,然后最终导致我们的行动。这就是我们大脑的目的。
因为视觉对人们如此重要,所以我发现它绝对引人入胜。例如,正如你所知,许多人研究啮齿动物以了解大脑的不同方面是如何工作的。
而且,你知道,啮齿动物是有趣的动物,它们会做各种非常酷的事情,但它们与世界的互动方式与我们不同。它们在很多方面都是通过嗅觉来感知的,它们通过嗅觉来识别物体,并且它们在很大程度上依靠胡须来导航。我们不做任何这些事情。你不用胡须导航,至少我认为你不用。你不会在我走进房间时通过我的气味来认出我。不,你使用视觉来做所有这些。
我们人类使用视觉,所以它是我们作为生物的根本方面。我想知道,仅仅是为了娱乐,我们能否考虑人类视网膜以及我们物种的视觉与其他物种中一些极端的视觉例子有何不同。不是为了进行比较或动物学探索,而是为了真正说明
事实上,我们视网膜中的特定细胞类型创造了外部世界的视觉表示,这种表示可能与其他物种的视觉表示非常不同,而且经常不同。例如,或者至少我的理解是螳螂虾
看到,我不知道,每种颜色有 60 到 100 种不同的变化,我们基本上是看不到的,因为它们的感光细胞可以检测到红色(例如长波长光)的细微差异,大多数人称之为红色。响尾蛇可以用眼睛感知热量散发,也可以用其他器官感知热量散发,等等。我提出这一点是因为
我认为人类神经视网膜是提取视觉世界特征然后重建这些特征的一个令人难以置信的例子。但我认为也值得提醒每个人和我们自己,它并不是对外部世界完整表示。就像有很多光是我们看不到的。
因为我们神经视网膜无法将其转换成电信号,对吧?你想举一些我们看不到的例子吗?如果有任何来自动物王国的特定例子让你感到高兴,请随意提出。好吧,一件事,你提到了颜色。当我们观察世界并说,“哇,我看到了所有这些颜色”时,我们会体验到丰富的色彩感。这是直接的。这就是我们谈论它的方式。但事实上,我们关于颜色的信息很少。
颜色是一个非常高维的复杂事物,或者我应该说波长,波长信息实际上是关于我们周围的光线在不同波长下有多少能量。我们视网膜中只有三种对不同波长、不同波长谱带敏感的不同类型的感光细胞对这种信息进行了三种快照。
三不是很多,正如你刚才所说,其他生物有更多捕捉波长信息的方式,你可以自己验证我们只有三种方式的一种方法是意识到,如果你看看你的电视,你的电视上只有三种原色,有一个红色,一个绿色,一个蓝色,就是这样,从这三种原色中,你电视机上体验到的所有丰富性都是由
所以只有这三样东西,你基本上就可以创造出任何人类的视觉感。好吧,螳螂虾会说,这不算什么。那里还有很多东西在电视上没有显示出来,如果你能和螳螂虾说话的话。我们可能看不到的另一件事,动物王国中差异的另一个例子是,再次以啮齿动物为例,啮齿动物必须做的一件事是避免被从上面飞下来的鸟类捕食。
因此,似乎视网膜中有一些细胞似乎对逼近非常敏感,对正在变大的黑暗物体非常敏感,就像从飞下来的鸟类投下的阴影一样。我们不确定这究竟是什么导致动物避免被鸟类吃掉,但有有趣的证据表明这一点。
这对我们人类来说并不是什么大事,据我所知。我们通常不会被大型鸟类捕食。所以这不是我们需要的东西。我认为这就是你刚才要说的重点,如果我理解正确的话,那就是我们占据不同的生物生态位。我们、螳螂虾和啮齿动物以及我们的视觉系统反映了这一点。我们在视觉环境中寻找的东西与其他生物不同。
所以我们的眼睛是不同的。这就是我们强调研究人类视网膜而不是某些其他动物物种的原因之一,这些动物物种与你我的视觉体验的相关性较小。所以让我们谈谈你的实验室几十年来一直在进行的这些令人难以置信的实验。
我有幸参加过其中一些实验,这些实验至少可以说非常复杂。如果你能带我们了解其中一个实验,我认为听众会很感激了解进行“尝试了解这些特定视网膜细胞类型,特别是视网膜神经节细胞的电活动中正在发生的事情”需要什么。这看起来像什么?你在斯坦福大学的实验室里,你接到一个电话
有人说,我得到一个视网膜。接下来会发生什么?我们疯狂地争先恐后。我们放下正在做的一切,取消所有约会,准备好进行 48 小时的不间断工作,从视网膜中获取尽可能多的数据。你刚才所说的最令人兴奋的例子是我们得到人类视网膜的时候。
例如,当一位捐赠者去世,视网膜可用于研究时,我们会抓住这个机会。在人去世后多久,你需要获得眼球,以便获得能够让你记录其电信号的视网膜?几分钟。只有几分钟。所以你在医院等着?我们通常从脑死亡的个体那里获得这些眼睛。所以是那些在法律上和医学上已经死亡的人,但他们的心脏仍在跳动,因此他们的视网膜仍然活着并发挥作用。当使用这些个体时,这些个体的身体被用于器官捐赠。
我们可以从器官捐赠中心为拯救许多人的生命以及促进研究而做的器官分配工作中受益。所以我们有时会得到这些视网膜,这为我们开始了实验。我将在这里再问一些细节,只是为了让人们了解情况,而不是为了血腥。我只是真的希望人们了解这其中涉及的内容。所以你会接到一个电话。我们有一位即将去世的病人。
他们同意将他们的眼球捐献出来进行研究,以便你可以研究人类视网膜。
是你过去取眼球的吗?有人这样做还是把它们放在装有冰块的桶里给你?如果我让大家感到不舒服,我很抱歉,但这就是人们如何尝试了解人类大脑是如何工作的。绝对的。这也是你捐献心脏的方式,这样你就可以拯救需要心脏移植的别人的生命。为我们收集组织的那些令人难以置信的组织,他们的
他们的主要目标是为器官捐赠做这件事以拯救生命。他们每天都在拯救生命。这些人真是太棒了。Donor Network West 是其中一个组织,是我们合作的组织。他们真的太棒了。所以他们的技术人员或视网膜外科医生会取出眼球
把它给我或我实验室的某个人,他们会把它带回实验室。我们有一种方法可以使眼睛保持活力和功能,只是眼睛本身。这总是在斯坦福大学进行吗?还是你有时会去其他地方?距离一小时车程以内的当地医院。所以你开车送他们回来。我们开车送他们回来。这是视网膜快车。
当我们带回视网膜快车时,再次强调,我们实验室的所有人都全力以赴。我们正在争先恐后,设置所有设备,准备一切。你参加过这些实验。它们很激烈。它们确实是 48 小时的马拉松式活动,由真正敬业的个人完成。所以我们有时可能会在凌晨 2 点得到这些眼睛。这是很常见的。从凌晨 2 点开始实验。所以我们把眼睛带回来。
我们打开它们,我们可以接触到眼睛的后面,那里是视网膜所在的地方。它是眼睛后部的一层薄薄的神经组织。我们对眼球进行半切,将其切成两半,以便我们可以看到后面。如果你愿意的话,它就像半个球体。然后我们进行松弛切口,将其铺平,以便我们可以看到我们正在处理的东西。在接下来的 48 小时内,我们取出视网膜的小片段。
我们将切除一小块,大概3乘3毫米的视网膜组织,把它带到一个电生理记录和刺激装置中,该装置允许我们与之互动。我们用它做两种类型的实验。因此,这个电生理记录和刺激装置是由我们的物理学家合作者定制的,他们开发了高端设备。它允许我们同时通过512个通道进行非常高密度的记录和刺激。
就用于询问和操纵视网膜电信号的技术而言,这是相当高端的东西。这就是我们实验室的专长。
- 我可以问一下这个设备吗?我以前见过它。它非常小。正如你提到的,你正在记录最近去世的患者几平方毫米的视网膜。它看起来有点像钉床,对吧?就像许多微小的细金属丝非常紧密地排列在一起。
你把视网膜放在上面,这床钉子可以提取,也就是记录来自视网膜神经节细胞的电信号。没错。而且视网膜仍然活着。所以你可以用光照射它,并使其发挥作用。
就像它仍然位于健康活人的眼睛后部一样。这就是这些实验的妙处。因为我们可以让视网膜保持活力和健康,而且视网膜神经节细胞(将视觉信息传递给大脑的细胞)位于表面,我们可以将它们直接放在电极旁边,并记录它们的电活动。换句话说,我们记录的是这些细胞如果仍在活人身上,就会发送给大脑的信号。
同时,正如你所说,我们可以将我们在电脑显示屏上创建的图像聚焦到视网膜上。因此,我们可以将视网膜视为一个小型的电子电路(它几乎就是),将光线传递给感光细胞,使它们被电激发,然后记录视网膜发出的电活动。这使我们能够研究视网膜的正常工作方式。
我们用同样的电装置所做的另一件事是反过来通过这些电极传递电流,以查看我们是否可以在没有光线的情况下直接激活这些神经节细胞,只用电极。我们为什么要这样做?我们这样做是因为它允许我们设计未来的方法,通过电刺激视网膜来恢复视力,我们可能过几分钟会谈到这一点。
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现在,在过去的十年里,我们意识到肠道健康不仅对肠道健康很重要,而且对我们的免疫系统和神经递质和神经调节剂(如多巴胺和血清素)的产生也很重要。换句话说,肠道健康对于大脑的正常运作至关重要。
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让我们花点时间谈谈细胞类型。你提到大约有20种不同类型的这些视网膜神经节细胞,我们可能会简称为RGCs。所以视网膜神经节细胞,RGCs,是一样的。正如你提到的,这些细胞覆盖了整个视网膜,因此,如果每种细胞类型都从视觉运动、颜色、特定颜色等视觉世界中提取不同的特征,那么
基本上,我们周围世界中的任何位置都不会不被这些细胞所代表。换句话说,这些细胞无处不在。每种细胞类型都在无处不在。每种细胞类型都在无处不在。因此,如果在我们视觉世界的任何区域发生运动,我们就能检测到它。
但是也许我们可以谈谈细胞类型。细胞类型是神经科学领域,事实上是所有生物学领域的一个非常重要的主题,但实际上,我们之前在这个播客中很少谈到它,无论是单独的剧集还是客座剧集。
我没有特别的理由。我们讨论过大脑区域,前额叶皮层、基底神经节、前中间信号皮层等等。我们讨论过神经回路,但我们从未真正讨论过细胞类型。所以神经节细胞——兄弟,你让我失望了。没有谈论细胞类型。好吧,但这就是你在这里的原因。这就是我在这里的原因。这就是你在这里的原因。告诉我们关于细胞类型的知识。你怎么弄清楚
如果你有一种细胞类型,你怎么知道它是一种细胞类型?或者,你知道,是形状吗?是它的反应方式吗?你怎么知道你有一种细胞类型?这是怎么回事?我想把这个问题放在后面,
或者更确切地说,放在人们的心中,细胞类型的问题不仅仅是与视网膜有关的问题。这个问题对于理解大脑的工作方式至关重要。这对于理解意识至关重要。我知道很多人喜欢问,什么是意识,对吧?我们现在还不会讨论这个问题,但是什么是细胞类型?你怎么确定你有一种细胞类型,为什么这对于理解大脑的工作方式如此重要?
是的,我的意思是,据我们所知,每一个大脑回路都充满了非常独特的细胞类型。这些细胞类型的区别在于它们的基因表达、形状和大小、它们与哪些细胞接触以及与哪些细胞不接触、它们向大脑其他部位发送信息的位置以及它们所代表的内容。据我们所知,这在整个大脑中都是正确的。
在视网膜中也是如此,不同的神经节细胞类型,视网膜神经节细胞类型,大约有20种,每种都观察整个视觉场景,提取不同的东西。这种细胞类型1提取一样东西,细胞类型2提取另一样东西,但它们都代表整个视觉场景。但是我们从大量优秀的工作中知道,你与之密切相关的一些工作,以及你做的一些工作,是
这些细胞类型具有不同的形态、不同的形状和大小、不同的基因表达模式、大脑中的不同靶点。它们将输出发送到大脑的不同位置。所以,如果不了解细胞类型,就研究视网膜,你马上就会迷失方向。你必须知道细胞类型发生了什么,否则你就无法理解这个视网膜信号。
我们通过两种方式识别它们,它们用于不同的目的。我们识别不同细胞类型的基本方法是它们的函数,因为我们研究它们的函数。我们研究它们对光图像的反应方式,我们可以清楚地将它们区分开来。事实上,这说起来很简单,但确实如此。你已经在我们实验室看到的我们的512电极阵列技术,以及大约20年前我们与合作者一起开发的技术,
对此至关重要,因为有了512电极技术,我们可以看到每种类型的许多细胞,并且可以清楚地将它们区分开来。而以前的研究一次只研究一个细胞,很难做到这一点。
因此,使用我们的技术,使用512个电极,我们可以同时记录数百个细胞。我们可以说,哦,这里有20个,那里有50个,那里有26个,它们就在这里。我们可以将它们放在不同的箱子里,然后说,好吧,这就是这个视网膜中存在的东西,它们提取的信息是什么。
还有另一个目的,再次提到神经工程方面。我们需要根据细胞的视觉信息以及它们的电特性、特性、细胞的电特性来识别细胞类型。正如你所知,细胞,神经元是电细胞。它们从根本上接收和传递电信息。它们做到这一点的方式具有独特的电特征。这对于开发恢复视力的设备来说非常重要。
你能解释一下你如何确定给定细胞类型的功能及其电特性吗?
让我们为人们画一幅心理图像。视网膜是从已故的个体身上取出的,放在这床电极钉子上。这些电极可以检测神经节细胞内的电信号。你可以将光线照射到视网膜上,并观察视网膜神经节细胞的反应,这意味着如果它们仍然连接到大脑,它们会向大脑传递什么电信号。在实验中,它们没有连接到大脑。它们就坐在那里。但它们在努力。但它们在努力。
我可以想象为这些细胞播放一部电影,我不知道,一个棋盘在移动,棋盘上的每个方格都从白色变为黑色再变为灰色。我可以这样做。我可以播放卡通片。我可以向它展示今年奥斯卡最佳影片奖的获奖作品。但是你怎么决定向视网膜展示什么?毕竟,这是一个人的视网膜。
它可能在该人去世之前一直看着与人类相关的事物。但是,如果你不知道要展示什么具体的东西,你怎么确定细胞类型的电信号?我的意思是,你会向它展示,我不知道,迪士尼电影?你向它展示什么?所以我们现在展示的内容反映了这样一个事实,即我们已经积累了很多信息,我们的工作是站在许多科学家几十年前研究视网膜的肩膀上的,以弄清楚不同类型的细胞对什么做出反应。
我们知道某些细胞类型主要对光线的增加做出反应,当光线比以前更亮时。因此,从一定的亮度到更高的亮度变化,这种特定类型的细胞会发射。当光线变暗时,另一种类型的细胞会发射或向大脑发送脉冲。
某些细胞类型主要对视觉世界中的大型目标做出反应。其他细胞类型对视觉世界中的小型目标反应更好。某些细胞类型对我们可以识别的不同波长的光做出反应。存在一些仍然知之甚少的细胞类型对运动做出反应。因此,我们可以根据我们已经了解的类型定制视觉刺激,因为有许多先前的研究。
这实际上并不是我们在实验中大部分时间所做的事情。相反,我们使用了一种非常无偏见的闪烁棋盘图案,事实证明,这是一种非常有效、无偏见的方式来同时采样许多细胞,因此,在对视网膜进行半小时的电记录后,我们可以弄清楚我们正在记录的所有大约512个细胞,并了解它们的所有类型。
我们做到这一点的方法是对视网膜播放基本上是随机的垃圾电视雪花型图像一段时间,并确定该随机垃圾中的哪些部分
变亮或变暗或移动或其他任何东西激活了这个特定的细胞,方法是查看半小时记录的平均值,然后说:“哦,看起来这个细胞在屏幕的这个区域变亮时总是发射。那一定是一个对屏幕这个区域的光线敏感的开细胞,”等等。所以我们有复杂有效的方法来做到这一点,但这都归结于视觉世界中的这些基本事物
往往会导致给定的细胞向大脑发送信号。是的,这很有道理。所以你基本上采用了你所说的随机垃圾,雪花,屏幕上的白色、黑色和灰色像素。视网膜观察到这一点。然后视网膜中的细胞会不时地产生电位。它们会发射,正如我们所说的那样。脉冲,有时也称为脉冲。然后你采取一种法医方法
稍后,你回顾过去,然后说,你知道,在这个细胞发出电位之前,这个随机垃圾中的像素排列是什么样的?没错。一个脉冲。然后,从中,你可以重建首选刺激。是的。正确的……
你可以说,哦,这个细胞和它周围的细胞似乎喜欢以特定方向移动的东西,例如。你怎么知道这个细胞也不喜欢你使用这个方法没有发现的其他东西?
随机垃圾。是的,两件事。让我正式声明一下,我们不会特别记录那些以特定方向发出信号的细胞。它们是一种难以捉摸的细胞类型,在啮齿动物和其他生物中最好理解,而在灵长类动物中则不太了解,正如你所知。尽管有些人现在正在发现这种类型的潜在细胞,并且最近发现了它们。好的,所以让我们说细胞对……小脑。像红色的斑点……
你知道,从暗红色变为亮红色。对。是的。所以我们可以浏览彩色电视雪花,挑选出对您描述的那种从较暗到较亮或从绿色到红色等过渡做出反应的细胞。细胞往往对视觉场景中的过渡做出反应,而不是静态图像。
所以我们可以挑选出这些东西,但你问了这个问题,好吧,电视雪花会捕捉到这些细胞所做的一切吗?这是一个非常重要的问题,我想多提一下。很可能不会。这是一种科学仪器。这是一种无偏见的方式来采样大量细胞,首先粗略地了解它们在做什么。
但这并不意味着我们真的捕捉到了它们在自然视觉感知中的作用,因为实际上你不会通过感知视觉雪花来体验世界,你会通过感知物体、食物、伴侣和目标以及所有这些东西来体验世界,对吧?因此,在我的实验室和世界各地许多其他实验室中,关于视网膜如何对更自然的视觉刺激做出反应的研究现在才刚刚开始。我会说我们对它的了解有限。
我会说我们知道我们用电视雪花进行的简单的实验室实验并没有捕捉到全部故事。还有更多。视网膜中大约有20种不同的细胞类型。如果我们以某种方式计算,我们对其中7种细胞类型的基本特征有所了解。
我们知道还有大约15种潜伏在幕后,我们已经开始采样了。我们不知道它们在动物的视觉生活中对哪些自然目标做出反应。这项工作正在进行中。令人兴奋,有趣的工作。因为我们知道它们一定在那里是为了某种目的。
一种思考方式,我很确定你也这样认为,那就是视网膜是一个高度进化的器官,它承受着很大的进化压力,使其高效,并具有向大脑发送的小型视神经。
很可能视网膜周围没有残留的偶然物质向大脑发送信息。很可能这些信号对我们的视觉行为、我们的福祉、我们的睡眠等等都起着重要的作用。而该领域仍在努力弄清楚这一点。我认为,就视网膜而言,这些都是最大的谜团。所有这些不同细胞类型中的信号究竟是什么?它们控制着我们生活的哪些不同行为和方面?
你遇到的最奇特的细胞类型是什么?就像,它做了什么?就像,它对什么做出了反应?这就是我说“最奇特”的意思。你知道,细胞是视网膜神经节细胞,它们对,你知道,越来越红的细胞做出反应。
视觉场景的部分或越来越绿色的视觉场景的部分。就像,好吧,酷。这似乎很酷。就像在圣诞节前后,这很有用。在一年中的其他日子里,它也很有用。但是,你知道,鉴于视网膜确实是最好理解的大脑部分,对吧?
鉴于你有20种细胞类型,20不是2000万。你知道,这似乎是可以处理的。你可能会完全理解它,或者完全理解它们。对不起。人们想知道,比如,什么东西是……
我们在视网膜水平上关注的是什么?我的意思是,是否存在像喜欢环境中螺旋状东西的螺旋细胞,或者是否存在喜欢表情符号的细胞,那里发生了什么?你花了大量时间做这件事。我们做。我们花了大量时间做这件事。毕竟,你放弃了两晚的睡眠,顺便说一句,这真是令人难以置信。我在这里稍微停一下,然后说,你知道,对于一个做了这么长时间,熬夜的人来说,你看起来还不错。你看起来很精神。是的。
我倾向于回家。我比研究生早回家。哦,他们熬夜。他们熬夜。你以前也熬夜。我以前熬夜到40多岁。我当时在做通宵达旦的事情。明白了。也许你可以帮我更好地弄清楚我的睡眠模式。是的,是的。我们可以在本集中讨论这个问题。我们可以讨论如何熬夜并仍然生存。完全正确。做过很多次了。但是是的,就像什么……
这里有很多风险。这是一个人的视网膜,这意味着一个人在死后放弃了他们的眼球用于这项实验,当然。你有很多人在做这件事。这些实验是……
非常昂贵。很多精密的设备,很多工资来试图弄清楚这些东西。我认为这是国家眼科研究所的主要任务。有很多税款。在我看来,这和我认为的太空计划一样重要,可能更重要,显然是恢复盲人的视力。那么你在那里发现了什么?我们有幸站在前沿,由国家眼科研究所和其他机构资助,在那里弄清楚人类视网膜中发生了什么。我同意你的看法。
所以我会告诉你我们现在是如何做的。我们大约了解7种细胞类型在做什么。它们并不复杂,它们只是具有不同的特性,颜色、大小,这种东西,时间特性,它们的信号时间。我们非常了解这7种细胞类型,但我们正在努力确定细节。为什么?因为神经工程用于视力恢复。
然后还有大约15种。解剖学家,研究细胞形状和大小的人,早就知道视网膜电路中潜伏着更多类型的细胞,但它们的功能尚不清楚。因为我们没有从它们那里获得许多记录,我们没有对光的电记录来告诉我们它们自然会做什么。
事实上,在过去的几年里,我们取得了突破,由我实验室的一位高级研究员Alexandra Kling领导,她发现还有大约15种细胞类型潜伏在这些记录中,如果我们仔细观察,它们就在那里。它们具有疯狂的特性。所以我可以告诉你关于疯狂特性的信息与它们响应的视觉世界空间区域有关。你和我从教科书中了解的众所周知的细胞类型是
有点像对视觉世界中的圆形斑点做出反应。如果在这个小圆形区域内有光线,它们就会发射脉冲。如果没有光线,它们就不在乎。好吧,有些细胞不是完全圆形的。有些细胞对存在的光线以及周围光线的差异做出反应。因此,如果它比附近的光线更亮,那么你就会得到很大的反应。
新的细胞类型比这更令人费解。其中一些对视觉世界中的三四个斑点做出反应。这有点奇怪,出乎意料,根据教科书,绝对出乎意料。最新的细胞类型更奇怪。其中一些,它们的视觉反应曲线,即它们对光线敏感的视觉世界区域,几乎呈蜘蛛状,几乎像细胞的树突,细胞的突起。
有些细胞对光线的敏感性呈斑点状。它们对这里的增量和那里的减量、这里的增量和那里的减量以及那里的蓝色光线做出反应。我们不了解这些细胞。需要明确的是,我们比较了解的七种细胞类型并不是试图仅仅确定并真正确定用于视力恢复的,对细胞类型特异性视力恢复的初步尝试。
那些细胞没有这些奇怪的特性。它们更容易理解。但我们只是在研究反应时间的所有细节等等。这些新的细胞,我们不知道它们发生了什么。所以我们正在做实验。我们比较了解的这七种细胞类型可能构成所有从眼睛向大脑发送视觉信息的神经元的70%。因此,我们认为,对于视力恢复来说,使用简单的细胞是一个非常可靠的目标。
所以,当我认为视网膜是神经系统中最好理解的回路时,我指的是这七种细胞类型,我们非常了解它们的作用。我们确实了解很多。这还没有完成,但我们了解很多。我说的不是其他15种细胞类型,它们只占人口的一小部分,但似乎正在做一些非常奇怪和令人惊讶的事情,这些事情还有待确定。所以这是一个混合体。我们知道一些非常好的东西,然后还有一些关于这些其他细胞类型的深刻谜团。好的。
所以我们一直在讨论如何理解视网膜向大脑发送的信号。我知道你的实验室在这个领域做了令人难以置信的工作,并弄清楚了许多不同的信号,正如你刚才描述的一些不同细胞类型正在提取的特征一样,这些斑点具有不同的颜色等等。
这对普通人有什么好处呢?除了想要了解我们如何看待事物之外,这还能提供哪些医疗应用,例如,有可能恢复盲人的视力?但也许更大的主题是神经工程的概念,对吧?利用这些信息来创建可以帮助我们
帮助我们的神经系统更好地发挥作用,甚至可能以超生理水平发挥作用的设备。我知道这些天人们对此非常感兴趣。
部分原因是Neuralink,对吧?因为埃隆在那里正面面对,非常直言不讳地谈论他对芯片植入人们大脑的愿景,这将使他们能够同时与100人交谈,只需听到他们头脑中的声音,也许可以过滤掉一些东西,这样听起来就不会像100个不同声音的喧嚣。也许
赋予人们超强的记忆力。我的意思是,你知道,无限可能。没有人真正知道这一切将走向何方。你正在研究我们所说的一个非常受限的系统,它具有你试图理解的特定属性。一旦你理解了这些,你就可以开始考虑
实际应用,例如什么是可能的。例如,你能否创建一个视觉系统,它可以从世界上提取比其他任何人都能看到的更多颜色特征?你能否将模式视觉恢复给基本上是盲人并且依赖拐杖或导盲犬的人,或者,上帝保佑,甚至无法离开家,因为他们什么也看不见。你知道,这将走向何方?这些信息有什么用?也许我们应该首先在医疗
修复或恢复视力的康复背景下进行框架,然后进入更科幻类型的神经工程方面。绝对的。是的,这确实是我现在的工作热情,转过这个弯,继续弄清楚视网膜中的奥秘,但同时也说,等等,我们实际上对此了解很多。这难道不应该成为我们解决诸如恢复视力、恢复功能或增强功能等问题的第一站吗?我认为应该是。
如何做到这一点的概念很简单,而且不是我们发明的。那就是以下内容。西方世界失明的主要原因之一是捕获光的感光细胞的丢失。黄斑变性和视网膜色素变性是导致视力丧失的两种众所周知的疾病。
视力丧失是因为我们之前讨论过的首先捕获光线的细胞死亡了。所以你不再对光敏感,你失明了。这个概念是,你也许能够绕过视网膜捕获光线并处理信号的早期部分,而是
构建一个直接连接到视网膜神经节细胞的电子植入物。这种电子植入物将执行以下操作:它将使用相机捕获光线,这相对容易。它将以类似于视网膜正常工作的方式处理视觉信息,尽可能相似。然后,它将通过传递电流并导致神经节细胞发射脉冲并将这些脉冲发送到大脑来电激活视网膜神经节细胞。如果我们做得很好,
我们可以从本质上替换视网膜的前两层,并搭载到第三层,然后说,好吧,我们直接跳到第三层。我们将迫使这些神经节细胞向大脑发送合理的视觉信号,然后大脑将认为它得到了自然的视觉信号,并相应地进行处理。这就是这个概念。这不是我们的想法。人们几十年来都有这个概念。
有些人甚至已经开始在人体患者身上进行这项工作。我的意思是,在视网膜上植入电极,进行刺激,使那些几十年来严重失明的人能够看到视觉感受,在他们的视觉世界中出现可重复的斑点和光条。所以现在正在发生这种情况。已经发生了。曾经失明的人。是的。
能够看到物体,能够看到粗略的斑点和闪光,这使他们能够稍微、稍微地避开咖啡桌
也许,或者至少能看到黑暗墙壁上的明亮窗户,并能够指向那个明亮的窗户或黑暗墙壁上的明亮门道,诸如此类。所以这是一个半满半空的例子,我想在这个谈话中引起注意,因为我认为它非常令人兴奋。是的,你可以通过人工电刺激神经节细胞来看到东西,你可以看到的东西实际上可以帮助你与你的世界进行一点点互动。
太棒了。这就是半满的杯子。半空的杯子是它与我们理解的自然视觉毫无相似之处,我们看到精细的空间细节、颜色和物体,并且能够在复杂的环境中导航,所有这些东西。没机会。你什么也做不了。你可以看到那边有一个明亮的门道,然后转向它,这是你人生经历中一个有益的步骤,但还有很长的路要走。
所以问题是,为什么现有技术无法给我们提供高质量的视觉?需要什么才能给我们提供高质量的视觉?这正是我真正热衷的部分。事实证明,到目前为止,开拓性的生物工程师已经在人类身上植入的设备是相当简单的设备,它们将视网膜视为只是一个像素网格的相机。
他们在那里放置了一个电极网格,并根据视觉世界中的像素进行刺激,并认为,希望这将导致视网膜做正确的事情,并将良好的视觉信息发送到大脑并启动视觉。不幸的是,他们忽略了科学。这实际上是我将我的职业生涯的下一阶段奉献给的事情,将我们知道的、我们讨论过的科学带到视觉工程的桌面上。
特别是,事实上,确实存在大约 20 种不同的细胞类型。它们向大脑的不同目标发送不同类型的视觉信息。我喜欢把它们想象成一个演奏交响乐的乐团。每种不同的细胞类型都有其特定的乐谱。小提琴做一件事,双簧管做另一件事。这是一个非常有组织的信号从视网膜发出,向大脑呈现这种复杂的电活动模式,大脑将这种模式组合成我们的视觉体验。
然而,目前的视网膜植入物不幸的是太粗糙了,无法做到类似的事情。指挥家只是把乐谱散落得到处都是,人们在演奏任何东西。这是嘈杂的,好吗?你也许有时能识别出一点旋律,朝门道走去,但你不会通过忽略不同的细胞类型而获得完整的体验丰富性。
我之所以如此热衷于此,部分原因与你从事这类工作的理由有些相似,我认为这很棒。那就是,我觉得我们有责任作为科学家回馈社会。利用我们一直在谈论的所有这些东西,因为我们发现它如此有趣和酷炫,并向允许我们探索这些迷人领域的社会提供一些东西。在我们的案例中,在我的实验室和我们所做的事情中,
是转过身来说,等等。我们知道存在这些不同的细胞类型。我们了解很多关于它们作用的信息。这些信息都没有出现在目前的视网膜上植入物中。我们能否通过使用科学来恢复视觉,从而尊重视网膜的电路?这就是我们正在努力做的。这种不匹配非常强烈。我之前和你聊天时告诉你,
自从 1968 年成立国家眼科研究所以来,我们所了解到的关于视网膜的任何信息都没有被纳入现有的视网膜植入物中。没有。我们已经了解了很多关于视网膜的信息。你的研究是由国家眼科研究所资助的。我的研究是由国家眼科研究所资助的,这是一个很棒的组织,它使我们能够学习所有这些东西。这如何体现在神经工程中,以恢复人们的视力?好吧,目前还没有。
所以我们正在努力做到这一点。现在,事实证明做到这一点很难,也许我们会谈论到这一点。这是一项非常具有挑战性的技术壮举。你必须制造一个可以植入人体中的设备,该设备可以识别不同的细胞类型,查看它们的位置,分别刺激它们,并指挥这个乐团创作一个与自然乐谱相当接近的乐谱。
这就是我们所致力于做的。事实证明,也许我们会单独讨论这一点,能够恢复视网膜通常产生的活动模式的任务在三个方向上也有极其令人兴奋的衍生效应。其中一个是更好地理解大脑如何将信号组合在一起。这是针对大脑的研究。
第二个是增强视觉,创造以前不可能的新型视觉感觉,也许做一些类似埃隆·马斯克那样的事情,提供比以往任何时候都多的视觉信息。第三,弄清楚如何更广泛地与大脑连接。因为正如你我所知,
视网膜的结构非常类似于许多大脑区域的结构。如果我们要弄清楚如何与视觉皮层连接,我们最好先弄清楚如何与视网膜连接。这就是我们这些天在我的实验室里所致力于做的,就是弄清楚如何做好这件事。这是一项混合的科学和工程工作。我们已经做了大约 15 年的基础科学研究。
我们如何刺激细胞?我们如何识别细胞?我们将如何制造一个能够以这种方式与细胞对话的设备?我可以详细介绍很多细节。但这就是我们一直在进行的基础研究。在过去的几年里,我们与斯坦福大学来自不同学科的优秀工程师(电气工程师、材料科学家等)合作,以弄清楚如何将这些部分组合在一起,并制造一个可以在活人身上做到这一点的植入物。所以想法是制造一个机器人视网膜吗?
制造一个基本上可以植入盲人眼睛甚至植入明眼人眼睛的人工视网膜,这将从根本上改变他们的视力,或者在后一种情况下,增强他们从视觉世界中提取他们原本无法看到的事物的能力,例如,看到两倍的距离,获得鹰一样的视觉世界分辨率。嗯,是的。或者这将很酷。是的。可能会分散注意力。是的。我不确定我是否想看到他们在咖啡馆对面翻动书页时,笔记本上的一张纸的细微动作。嗯,你可能想这么做一会儿。
可能会有那么一刻你想要。如果你有一个你可以控制的电子设备,你可以根据你的选择来调节感知视觉世界的不同方面,你可能会说,是的,这很酷。我现在就想能够做到这一点。我有一个我喜欢举的例子,我认为这对于解释我们所说的能够用视神经做更多事情时,可能会有所帮助。你举了多个声音的例子。这是一个我喜欢的例子。
我们知道,我们可以开车下路,进行免提电话,并且做得相当安全,相当安全,对吧?为什么?因为你正在利用。你的大脑中有两种类型的信号输入。你对高速公路上汽车的视觉信号,任何一辆汽车都可能在一瞬间杀死你,所以这很重要。以及进入你耳朵的声音,它传达了你女朋友的声音,她正在告诉你一些你感兴趣的事情。
这些是大脑的不同部分处理这些信息。因此,你可以同时做这两件事,因为没有干扰。大脑的一部分正在工作,做一件事。另一部分正在做另一件事。你很好。你不能做的是同时阅读你的短信和开车下高速公路。这不好,因为现在你那个需要检测这些快速移动的危险物体的视觉系统正被查看短信所分散注意力,你可能会死,还有一些其他人可能会和你一起死。我看到很多人发短信开车。是的。
这就是为什么我喜欢指出这个例子来提醒人们你做不好。就像,就像,你做不好。你可能会和他们说话。是的。过去,你知道的,我在这里要稍微偏离一下这个话题。几年前,有很多新闻报道,很多关于发短信开车的讨论,很多关注让人们停止发短信开车。我以前见过一些人因为发短信开车而被拦下,但是
我会说发短信开车很猖獗。在开车时阅读手机上的内容很猖獗。是的。你只需要在洛杉矶的高速公路上,看看你旁边的车。是的,看看他们在看什么。并且在开车时阅读和发短信。大概当他们这样做的时候,他们只是用他们的周边视觉来检测任何类型的运动。毫无疑问,这已经导致许多人死亡。是的,换车道,远离他们。那就像其他司机一样。所以事情是这样的。这就是——我这么说有点开玩笑,但这是一种真实的例子。是的。
如果我们利用视网膜中不同的细胞类型向不同的细胞类型传递不同的视觉信息,例如屏幕上文字的图像到某种细胞类型,即所谓的矮细胞,或者视觉场景中物体的运动,汽车,到另一种细胞类型,你知道的。顺便说一句,矮细胞,朋友们,因为它们非常非常小。
是的。几十年前由解剖学家命名。所以我们继续使用这种命名法。当然。以及伞细胞,它们是不同的细胞,你可以潜在地在伞细胞中编码汽车的运动。如果这两个系统独立运行,我们从你对视觉的广泛研究中非常了解的研究中可以看出……
也许我们可以同时安全地做这两件事。顺便说一句,明确一点,我的研究目标不是同时发短信和开车。但这是一个非常切实的现实世界例子,如果我们确实有可以独立调节和控制的并行通路,这将为并行地将各种视觉信息流入我们非常高带宽的视觉系统打开大门,这在进化过程中是不可能的,因为我们无法控制细胞类型。
所以我认为这是视觉增强的世界,如果不同的细胞类型在向大脑传输视觉信息时以独立的方式行为,那么它就会变得有趣起来。现在我们该如何弄清楚呢?好吧,我们需要一个可以独立刺激不同细胞然后研究它以查看人们是否可以做这种事情的设备,对吧?
那个设备是什么?人工视网膜,我告诉你的那个可以恢复人们视力的植入物,因为它是一个可以调节不同细胞类型活动的电子设备。同样的设备也可以作为研究工具来了解不同的通路是否平行
如果信号相互作用,并探索大脑如何接收这些信息。然后我们可以用它来探索我们能否增强视觉,并允许我们拥有我们甚至不知道看起来是什么样的新的或视觉感觉。我们甚至不理解对我们来说看到这些感觉会是什么样子,但它可能能够向我们的大脑传递大量信息。如果我们可以做到所有这些事情,
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对人体视网膜和其他视网膜进行这些疯狂的实验,用这些高密度(我称之为钉床)记录不同的细胞类型。25 年,不算老。25 年。重要的是你的稳健性,EJ,而且你有很多。你弄清楚细胞类型是什么。然后你了解了光如何转化为不同类型的电信号,这些信号编码视觉场景中的不同特征。
然后是开发神经工程工具的挑战,试图以或多或少模拟其正常激活模式的方式刺激特定细胞类型。例如,不要激活一大块视网膜,以便红色增加的细胞也与以某种方式会产生外部世界的一些模糊、疯狂表示的边缘细胞一起被刺激。不,你想要与
完整人眼中这些细胞的光刺激在这个切除的视网膜(这个钉床上的视网膜)中提供的精度相同。但是,一个基本上可以模拟视网膜功能的设备。你需要做所有早期的工作,了解正常的视网膜做什么?健康的视网膜做什么才能尝试开发这个假体设备来恢复视力或
因为它使你能够根据需要刺激细胞。理论上,你可以在人类中创造一种情况,其中对(我不知道)物体的轮廓做出反应的细胞过度活跃,因此,你知道的,
这个人可以有效地比其他人更好地看到环境中的物体。可以感知(我知道运动很棘手),但比其他人更好地感知运动。可以看到视觉世界中其他人无法检测到的细节。我们不是在谈论把人变成螳螂虾。
但类比有效,因为螳螂虾可以看到我们看不到的东西,反之亦然。所以你在这里谈论的是通过使用工程技术进行神经增强。是的。我们经常将其称为科幻小说,因为科幻小说作家几十年来一直在写这个。它不再是科幻小说了。它是科学。它现在是纯粹的科学。我们只需要构建仪器并开始进行这些实验,以弄清楚如何使其发挥作用。
我认为我们有责任这样做,因为这是我们利用国家眼科研究所自 1968 年以来关于视觉系统的所有已学习知识以及它资助的所有人进行这项研究的方式,并扭转局面,用它为人类带来改变。我假设并认为人类将利用神经系统知识来构建各种我们可以与世界连接的设备,并且
我认为,你知道的,我不认识埃隆·马斯克,但我认为他是对的,那就是我们前进的方向,应该做得很好,做得很好很重要,如果我们能够构建能够给我们带来更好感觉的设备,对正在发生的事情有更敏锐的理解,有更好的决策能力等等,更不用说只是看到东西了,那么我们有望与世界上的真理更紧密地联系起来
因此,开发技术以允许我们的大脑和视觉系统(最初)然后是我们大脑的其他部分做得更好的前沿令人难以置信地令人兴奋。它是科幻小说,但我只想强调我认为这是负责任的做法,要考虑如何做好这件事。我们开发的所有技术都可以用于善或恶。
我相信你们的一些听众,那里有很多非常有激情、有思想的人在思考神经科学及其影响,担心这意味着什么?我们将把电子电路引入我们的大脑来做事情?是的,我们会。人类这样做几乎是显而易见的。因此,在任何技术开发中,你都必须考虑,好吧,你如何做好这件事?你如何为善而为之?现在有很多关于技术发展的热门电影,例如了解原子的结构
这项技术发展可以用于善或恶,用于炸毁城市或拯救文明。会怎样?好吧,我认为作为科学家,我们有责任以深思熟虑和有意义的方式推进这项工作。我认为我们可以在视网膜上做到这一点。这是开始的地方。我很好奇你作为科学家的想法,因为你的背景是在这个领域或与我的领域非常接近的领域。我知道你在这档播客上与各种科学家交谈。
但这几乎是你的领域或非常接近的领域,不是神经工程部分,而是理解视网膜。我很好奇你是否同意这是开始做这些事情的地方。有史以来第一个在这个播客的嘉宾访谈中问我问题的嘉宾。我认为这是一个既可以回答又可以对此进行即兴发挥的好地方,因为——
首先,我认为视网膜绝对是开始的地方,因为我们非常了解它的作用,细胞类型是什么。但也许相比之下,另一个大脑区域,海马体,它参与记忆的形成和其他事情,但记忆的形成是关于记忆的。
前一天做了什么,几年前做了什么等等,我认为每当谈到神经假体、神经工程或神经增强时,人们都会认为,哦,在海马体中安装一个小的刺激装置不是很酷吗?然后,如果我想记住一页或一堂课中的大量信息,我就进行刺激,然后瞧,所有信息都被批量存储在那里。虽然这是一个有吸引力的想法,
我认为现在值得指出的是,当然,对不同细胞类型的形状、一些海马体的电特性有相当不错的了解,但对海马体以及各个细胞类型的功能以及它的不同层的功能的理解程度,与神经视网膜相比,根本没有。所以我们真正要说的是,如果你刺激海马体,
你可能会得到效果,但效果是什么还不清楚,刺激方法也不清楚。对我来说,关注视网膜的最佳理由是,由于你的实验室和许多其他实验室的工作,你知道细胞类型是什么,你知道哪些刺激很重要。
它为整个神经增强或神经工程业务提供了完美的测试平台。我认为还有一个更大的讨论框架,那就是在这个播客上与嘉宾和在独奏剧集中讨论的很多内容都与多巴胺、神经调节剂、血清素等有关。每个人都对这些东西感兴趣,因为它们可以深刻地改变我们感知和与世界互动的方式。但人们只需要看看增加或减少这些神经递质的各种药物
就知道这些药物确实对某些人有益。我想明确这一点。但是,无论什么引号“副作用”出现或随着时间的推移缺乏效果,都是因为这些受体在大脑周围无处不在。因此,你不能仅仅增加大脑中的多巴胺,并期望只获得一种特定的预期效果。所以你今天来这里的原因是
这并不是因为我们都在研究视网膜,也不是因为我们碰巧也是朋友。在我看来,你的实验室代表了在试图弄清楚大脑的特定部分方面达到顶峰的精度。
在你的情况下,神经视网膜确实解析了它的所有不同组成部分,然后利用这些知识来创建一种可以实际触碰、探测和刺激大脑这部分的现实世界技术,以一种有意义的方式,对吧?不仅仅是发送电活动。对我来说,这太重要了。我认为如果我们要考虑操纵人脑以获得效果的特异性水平,你会说,好吧,
最粗糙的是药物。
服用药物,增加血清素,这可能会与特定的受体结合。让我们服用西洛司宾这种药物,对西洛司宾有很多兴奋。我们知道这会导致不同大脑区域在静息状态下连接性增强。可能存在,确实存在一些已证明的临床益处。也有一些潜在的危害,但它非常广泛。当一个人思考一块苔藓扩展成图像和他们童年记忆时,我们不知道发生了什么。那里就像发生了数百万件不同的事情。
然后在另一个极端是你在谈论的那种实验,刺激一种已知的视网膜细胞类型,看看这对视觉处理意味着什么,或者模拟这对视觉处理意味着什么,然后构建一个可以做到这一点的设备。然后也许将其提高 20%、50%。因为我认为这代表了第一步……
进入,好吧,你将如何刺激海马体以创造超级记忆?你会以特定方式刺激特定细胞类型吗?据我所知,尽管人们对海马体非常兴奋,而且可以理解,但目前还没有这种精确的理解。
所以请原谅我这么长的回答,但你在这档播客上问我一个问题,我会给你一个很长的答案。是的,你谈论的是特异性。我们需要技术来做到这一点,以高度特异性的方式调节神经回路。我们必须从我们最了解并且最容易接触到的神经回路部分开始。那就是视网膜。它就位于表面。我们可以直接进入并安装设备。我们对此了解很多。这是开始的地方,我们理解的地方。
构建适应性电子设备,它可以感知它嵌入的电路并做出适当的响应。它不仅仅是你粘在里面的电子设备,它会做一些事情,就是这样。不,它首先弄清楚它在与谁交谈,然后学习说附近神经电路的语言。所以是一个智能设备。一个智能设备。让我们进一步讨论一下。所以……
将一个小芯片放在视网膜上,可以刺激特定的细胞类型。它是否有可能使用人工智能、机器学习,它可以学习一些关于它碰巧接触到的组织的信息?绝对可以。以最简单的方式,该设备分三个简单的步骤工作。
步骤一,记录电活动,这就是我们在实验室里用一屋子的设备所做的,但这只是一个植入你眼睛的 2 毫米大小的芯片。记录电活动。只需识别哪些细胞在那里,它们何时发射,它们具有哪些电特性来识别这些细胞和这个特定人体中的细胞类型。这是第一步。第二步。
刺激和记录。所以你弄清楚,“哦,这个电极以 50% 的概率激活细胞 14 号。如果你通过微安培的电流,这个电极会以这个概率激活细胞 12 号”,等等。你制作一个大表,告诉你这些电极如何与你电路中的这些细胞对话。这是第二步,通过刺激和记录来校准刺激。然后最后,当你有一个视觉图像并且你想将其表示为这些细胞的活动模式时,
你说,好吧,根据几十年的基础科学,我知道这些细胞应该用这个传入的图像做什么。我知道他们应该做什么。这就是科学一直在告诉我们的。我们已经研究了神经代码几十年来了解这一点。我知道他们应该做什么。使用我的设备和我的校准,我知道细胞在哪里。我知道电极如何与它们对话,然后砰砰砰砰砰,按正确的顺序激活它们。这就是我认为的智能设备,一种记录、刺激和记录,然后最后刺激的设备。
是的,人工智能是其中的一部分。当然,因为这是一个非常复杂的转换,如果你愿意的话,从外部视觉世界到这些细胞的活动模式。写下几行代码或几个方程并不容易。这很复杂。人工智能对此非常有帮助。通过刺激和记录以及快速聚合信息来学习,以便你可以使用该设备,这绝对是工程的一部分。让我明确一点,人工智能并不能帮助我们理解。它只是一个工程工具。
这有助于我们捕捉这件东西通常所做的,然后继续执行并使其做它通常应该做的事情。我希望人们会欣赏这个例子。也许不是,你知道,不是,天哪,我不知道,40、50年前,但直到今天,抑郁症的一种治疗方法是电休克疗法。一种,你知道,表面上看很野蛮的
治疗方法,但在某些情况下是有效的。它仍然被使用是有原因的,但它看起来很野蛮,对吧?你知道,人们就像咬
你知道,设备,你知道,所以他们不会咬到自己的舌头或嘴唇,他们被绑着,然后刺激……就像基本上刺激大脑中的所有神经元一样。大量的递质和神经调节剂……就像药物一样,它实际上是完全非特异性的刺激。可能比药物更不特异性。也许吧。
在某些情况下,电休克疗法的临床结果非常令人印象深刻。就像人们一样,大脑被“重置”了。他们仍然记得自己是谁。但是
大概通过以非常非特异性的方式释放多巴胺、血清素、乙酰胆碱等神经调节剂,在某些情况下已经缓解了一些症状。你谈论的是完全相反的极端。你知道,我之前说过,刺激特定神经调节剂通路的药物将是相反的极端。我认为电休克疗法可能是最极端的。神经假体这整个业务走向何方
视觉系统之外?就像现在,我可以想象脊髓里有一些微小的刺激器,为了恢复瘫痪者的运动能力。我知道这不是你的领域,但你看到令人印象深刻的东西了吗?或者这仍然是非常非常早期的阶段?绝对有一些令人印象深刻的东西,特别是,例如,人们从运动皮层或语言皮层读取信号,
为了帮助人们交流或移动屏幕上的光标以便与设备交互。这些人是瘫痪的。是的,对不起。瘫痪的人无法像我们一样与技术互动。但通过他们的想法可以……
通过电子设备发送信号,该设备可用于控制屏幕上的鼠标并让他们连接到互联网。能够让人们做到这一点是一件大事。想象一下,如果你以前不能交流,那将是多么改变人生的事情。所以有很多很好的例子。你了解他们。
我也是。斯坦福大学的Krishna Shenoy和Jamie Henderson的工作就是一个很好的例子,Eddie Chang现在也在做一些事情。你知道,Neuralink正在做这种事情,建立在Shenoy和Henderson的工作基础上。所以这很好。你知道,
正如你所说,刺激脊髓回路以产生有节奏的运动,这正在发生。所以这是一个巨大的空间。在每种情况下,我认为你所说的都非常相关,电休克疗法,你可以把它想象成,假设你的电脑行为不正常。你可以重新启动它,可能会起作用。
然后它会再次停止工作。然后你必须再次重新启动它。那么,你想多久重新启动一次电脑?每五分钟重新启动一次电脑有点不方便。也许你想进去实际诊断一下这个东西,然后安装一段软件来修复出错的东西。
而不是每五分钟重新启动一次电脑,对吧?我认为电休克疗法有点像重新启动。它处于那个水平。所以我们想更具体地进行干预。你怎么做?好吧,你必须了解软件才能做到这一点。你必须具有控制电脑中这个东西的特异性,而不是这个、这个、这个、这个或这个、这个特定出错的东西。你必须干预它并改变它和调节它。好吧,这就是了解神经回路的意义所在。这就是构建能够激活特定细胞的特定硬件的意义所在。
就视网膜而言,这太明显了,它就在我们面前,可以做这些事情。它就在我们面前,带我们进入增强,赋予我们更好的感官。我喜欢的一个有趣的例子,这是一个有趣的话题,因为资助这方面大量研究的美国国立卫生研究院,
往往对增强我们的感官不感兴趣。他们或多或少地划了一条线,说:“看,我们试图恢复我们作为人类的样子,而不是创造一种新型人类。”这是一个有趣的问题,因为我认为没有细微的差别,两者之间存在实际的界限,一条清晰的界限。我认为这两者之间没有清晰的界限。
我所知道的最好的例子是,即使在非常粗糙的视觉恢复设备中,你也必须主动抑制相机的红外灵敏度,以避免拥有红外视觉。为什么?因为许多相机对红外光敏感。换句话说,如果你不把红外滤光片放在相机前面,你就会有一些红外视觉。也许它不会对你有什么帮助,无论如何。我只是想说……
一旦你开始构建恢复感觉的设备,构建电子设备,增强就在眼前。它会很快地潜入你。所以我认为你甚至无法划清界限。在今天的讨论中,我们一直在把大脑想象成大脑的其他部分,我应该说,因为神经视网膜是大脑的两个部分,在发育过程中挤压到眼球中。我喜欢一遍又一遍地提醒人们这一点。当你看着某人的眼睛时,你是在看着他们大脑的两个部分。对此没有争议。
但大多数人没有意识到这一点。你将永远不会再以同样的方式看待任何人。但这就是为什么你可以从他们的眼睛中看出很多关于他们内心状态的信息。一个睡眠不足的人,不仅仅是他们的眼睑下垂或眼睛下方的黑眼圈。眼睛有一种活力。瑜伽士谈论那些在眼睛层面出现的人,而不是沉没在他们身后。
进入他们的大脑。你知道,这些是非常抽象的概念,但是……而且现在有一些非常不抽象的东西,通过眼科医生的方式通过眼睛观察视网膜。这些视网膜图像中有很多诊断能力。哦,对了。我很高兴你提到了这一点。有一些……
越来越多的证据表明,观察神经视网膜,因为它是大脑的一部分,具有神经元,这些神经元有可能繁荣或退化,观察神经视网膜(人们可以使用这些新技术做到这一点)可以提供一个窗口,了解大脑深处是否存在阿尔茨海默病和其他形式的神经退行性疾病,因为颅骨的厚实不透明性,人们无法直接成像。
换句话说,对眼睛进行成像以确定某人是否正在发展阿尔茨海默病。因为你可以直接看到大脑的一小部分。这是一个很好的信号。它可以帮助你弄清楚大脑中正在发生的事情,甚至超出了凹陷的眼睛。绝对的。令人惊奇。所以我认为大脑的其他部分也很有趣。也许在这里我们可以像半神经哲学一样。你知道
大脑中显然有一些部分参与基本的,我称之为家务功能,调节呼吸,让我们呼吸,让我们的心脏跳动,消化,以某种基本的方式应对威胁,例如通过分泌肾上腺素并赋予我们移动的潜力。但大脑的许多部分都具有可塑性。人们想知道,例如,如果你开发了一种视网膜假体。
这将使我能够以目前的两倍细节看到?我的成年大脑能够处理这些信息吗?我们谈论的是进入的信息量增加了一倍。同样的事情,
接收端的大脑组织,它能理解吗?我们是否知道它能否理解?是否有实验可以说明这一点?是的,这是一个很棒且有趣的问题。它让你再次思考神经发育,对吧?我从你认识的某个人埃里克·克努森(Eric Knudsen)的工作中得到了一些启发,他发现
存在超出时间段的可塑性。他发现了许多奇妙的事情,但可塑性远远超出了我们认为某些动物存在可塑性的时间段。特别是,如果你对感官世界进行逐渐调整,你就可以表现出在进行突然调整时看不到的可塑性。所以可塑性是存在的。它只需要……
通过更微妙的操作来实现,这些操作会以小的增量步骤将你从A带到B。如果你采取这些增量步骤,你就可以看到成人的可塑性。回到你的问题,大脑是否能够接收我们提供的那种额外信息?可能是如果我们第一天就出现,砰的一声,试图在你的视觉系统中提供两倍的视觉分辨率或其他什么。如果我们试图在第一天提供两倍的视觉分辨率,
它可能不会起作用。你会看到它对你来说看起来毫无意义。但是,如果我们通过调高分辨率的方式逐渐引入它,我们也许能够达到目标。并且有一些引人入胜的研究要做。你想想尖峰时间依赖性可塑性,你的观众可能并不都了解这个术语,但它与神经元如何根据这些细胞中信号的时间来调整彼此连接强度有关。
像这样的机制告诉我们,哇,大脑真的非常关心事情的精确时间,以及这在多大程度上影响神经元是否加强彼此连接的方式。从记忆到视觉功能,它在所有方面都非常重要。这与“一起发射,一起连接”有关,尽管它突出了“一起”的部分。为了使两个神经元随后增加它们的连接性,它们需要在时间上多么接近活跃?
事实上,为了使其最佳工作,其中一个需要在另一个之前活跃一点,对吧?所以我设想的是,当我们能够完全控制神经代码,使用能够与细胞对话并执行我所说的所有事情的电子植入物,并且我们能够真正控制来自视网膜的神经代码时,
我们可以开始玩游戏并非常缓慢地调高神经代码,并教会剩余的大脑如何理解这些信号。不是第一天就引入一些疯狂的东西,不。只是逐渐教导。我们不是这样做好每件事的吗?可塑性不是这样起作用的吗?
我喜欢你例子的微妙性和合理性,因为我们在互联网和新闻上看到的很多东西都像是植入大脑的芯片,以创造超级记忆或50个人同时进行对话,而无需任何人说话,只是通过
你知道,神经信号从一个人传递到另一个人。但你今天来到这里的另一个原因是,你代表了对大脑工作原理以及如何设计设备来增强人脑的这种现实的、扎实的、渐进式的方法。正如你刚才指出的那样,这不会仅仅通过插入电极并进行刺激和观察结果来完成。事实上,这些实验是在20世纪60年代进行的。像罗伯特·希思这样的人会在神经外科手术期间将电极植入大脑,进行刺激,然后看看病人会做什么或他们报告在想什么。如今,这仍然在做,但精度和意图更高。我们已经远远超出了这一点。顺便说一句,我只想说,那些是重要的第一次实验。是的,它们很酷的实验。希思是一个相当……
老实说,不是最令人满意的人物。他进行了一些带有社会议程的实验,而且是一个相当——至少在我看来,不是那种我想花时间相处的人,至少可以说。但你是对的。这些实验至关重要,因为——
就像电休克疗法一样,就像可以大量增加或减少某些神经递质的药物的配方一样,它们在某种程度上,粗略地,但某种程度上理解了大脑的工作原理,这就是我们今天真正谈论的内容。但你代表了,正如我所说,
这个领域的宇航员。宇航员不会进入太空,然后只是发射并看看他们最终会到达哪里。有数学、物理学、计算机科学。传感器、相机。没错。我们即将在月球上着陆在哪里?这里是否有陨石坑?我们周围有什么?我们应该感知周围的环境,然后相应地做出决定。我们在大脑中的电子植入物
真的,我们应该让它们变得聪明。为什么要让它们变笨?我们比这聪明。我们可以制造能够感知周围环境并相应地改变其活动模式的植入物。
我有时用一个比喻。如果你作为一个不会说中文的美国人去中国,你开始用英语喊叫,也许有人会——学习在街上走哪条路,有人可能会在某个时候理解你并帮助你。但这将是一个——这将是一个效率不高的方法。如果你说这种语言会好得多。你与人们交谈并询问他们去哪里。
所以我们需要知道。我们需要说,看,我们有科学。我们可以设计出令人难以置信的设备。我们现在拥有人工智能,它甚至可以帮助我们进行对外部世界的查询,并将其转化为更智能的工具。让我们的工具变得智能。让它们知道如何与大脑交谈。不要指望大脑只是会围绕你的简单电子设备。不,做一个智能设备。这就是我们想要制造的,一个智能肾脏植入物。
也许我们可以花几分钟时间谈谈你和你的一些经历,这些经历导致你选择走这条路。那么,从你上大学开始,你一直都知道自己想成为一名神经科学家吗?你的轨迹是什么?我应该知道这个,但你在哪里读的本科?在普林斯顿大学。在普林斯顿大学,对吧,学习?数学。数学。
所以你本可以只用一张纸和一支笔完成所有工作,但你必须尝试设计所有这些电极。好吧,这是一支笔和纸笔。我走了一条非常随机的路线。我本科学习数学。我花了几年时间四处奔波演奏音乐、旅行和过着波西米亚人的生活。告诉我更多关于那方面的信息。哦,我基本上只是告诉你我要说的所有内容。跟随感恩而死乐队。是的。
不,不是完全跟随他们,但这故事中很重要的一部分。这对你的个人发展很重要吗?是的,非常重要。自由表达、舞蹈、音乐。
富有创造力、探索性的音乐,所有这些东西。与我们谈论在特定视网膜细胞类型中精确神经刺激时出现的EJ形成了如此鲜明的对比。但我认为让年轻人和老年人都听到这一点是有用的。就像,
一个人的神经系统可以划分为这些不同的能力,例如去跳舞和旅行。你当时没有做任何学术工作吗?不,几年我没有做。编写计算机程序来谋生。然后我在斯坦福大学开始了三个不同的博士项目,然后我安定下来。同时?不,不,不。哦,天哪。依次。我开始在数学博士项目中学习。我了解到这并不适合我。
然后我开始在商学院的经济学博士项目中学习。我意识到不到一年后,这并不适合我。我在一家初创公司工作了一段时间。我做了很多事情好几年,然后才安定下来。但后来我决定进入神经科学和神经科学。
有几件事具有形成性意义。一个是,作为一名本科生,我从一位名叫唐·雷迪(Don Reddy)的优秀人士那里获得了一次非常有形成意义的经历,他教授了一门介绍性神经科学课程,是一位真正鼓舞人心的导师。
嗯,然后当我在斯坦福大学时,我遇到了我的博士生导师布莱恩·万德尔(Brian Wandel),我受到了他的启发。我认为,我不知道他为什么研究他正在研究的东西,但我只是知道我想向这个人学习,我想和他一起学习。我只是知道这个人应该成为我的导师。基于他的一些东西。是的。我可以问你关于这三个博士项目的事情吗?因为我认为这里的人们,嗯,
你知道,或者看到你在做什么,并可能想象出一条非常线性的轨迹。但现在我听到你四处游荡演奏音乐,然后你开始一个博士项目。不。然后是另一个。不。然后是另一个,而无需深入了解所有细节。我的意思是,有没有晚上躺在床上辗转反侧地想,我将如何度过我的生活?或者你有没有感觉
你知道自己想做一些重要的事情。你只是还没有找到适合你的东西。在那种游荡的顶峰时期,你的焦虑程度在1到10的范围内是多少,10代表完全恐慌?我可以超过10吗,比如把音量调到11?当然。我只是认为,对于那些是否想成为科学家的人来说,听到这一点非常重要。我认为,在这个世界上做重要事情的人们
在我看来,很少,如果有的话,会理解那就是他们将要做的。有一些游荡。这当然看起来像那样,不是吗?是的,当我与其他人交谈时,我也有同样的感受,而且对我来说,这肯定如此。只是花了一段时间尝试不同的东西才能看到,首先,我真正擅长什么以及我觉得在哪里可以有所作为。我意识到我学习了数学,而且我对数学还可以。
但我知道,我认识一些真正有天赋、有天赋的数学家,那些真正有所作为的人。我不会成为其中之一。同样,演奏音乐,我没有那种内在的天赋。很有趣,我可以当着人们的面演奏歌曲并做一些事情,我喜欢它等等,但我没有那种天赋。事实上,我会说一些我偶尔对朋友说的话,你是我很好的朋友,如果我有天赋能让几千人站起来跳舞,
我可能会这样做。真的吗?自从我们成为朋友以来,我对此一无所知,大部分是因为我认为我们最终总是谈论神经科学或我们生活的其他方面。嗯,但我,我不知道,我的意思是,我知道很多关于你的事情,但我不知道。太有趣了。嗯,你还跳舞吗?顺便说一句,我们邀请了埃里克·贾维斯(Eric Jarvis)参加播客,他是洛克菲勒大学的教授,他研究过,嗯,曾经研究过,嗯,嗯,
在鸟类中,就像在鸣禽和鸟类中一样。然后他现在在发声的遗传学方面做了很多其他事情。而且,你知道,他实际上与阿尔文·艾利舞蹈团一起跳舞或即将与他们一起跳舞。所以他是一个非常非常有天赋的舞者。而且,
而且,你知道,舞蹈似乎是这个播客上神经科学嘉宾出现的一个主题。你还跳舞吗?是的,我喜欢跳舞。我是一个自由形式的舞者。我不,我不是一个熟练的舞者,但我喜欢,我喜欢音乐。我喜欢跳舞。我认为这是人类精神的一部分。总有一天我会理解舞蹈背后的神经科学,对吧?舞蹈是所有文化中普遍存在的人类行为。这舞蹈是什么?我们为什么这样做而其他生物不做?好吧,贾维斯认为,嗯,
也许这是更早期的语言形式之一,歌曲出现在口语之前。有趣的是
能够真正重现人类语音的鸟类通常也具有跳舞的能力。哦,哇。所以那里有一些共同的电路。我们将提供指向该剧集的链接。贾罗德是一个非常有趣的人。我很想听听。但如果可以的话,我想以不同的方式来谈论这个问题。我确实花了一些时间四处游荡,就像许多人一样。
我认为特别是对于那些不知道“哇,我知道,我将来能成为一名科学家并开发新事物吗?”之类的年轻听众和观众来说。是的,你可以。如果你在生活中乱七八糟,尝试这个,尝试那个,尝试其他事情,一定要坚持下去。继续寻找适合你的东西。我真的很相信这一点。你必须四处玩耍。你必须找到适合你的东西。有趣的是,至少对我来说很有趣,
我花了许多年时间以纯粹的基础科学方式研究视网膜,只是出于好奇心驱动的研究方式,就像你和我都过去做过的那样。事实证明,我学习了所有关于视网膜的知识,以便进行研究。
开发我正在谈论的那种高保真自适应视网膜植入物。技术、刺激、记录、弄清楚细胞类型,如何刺激所有这些东西。我学习了所有这些东西。我的人生已经到了一个地步,我意识到,哇,如果有人要按照我认为需要做的事情去做,那就是利用我们对视网膜的所有了解,将其应用于能够恢复视力并执行我们一直在谈论的所有事情的智能技术中,
世界上哪些人拥有正确的培训、背景和专业知识来做这些事情?我就是其中之一。我知道这一点。而且我偶然地学习了——或者看起来是偶然地学习了——我需要知道的知识。所以——
但我确实拥有根据我所有的培训和所做的研究来做到这一点的正确专业知识。有时这感觉像是偶然的。我回顾我自己的历史。我想,我怎么会来到这里,这显然是我需要做的事情?这是有意的吗?看起来不像是有意的。但现在我必须这样做,因为我知道需要做什么,而且这是需要做的事情。所以这是我未来十年左右的任务。我的意思是,我知道你有一个工程师,马修,
古怪的神经科学。我不想说古怪,因为我不是,因为这可能听起来我并不和你同舟共济。但是,但是我不知道这种更自由奔放的,嗯,朝各个方向移动,取决于一个人在那一刻的感觉,跳舞,嗯,EJ。这很酷。嗯,你仍然是一个绝对的11级咖啡达人吗?
是的。好的。是的。我过去参加会议,EJ 会带他自己的咖啡机和咖啡去参加会议。我们说的不是意式浓缩咖啡机。我们说的是极端的咖啡达人水平。法压壶,正确的研磨咖啡,正确的法压壶。好,好,好。我期望不会更少。证明并非大脑中的所有回路都是神经可塑性的,也不应该如此。没错。但以更严肃的方式来弥合这一点,是的。
尽管你对自己的自由探索方面以及希望其他人不要压制这一点,但你似乎非常擅长了解自己的品味。我认为这是我们的一位同事马库斯·迈斯特(Marcus Meister),他当然也广泛研究过神经视网膜,他曾经说过,大脑中存在一种编码系统,它会导致
感知,美味、恶心或平淡的感觉。生活中很多事情都是能够在与谁互动以及如何互动以及要处理的选择或问题方面注册这一点。你似乎对“是的,就是这样”有非常敏锐的感觉。你朝着那个方向前进。自从我认识你以来,你一直非常目标导向。你选择了一个如此巨大的问题,但是
以如此精确的方式进行,因此与太空任务的类比。所以当你体验到这一点时,我可以问一下,它是否像一个想法?就像,哦,是的,那一定是那样?或者它像一种全身感觉?多么棒的问题。我喜欢这个问题。对此我有两件事要说。首先,对我来说,这都是感觉。我几乎不根据想法做任何决定。
我认为,我处理,我把所有东西都放进漏斗里,漏斗出来并吐出一种感觉。这种感觉就像,是的,那就是要做的。100%。我知道并非每个人都像我一样。很多人不像我。特别是很多科学家不像我。但我绝对是这样做的。这绝对是我的工作方式。与之相关的事情我认为是……
你知道,在哲学上以及在个人发展和精神发展方面,我认为这与你相关。我最喜欢的格言是“认识你自己”。神谕。我认为,因为如果你不了解自己,你就什么也做不了。你甚至不知道去哪里。你甚至,你知道,无法在生活中定位自己接下来的事情。
我认为它应该有两个与之相关的推论或附录。“认识你自己,做你自己”,这并不容易。在这个世界上真正做自己并不容易。所有的事情都在告诉我们成为我们以外的东西。第三个是爱自己。而且,你知道,经历了很多
对自身、生活、价值观的探索,以及我和你,还有我们过去一段时间讨论的所有事情。这并不容易。我们中有些人并非天生就懂得爱自己。而且,呃,这是一个技能。我,而且我真的,我尽力一直坚持这三件事。了解自己,做自己,爱自己。你能详细解释一下你对第三点的做法吗?呃,这是一个概念,嗯,
对我来说,我认为对许多其他人来说也很具有挑战性。当它开始与自尊等概念混淆时,它变得有点模糊不清,比如爱自己。你有什么方法吗?你会冥想吗?你会写日记吗?你会花时间培养对自己的爱吗?是的。是的,我每天早上喝咖啡时会进行非正式的冥想。
每天早上我都会冲一杯很棒的咖啡,然后我会拿着它坐上五到十分钟,感受我周围的世界向我走来,当我开始新的一天,开始有意识的时候,我就这样冥想。我有一个萨满教的,
阿斯汤加瑜伽练习,你们的许多观众和听众都会了解阿斯汤加瑜伽。这是一种非常具有身体性、精神性和传统性的瑜伽练习,它具有深刻的冥想和呼吸为中心的组成部分。我知道你有很多关于呼吸及其对意识重要性的剧集和讨论。
你知道,在许多西方瑜伽练习的最后,你会以合十礼结束,这表达了你对你面前的事物与整个宇宙的联系以及我们所有人和所有事物的共同点的尊重。我通常独自练习瑜伽。当我说完合十礼后,我的瑜伽练习的一部分也是对我自己的。我之前问你
你如何指导你的决定。你说这都是感觉,你对这种感觉是如何以及为什么发生在你身上以及你对它的信任做了美丽的描述。我不记得你是否说过这种感觉是在你的头脑中还是一种全身的感觉。它是否有你愿意分享的特定特征?是兴奋让你想要站起来动一动,还是一种平静?我想我,我问是因为我,
在今天的节目中,我们一直在讨论神经编码的精确性和单个细胞水平的信号。然而,当谈到感觉时,我们实际上有一张相当粗略的地图,当然也缺乏语言来解释这种感觉是什么。我知道人们对生活和感受的体验不同,但我认为当有人感到
根据你对神经系统和自身的理解来分享一些,比如感觉是什么样的?——我喜欢这个问题。它与你几年前对我说的话有关。感觉就像轻松。我记得几年前,当我们谈论我们每个人生活中面临的挑战时,你对我说过类似的话,“我希望你在所有这些事情上都能轻松一些。”这非常感人,令人感动。
这就是好朋友所做的,就是给予他们所爱的人。它一直伴随着我,大概十年了。所以当我走在对我来说有意义的道路上时,我感受到的是轻松。什么都没有。就是这样,就是这样。
我喜欢。我实际上不记得那次具体的谈话了,因为我们在你的圣地亚哥的院子里,坐在那些塑料椅子上,我的斗牛犬科斯特洛在旁边玩耍,我们进行了很多很多次谈话。顺便说一句,朋友们,EJ非常了解我的斗牛犬主人科斯特洛。
而且在遇到科斯特洛之前,他并不是特别喜欢狗,但科斯特洛改变了他。他至少成了科斯特洛的爱好者。——我喜欢科斯特洛。我永远不会忘记他。——是的,他体现了轻松。他除了睡觉和吃饭什么也不做。
他体现了能量效率。每个人都爱他。每个和他待在同一个房间里的人都爱他。我刚才和你在这里的同事们谈过话,你知道吗?是的。是的。我能理解为什么。而且你那里有一张他很漂亮的照片。
在那里。是的。是的。他是一个伟大的,伟大的回忆。绝对铭刻在我的神经中。当我想到它时,我经常哽咽,但我想要明确一点,因为我已经在另一个播客上为他哭过一次了。我今天不想那样做。这不是悲伤的眼泪。这是件很疯狂的事。就像我非常爱他。我只是想爆发。该死的。科斯特洛又一次公开地打动了我。所以他在某个地方笑着。所以我喜欢这个。我认为
如果可以的话,你认为孩子们和成年人是否值得学习识别这些状态,这些告诉他们走在正确道路上的信号,通过关注——
我不知道,就像我们说的那样,语言有点匮乏,比如轻松存在于身体中,轻松存在于头脑中。这是释放,我的意思是,你知道,它甚至不值得用语言来探索,因为它是一个完整的身体,整个神经系统的事情。是的,我觉得我实际上一直在想,我最近给一个申请研究生院的年轻人提了一些建议,并和他进行了关于一些事情的Zoom通话。他从其他人那里得到了一些很好的建议。然后我给他了一些建议,我看到他说话和表达,并通过肢体语言进入,哦,是的,这是有道理的。是的,那种感觉,当然,当然。
我认为如果你能教人们这样做,我不知道这种口头交流是否会,就像你说的那样,会有什么作用?但是,作为老师,作为导师,你至少可以在他们身上观察到吗?
做事情,当你做了之后,你知道你做了,因为你看到他们变得轻松了。你认为你能通过观察他们的肢体语言和一切来察觉人们的轻松吗?它一定是由不同的东西组成的,他们的呼吸节奏,他们的瞳孔大小,它不值得解剖。这是一个我不想进行的实验。是的。
但我不想把人们带到实验室里去弄清楚,你知道,眼睛瞳孔的动态与某些呼吸节奏、肩膀放松相结合。这太美好了,不是吗?它太美好了,而且太细微了。当我们运动时和我们躺下时是不同的。就像,我的意思是,科学能够做很多事情,但我认为它不需要指向人类经验的每一个方面。我认为有些事情只是值得让它……
你对遇到一个人,你遇到某个人,他们的能量吸引了你,感觉一样吗?就像,哇,一个多么酷的人。多么惊人的能量。你想知道这背后的科学吗?不,我不。不,我不。我认为当我体验到这样的人或像美丽的动物一样的东西,或者你看到某些东西,某些东西的运动或一首美丽的音乐或其他东西时,想到的词就是“注视”。是的。
我只是想停下来,尽可能多地吸收它。这里有一些我知道你做过的事情,但我正在检查以确保我真正理解了这一点,因为我也做过。因为我们有时会获得人类视网膜来进行我们的实验。当我们获得人类视网膜时,首先发生的事情是,我们把它带回我们的实验室。这是一个大制作。每个人都准备好了。很多活动部件都在运转。我们必须打开眼睛并观察它。
看看它的状况。它通常是用解剖显微镜坐在椅子上。它是打开的,坐在椅子上,解剖显微镜,向下看,看着眼睛。它是如此美丽。令人叹为观止。每次,我都看过视网膜,我不知道多少次了。每次,这就是我一生中或那个人一生中所经历的所有视觉体验的开始,对吧?而这种美丽一直在延续。我喜欢它。
我喜欢它,因为你在谈论一个不仅仅是为了满足你的好奇心的注视时刻。当然,这是你想了解大脑是如何工作的,但也是一个注视时刻,它从这种理解的愿望出发,经过二十多年的探索,达到了对人类服务的使命,恢复盲人的视力,对吧?
开发神经假体和其他类型的神经工程技术,使人脑能够比以往更好地发挥作用。所以那里也有真正的目标。所以它代表了一种完美的生态系统,它不仅仅是沉迷于某事并把时间花在那里。那里有一个真正的使命。我喜欢它。好吧,EJ,Cieczonowski博士,
Huberman博士。这些天我很少被这样称呼。
当我邀请你今天来的时候,我绝对确信我们的听众和观众会得到一个绝对世界一流的解释,关于神经系统是如何工作的,特别是视网膜和视觉系统,并且它将以最大的清晰度呈现,事实也是如此。所以谢谢你。我知道在这方面有很多学习,你为我们很好地阐述了这在更大程度上理解神经系统是如何工作的以及
你和其他的实验室现在能够用这些信息和正在建造和将要建造的技术做什么。而且,你知道,今天把你带到这里来的目的是,只是那个,但不仅仅是那个。你知道,我认为我们听到很多关于大脑及其工作方式的信息,每个人都想要工具和协议来更好地发挥作用,但是,是的,
很明显,你正在做的工作正朝着一个方向发展,这个方向将极大地扩展可能性,以治疗人类疾病和扩展人类经验。我对此深信不疑。然而,我没有想到的是,当我写下一个要点时,实际上是两个,我写道仍然是一个咖啡迷,问号。答案是肯定的。和瑜伽,你知道,那
我们会进入一个领域,你会分享你的一些经验,我自己并不知道,关于这三个不同的博士项目有点游荡,以及这种对美丽、品味和偏好的直觉的培养,你描述的方式让你摆脱了你的理性思维,进入你神经系统的那些方面,只是
真正作为你绝对正确的指南针。我们都很幸运,对你绝对正确的事情也恰好是对世界绝对正确和有益的事情。所以谢谢你今天来。感谢你分享你的知识和你的心,并以如此令人难以置信的开放和尊重的态度去做。所以
非常感谢你。谢谢你,安德鲁。非常荣幸。非常感谢。感谢您收听今天与EJ Cieczolnski博士的讨论。要了解更多关于Cieczolnski实验室的工作,并找到EJ的社交媒体账号链接,请查看节目说明中的链接。如果您正在学习和/或喜欢这个播客,请订阅我们的YouTube频道。这是一个非常棒的零成本支持方式。
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