神经科学需要开始研究网络结构

一些研究人员现在认为，大脑及其疾病通常只能理解为分布在中枢神经系统的巨大数量神经元之间的相互作用。任何一个神经元的功能都依赖于它所连接的数千个神经元的功能。这些又依赖于其他神经元的功能。同一区域或同一神经元可以在大量不同的上下文中使用，但根据上下文具有不同的特定功能。确实可能是这些神经元之间相互作用的小扰动，通过网络中的雪崩效应，导致抑郁症或帕金森病等病症。无论如何，我们需要理解这些网络的机制，以便理解这些疾病的原因和症状。如果没有全面的了解，我们不太可能成功治愈这些及其他许多情况。特别是，神经科学需要开始研究网络结构是如何从大脑终身试图理解世界中产生的。我们还需要清楚地了解大脑皮层、脑干和小脑是如何与肌肉以及我们身体上数以万计的光学和机械传感器相互作用的，以形成一个完整的画面。回归物理现实是理解信息在大脑中如何被表示的唯一途径。我们之所以有神经系统，部分原因是运动的进化需要一个控制系统。认知、心理功能——甚至思维——可以被视为为了更好地规划运动和行为后果而进化出来的机制。因此，神经科学的前进方向可能是更加关注一般的神经记录（使用光遗传学或功能性磁共振成像），而不是试图将每个神经元或脑区与某一特定功能挂钩。这可以为理论网络研究提供支持，理论网络研究有潜力解释各种观察结果并提供一个综合的功能解释。实际上，这样的理论应该帮助我们设计实验，而不仅仅是反过来。

但这并不容易，目前的技术是昂贵的——有主要的财政资源以及国家和国际声誉投资于它们。另一个障碍是，人类的思维倾向于更简单的解决方案，而不是复杂的解释，即使前者解释发现的能力有限。神经科学与制药行业之间的关系也是建立在模块化模型上的。针对常见的神经和精神疾病，典型的策略是识别大脑中一种可以用药物靶向的受体，以解决整个问题。例如，选择性血清素再摄取抑制剂（SSRIs）——它们阻止大脑对血清素的吸收，使其更自由可用——目前用于治疗多种心理健康问题，包括抑郁症。但它们对许多患者无效，而且在有效时可能存在安慰剂效应。同样，癫痫今天被广泛视为一种单一疾病，并用抗癫痫药物进行治疗，这些药物通过抑制所有神经元的活动来发挥作用。这类药物对每个人也不一定有效。实际上，任何微小的电路扰动——来自于数千种独特于每位患者的不同触发因素——都可能使大脑进入癫痫状态。通过这种方式，神经科学正在逐渐偏离其理解大脑的既定路径。我们必须正确理解这一点。这不仅可能是理解一些科学上最大谜团的关键——例如意识——还可能有助于治疗大量令人衰弱且代价高昂的健康问题。