假设现在没有任何技术上的限制，你想怎么来研究大脑的功能？ 第1页

感谢 @蚺尔与 @刘柯 的邀请。

这个问题脑洞开的真够大了！倘若真的没有技术上的限制，我觉得神经科学的突破指日可待。

我在这先回顾下现在的技术，探讨下目前的困难；最后就能指出如何用脑洞突破研究困难。

我们先会看一下目前的神经科学的研究方法。主要有这几路：1. 电生理（EEG，单神经元记录）；2. 成像（PET，fMRI）；3. 电或者磁场刺激麻痹神经区域（tDCS；tACS；TMS）。每一种技术都有很强的限制，在结果获取和分析过程中也都有各种问题存在。

比如fMRI的空间精度虽然比较好，但是依旧不足（一个voxel会有上10万个神经元），尤其是在稀疏群体编码的脑区很有可能完全无法得出有效结果。比如在早期研究中，Haxby的团队用MVPA（多体素模式分析）来分析梭状回面孔区对于面孔身份信息编码时候，就感受到了精度的限制。更不要说fMRI的时间精度非常不好。更要命的是，相比PET会和代谢直接有关，fMRI是间接测量大脑的活跃。

而单神经元记录虽然时间精度非常好，空间精度也很好；但是问题在于是有创伤性检测，需要打开颅骨，而且空间的定位在目前研究中往往是以解剖方式。更不要说单神经元记录很费时间，也需要大量检测来获取数据。最重要的困难，就是没法在人类脑上广泛使用，大多是对猕猴用。只有少数的需要开颅的癫痫病人身上，单神经元记录才有机会用上。

在TMS一类的研究，最大的问题就是时间限制，以及精确度。磁场或者电流的确可以在一定时间内干扰大脑功能，但是时间有限。且不说产生癫痫的可能性，精确度都让人没法说清楚。

在目前，对于人类的脑科学研究中，比较好的研究方法就是fMRI配合TMS。fMRI可以搞清楚神经活动，甚至编码方式和连接性。而TMS可以干扰一定神经区域，配合fMRI可以进行控制变量研究，因此有效的摸清楚神经活动与功能的因果关系。

因此在技术没有限制的情况下，最好的研究方法应该可以在时空角度都精确记录全脑的神经元活动，并且可以用各类方法有效且精确地 ‘麻醉’ 一部分神经元。同时，计算机科学的同仁们也会给我们提供很好的分析方法，比如神经网络模型等方法有效地把数据，降噪，分析，建模。

当我们对于大脑的神经元能够如此清晰时候，我们可以看到任何一个信号在被视网膜接收之后，如何激活整个大脑，如何改变神经元间的化学递质传递，电信号的连接性。我们还能搞清楚区域与区域的先后关系，因果关系。最后，能够有效地建立模型，完全知道大脑的计算过程。

最后感叹一下，要是当年David Marr加入马文明斯基所建立的MIT的实验室时候就有如此的技术，想必Vision这本书会有不一样的内容了吧！