今天我们聊聊脑科学。 学AI的人总想着类比大脑， 但实际上目前所做作为离大脑的工作机制相去甚远。我们也一直试图理解大脑是怎么工作的， 搞明白大脑的工作机制是相关专业的所有学人的梦想。 但话虽如此， 目前的科学进展仍然是刚刚起步。 我们到底走到那里了， 有两种看法。看法1：假如把大脑的工作机制比作大海， 我们目前只是在海边拾贝壳的小孩子， 捡到了被大海的波浪推上沙滩的几片小小的贝壳。 看法2：我们已经造出了蛟龙号，正在尝试下潜试图看到大海最深处， 虽然完全了解大海的概貌仍然不太可能， 但是大海的内容按照深度分了层级， 每层都一样， 只要我们能看到最深处是什么， 并且了解之上的每一层是什么， 就能了解大海的行为。 以上两种说法，读者君你信那一种？ 以下是正文。
按照阅读文章我肤浅的理解， 研究大脑工作大概是分为两种路数， 一种是从底层玩弄单个神经元， 微观细节， 电化学机制， 看看神经细胞之间的活跃机制和信号是怎么传递的。 另外一种是从宏观角度， 研究大脑的分区功能。相对应的我们大致有以下研究手段， 比如可以在自由运动的小老鼠身上研究单个神经突触的信号， 也可以用所谓的无损方法高清晰核磁共振脑成像， 看看大脑的血氧浓度， 什么区域被激活。当然还有脑电， 这个就更笼统了。
但是现在手段的局限性在那里呢？跟某同学（感谢陈大师）交流时他说， 先不说老鼠， 斑马鱼这种简单生物， 神经单脉冲信号是ms量级，而具体到每个基本计算突触大概是100-1微米的尺度 。而发生记忆和学习机制导致的变化以天计算， 斑马鱼一共有10万个神经元。 以上时空尺度横跨7个数量级， 更不要说小鼠的脑神经是斑马鱼的一万倍。所以研究单个神经突触信号的同学一定不觉得自己可以搞明白大脑的工作机制。
另一方面， 所谓无损脑核磁共振成像， 现在最高分辨率的高清晰成像一个像素代表着8万个神经元， 100万个突触。而且既然是成像， 时间分辨率也惨不忍睹。 这好比是戴着老花镜， 研究远在几千公里之外的一只蜂鸟翅膀的震动。所以研究脑神经生理的同学也一定在吐槽， 觉得自己可能这辈子也不能搞明白。
所以这些脑科学的真正专家学者实际上都很谦卑， 他们大多持有本文一开始举例的第一种观点， 就是我们还差的太远太远。而作者表示因为自己是外行，所以无知者无畏。 作者持有的是第二种观点， 有生之年就能看清楚。 为什么呢？ 之前的文章谈及计算时，提及到计算复杂性概念， 非常简单的规则通过计算就会产生无比复杂的结果。但正是因为计算复杂性的存在，这种计算无法通过建立模型来简化。你只能通过演算来模拟。 在没有足够的计算能力之前， 一切努力都是白费。 所以很多事情看上去毫无可能。 现在计算能力强大了， 我们开始看到一些效果，比如说深度神经网络。 当计算能力足够强大时， 也许就能揭开谜底找到答案。
请远离以上胡言乱语，我们来看看脑科学研究的最新进展，也许对AI研究也有一点点启示。 以下内容主要参考了2015年neuron上的一篇综述文章 Pleasure systems in the brain（大脑中的愉悦系统）。
大家都知道， 人生中快乐很重要。有一种哲学叫享乐主义(Hedonism)又叫伊壁鸠鲁主义（Epicureanism）。hedonism这个词甚至在现代脑科学里被引申为让大脑体会到快乐的神经回路。
有关这个享乐主义， 最有名的一个段子是 ：有一位叫做第欧根尼的学者， 平时就是住在一个桶里， 被周围的人当作狗。 而史上最伟大的统治者之一亚历山大大帝巡游帝国时，遇到了正躺着晒太阳的第欧根尼，这位世界之王上前自我介绍：“我是大帝亚历山大。” 学者依然躺着，也自报家门：“我是狗儿第欧根尼。” 于是大帝肃然起敬，问：“我有什么可以为先生效劳的吗？”哲学家的回答是：“有的，就是——不要挡住我的阳光。” 据说亚历山大事后感叹道：“如果我不是亚历山大，我就愿意做第欧根尼。”。 这个故事虽然有名， 但是不管你信不信， 反正我是不信。 这是学者们喜欢给自己脸上贴金。
抛开纯粹的享乐主义不谈， 快乐仍然是很重要的。略微懂一点脑科学，心理学等等的人都知道多巴胺， 在现有的教科书里面都会写到， 多巴胺作为传递神经信号的物质，主要作用于大脑的快乐系统。因此能引起快乐。 而一些化学结构上模仿多巴胺的物质， 比如说著名的冰毒， 能够取代多巴胺刺激大脑的功能，带来极其强烈的刺激， 因此冰毒是毒品中最可怕的一种。 一旦染上，基本无解。
而neuron的文章总结说， 以上说法是非常片面的。 大脑真正的快乐机制不是这样。 大脑中引发快乐感受的神经回路主要有三种， 一种我们知道的最多的是多巴胺起作用的大脑皮缘层的A部位（抱歉一些专有名词就不翻译了， 都是特指大脑的某一块区域某种结构，对外人来说如同天书，也没有了解的必要，以下都以字母为代号）。这一块的主要作用，是刺激人想做某事（want），是想要， 是欲望。 欲望很重要， 没有欲望，人自然就各种消极， 什么都不想做。 但是欲望不是真正的快乐。
第二种回路，用所谓享乐主义的衍生词指代的神经系统B， 主导的真正的快乐， 快乐是一个满足的过程。 拿吃东西来举例， 突然想吃某种东西是欲望， 大脑的A系统起作用。 真正吃到了东西， 吃的过程是一种享受， 是真正的快乐， B系统在起作用。 但是B系统本身的效用是递减的， 好吃的吃好几遍就不那么好吃了， 入芝兰之室久而不闻其香。 再好的东西， 熟悉了就会腻味。都跟这个相关。
第三种回路， 是跟学习相关的， 称为C。 大脑是一个模式机器， 不断的在预测， 尝试匹配， 试图建立某种模式。 也就是学习的过程， 这个过程是苦的， 但是模式建立的一刻，也就是学会了， 是快乐的。有人说科学发现的一刻，是人类能够体验到的最大的高潮， 就是学习有所成就所能给予的极致奖赏。
这三种机制，都可以和生存竞争联系起来。可以说是自然选择的结果，详细讨论可以另写一篇，这里就不展开解释了。
有A欲望，B享受， C学习这三种划分， 就可以扩展开来理解很多现象。比如很多毒品因为刺激的是A欲望， 而没有B享受的过程， 所以并不是真正的快乐， 只是欲望让人欲罢不能。 一旦撤掉毒品， 副作用就是极大的折磨。 英文里有个专有名词坦塔罗斯就是指这个。
坦塔罗斯是希腊神话里的宙斯之子， 因为无法无天的各种恶行，得罪了众神，被打入地狱。 他站在一池水中间，波浪就在他的下巴下翻滚。可是只能忍受干渴，永远喝不上一滴。他只要一低头，水位就会下降，永远保持在他下巴的位置。同时他又饥饿难忍。在他身旁就是一排果树，结满了累累果实，吊在他的额前。他只能看着，一伸手大风就会把树枝吹向空中。欲望永远得不到满足。
佛家因此而说， 认识到了欲望是万恶之源。为此开出的药方是屏蔽一切欲望。然而按照大脑的机制， 没有A， 也就没有B，得不到事实上的满足。 这样的心态是脆弱的， 非常经不起诱惑。
有欲望，就去实践满足是一种实用主义的态度， 享乐主义就是其中之一。 很多人生哲学就停留在这里， 认为人生需要追逐快乐， 把自己保持在B状态里。 然而按照前述B的机制， 重复的东西不能带来同样的B享受， 必需时常换新。 因此追求B状态的保持很难， 需要极大的物质资源支持， 而且经常会腻。对一些富人贵人来说， 当一切的传统刺激都不起作用了， 就会胡作非为。
只有C学习，可以贯穿一生。 因此不断的学习， 特别是在艰苦的学习之后，因为技能的习得获得一点小小的但是真正的快乐，可以鼓励你继续走下去。学无止境，可以伴随一生。 这样的才是对以上大脑机制理解之后，推断出的正确人生态度。
掌握这样的理论，犹如掌握一把大锤，可以用来解决人生的各种疑难， 比如什么是真正的婚姻，如何让爱情永恒。 爱一开始是一种欲望A， 然后是互相拥有B, 这个阶段因为是真正的享受， 非常的快乐， 然而随后大脑的享受平衡机制开始起作用， 时间久了就腻，就有人开始追逐别的新鲜刺激。靠享受不能相伴一生。 唯有学习C， 互相学习，互相欣赏，共同提高，才是真正的人生良伴。 才是最高质量的婚姻生活。 比如杨绛，钱钟书，钱写的书，杨是第一个读者，并能给出很好的修改建议。两人互为精神伴侣，成为大家学习的榜样。 可以轻松举出无数的例证来证明这种观点。
电影阿甘正传里， 有一段时间因为女友不告而别的刺激， 阿甘开始横穿美国的跑步，其实他漫无目的， 因为跑都够久，就引来了很多追随者。他们觉得跑步本身也许就是一种人生意义。而当阿甘突然不跑了， 一众追随者都不知道该怎么办，问阿甘，我们下面该做什么。 阿甘也给不出什么建议。 而读完本文的诸位，都可以轻松给出建议， 去学习！
人类一思考，上帝就发笑！
（全文完）