跳海救蝙蝠、包下一座荒島：這群神經(jīng)科學(xué)家為了研究大腦拼了

追問(wèn)快讀：為了讓研究更貼近真實(shí)世界，這位神經(jīng)科學(xué)家搭建出一個(gè)個(gè)“微型自然生態(tài)系統(tǒng)”，借此探索動(dòng)物行為背后的神經(jīng)機(jī)制。

納胡姆·烏拉諾夫斯基（Nachum Ulanovsky）沒(méi)有半點(diǎn)遲疑。他縱身跳入坦桑尼亞拉瑟姆島（Latham Island）近岸湍急的海流中，向一只漂浮在海面上的蝙蝠游去，距離足足有40米。

這只埃及果蝠（Egyptian fruit bat）身上安裝著神經(jīng)記錄儀，并連接了全球定位系統(tǒng)追蹤器。它剛剛被放飛，肩負(fù)著采集初步的飛行數(shù)據(jù)的使命。可當(dāng)它意外墜入開(kāi)闊海域時(shí)，一同落水的，還有團(tuán)隊(duì)整整五年的籌備心血，以及價(jià)值約7000美元的設(shè)備。烏拉諾夫斯基無(wú)法眼睜睜看著這一切付諸東流。他游到蝙蝠身邊，一只手將它托舉在水面上，另一只手奮力劃水，硬是游回了岸邊。

“我當(dāng)時(shí)根本來(lái)不及想自己在做什么。”他回憶道。直到重新站在沙灘上，濕透的衣服緊貼著身體，他才突然意識(shí)到，手機(jī)還在口袋里泡著。

蝙蝠活了下來(lái)，連同它身上的記錄儀，以及里面無(wú)比珍貴的數(shù)據(jù)。至于那部手機(jī)，自然是徹底報(bào)廢了。

對(duì)他來(lái)說(shuō)，這場(chǎng)交易簡(jiǎn)直穩(wěn)賺不賠。

2023年，烏拉諾夫斯基和團(tuán)隊(duì)接管了這座占地7英畝的拉瑟姆島（Latham Island），在那里駐扎近一個(gè)月，研究蝙蝠在自然環(huán)境中的腦活動(dòng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)背后，是多年的籌備與設(shè)計(jì)。但即便準(zhǔn)備再充分，也無(wú)法預(yù)見(jiàn)所有情況。

“你可以為動(dòng)物可能發(fā)生的許多行為提前設(shè)想方案，”烏拉諾夫斯基實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員賽卡特·雷（Saikat Ray）感慨道，“但問(wèn)題在于，動(dòng)物是自由的。既然它是自由的，它終究會(huì)做它自己想做的事。”[1]

這并不是烏拉諾夫斯基第一次為實(shí)驗(yàn)“打造一個(gè)世界”[1]。作為以色列魏茨曼科學(xué)研究所（Weizmann Institute of Science）的腦科學(xué)教授，他此前就曾搭建過(guò)仿洞穴結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)空間，還建造了一條長(zhǎng)達(dá)200米的隧道。在那條隧道里，蝙蝠可以長(zhǎng)距離自由飛行，而他則同步記錄它們的腦活動(dòng)。

瑞典隆德大學(xué)（Lund University）動(dòng)物學(xué)教授埃里克·瓦倫特（Eric Warrant，他也曾擔(dān)任國(guó)際神經(jīng)行為學(xué)學(xué)會(huì)主席）評(píng)價(jià)說(shuō)，這些早期研究帶來(lái)了“范式轉(zhuǎn)變式”的發(fā)現(xiàn)[2]。它們重新塑造了我們對(duì)大腦如何在真實(shí)世界中進(jìn)行導(dǎo)航、以及如何與環(huán)境建立關(guān)系的理解。

不過(guò)，在拉瑟姆島開(kāi)展的研究，是烏拉諾夫斯基迄今為止最復(fù)雜、投入最高的一項(xiàng)計(jì)劃，總經(jīng)費(fèi)超過(guò)100萬(wàn)美元。相關(guān)成果發(fā)表在《科學(xué)》（Science）期刊上[3]。這項(xiàng)研究首次在自然環(huán)境中、對(duì)自由活動(dòng)的哺乳動(dòng)物實(shí)現(xiàn)了單細(xì)胞神經(jīng)記錄。同時(shí)，研究還表明，蝙蝠大腦中的頭方向細(xì)胞（head direction cells）能夠充當(dāng)一種穩(wěn)定可靠的“神經(jīng)羅盤(pán)”。除此之外，論文還報(bào)告了多項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)。

不過(guò)，也許更重要的是，這篇論文展示了：當(dāng)科學(xué)真正把追蹤技術(shù)帶入野外時(shí)，我們究竟能夠?qū)W到什么。德國(guó)馬克斯·普朗克動(dòng)物行為研究所（Max Planck Institute of Animal Behavior）所長(zhǎng)伊恩·庫(kù)贊（Iain Couzin）表示，這項(xiàng)研究可能標(biāo)志著一個(gè)全新階段的開(kāi)始[4]。“我認(rèn)為，這是一個(gè)真正重大進(jìn)展的起點(diǎn)。我們現(xiàn)在已經(jīng)能夠做到這一點(diǎn)。”

烏拉諾夫斯基與蝙蝠的結(jié)緣，始于他在以色列希伯來(lái)大學(xué)攻讀計(jì)算神經(jīng)科學(xué)博士期間。他的妻子是一名從事咨詢(xún)工作的環(huán)境科學(xué)家。2002年夏天，妻子告訴他，有一門(mén)關(guān)于沙漠蝙蝠生態(tài)學(xué)的課程。烏拉諾夫斯基意識(shí)到，這是一個(gè)進(jìn)一步了解這種動(dòng)物的機(jī)會(huì)。

?手中之物：烏拉諾夫斯基手持一只埃及果蝠，這種動(dòng)物是他在職業(yè)生涯早期決定專(zhuān)注研究的對(duì)象。

攝影：羅嫩·戈德曼（RONEN GOLDMAN）

直到他在馬里蘭大學(xué)帕克分校（UMD）師從辛西婭·莫斯（Cynthia Moss，現(xiàn)任教于約翰斯·霍普金斯大學(xué)心理與腦科學(xué)系）時(shí)，他才真正開(kāi)始與蝙蝠打交道[5]。其間，他從零搭建了記錄蝙蝠海馬體神經(jīng)活動(dòng)的整套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并證明蝙蝠的腦電波特征可能與嚙齒類(lèi)動(dòng)物不同[6]。

2007年，他帶著妻子和三個(gè)孩子搬到以色列雷霍沃特，入職魏茨曼科學(xué)研究所（Weizmann Institute of Science）。某種意義上，這也是一次回到起點(diǎn)：烏拉諾夫斯基出生僅四個(gè)月時(shí)，父母就從莫斯科移居雷霍沃特。到了魏茨曼，他終于擁有了把蝙蝠研究真正鋪開(kāi)的資源與條件。他為實(shí)驗(yàn)搭建了小型暗室，在蝙蝠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)格細(xì)胞；同時(shí)觀察到，位置細(xì)胞的放電場(chǎng)在三維空間中的形態(tài)與二維情境并不相同；他還進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，頭方向細(xì)胞能夠支持三維導(dǎo)航，而社會(huì)位置細(xì)胞則會(huì)編碼其他飛行蝙蝠的位置[7-9]。

隨后，他提出建造一條長(zhǎng)達(dá)200米的隧道，用來(lái)進(jìn)一步研究位置細(xì)胞在更大尺度空間中的活動(dòng)規(guī)律。烏拉諾夫斯基的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)蝙蝠在更廣闊的環(huán)境中活動(dòng)時(shí)，其海馬體會(huì)呈現(xiàn)一種“多尺度編碼”（multiscale code）：也就是說(shuō)，同一批神經(jīng)元可以對(duì)應(yīng)多個(gè)位置場(chǎng)（place fields），而且這些位置場(chǎng)的尺度從小到大不等[10]。烏拉諾夫斯基指出，在過(guò)去那種相對(duì)狹小的實(shí)驗(yàn)室條件下，這一特征很難被觀察到，因此此前的蝙蝠研究往往看不見(jiàn)這種編碼層級(jí)。研究還顯示，當(dāng)蝙蝠在空中遭遇潛在碰撞時(shí)，相關(guān)神經(jīng)元會(huì)迅速?gòu)摹熬幋a自身位置”切換為“編碼自己與另一只蝙蝠之間的距離”[11]。

?隧道里的新視野：2016年，烏拉諾夫斯基和團(tuán)隊(duì)建成了一條長(zhǎng)達(dá)200米的隧道，讓蝙蝠得以飛行更遠(yuǎn)的距離，也使實(shí)驗(yàn)不再受限于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室空間。

攝影：羅嫩·戈德曼（RONEN GOLDMAN）

這些實(shí)驗(yàn)裝置讓他逐漸意識(shí)到：實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的諸多限制，可能會(huì)遮蔽我們對(duì)“大腦如何運(yùn)作、行為如何發(fā)生”的真實(shí)理解。瓦倫特指出，這些發(fā)現(xiàn)也凸顯了一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，研究大腦時(shí)，具備生態(tài)效度（ecological validity）的研究設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

但即便如此，動(dòng)物行為學(xué)研究者仍不斷拋給烏拉諾夫斯基同一個(gè)問(wèn)題：既然實(shí)驗(yàn)室會(huì)“限制真相”，為什么不干脆到野外，直接記錄蝙蝠的大腦活動(dòng)？

他說(shuō)，難點(diǎn)在于：他當(dāng)時(shí)還沒(méi)想清楚該怎么做。要把這件事變成現(xiàn)實(shí)，他得去澳大利亞跑一趟，學(xué)習(xí)水肺潛水（scuba diving），還要用將近五年的時(shí)間反復(fù)推演、周密布局。

烏拉諾夫斯基說(shuō)自己在實(shí)驗(yàn)室里屬于那種非常實(shí)干派的人。“我想和學(xué)生坐在一起，看數(shù)據(jù)、一起討論，”他說(shuō)，“我不想三個(gè)月才碰一次數(shù)據(jù)、聊一次結(jié)果。”

?意外發(fā)現(xiàn)：烏拉諾夫斯基用谷歌地球（Google Earth）在非洲東海岸一帶查找時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)了拉瑟姆島（Latham Island）。

他的團(tuán)隊(duì)成員也都認(rèn)同這一點(diǎn)。烏拉諾夫斯基的前博士后約西·約維爾（Yossi Yovel，現(xiàn)任特拉維夫大學(xué)動(dòng)物學(xué)教授）說(shuō)，即便已經(jīng)帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)轉(zhuǎn)了18年，烏拉諾夫斯基仍會(huì)親自過(guò)問(wèn)許多細(xì)枝末節(jié)[12]。約維爾。他形容道：“他真的非常在意細(xì)節(jié)，甚至可以說(shuō)，有點(diǎn)太在意了。”

在烏拉諾夫斯基實(shí)驗(yàn)室工作了14年的科研人員莉奧拉·拉斯（Liora Las）也表示，他對(duì)細(xì)節(jié)的執(zhí)著有時(shí)會(huì)給人一種事無(wú)巨細(xì)、層層過(guò)問(wèn)的感覺(jué)，烏拉諾夫斯基幾乎總想隨時(shí)掌握每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的具體情況[13]。

曾于2019年在烏拉諾夫斯基實(shí)驗(yàn)室工作一年的約納坦·阿爾賈德夫（Yonatan Aljadeff，現(xiàn)任加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校神經(jīng)生物學(xué)助理教授）也回憶說(shuō)，兩人共事期間，晚上11點(diǎn)收到他發(fā)來(lái)詢(xún)問(wèn)某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的消息，并不罕見(jiàn)[14]。

阿爾賈德夫認(rèn)為，這些“高要求”只是烏拉諾夫斯基強(qiáng)烈科學(xué)好奇心的自然副產(chǎn)物。對(duì)此，烏拉諾夫斯基點(diǎn)頭表示認(rèn)同。他說(shuō)，自己的實(shí)驗(yàn)始終跟隨對(duì)世界的本能好奇；而有時(shí)，這份好奇也會(huì)延伸到休閑時(shí)光，他曾在巴塔哥尼亞徒步，在希臘和克羅地亞進(jìn)行海上皮劃艇旅行，也曾在肯尼亞度蜜月；這些行程多少都帶著“去更近地觀察生物多樣性”的目的。2023年夏天，他和家人又前往馬達(dá)加斯加，那里約92%的哺乳動(dòng)物為當(dāng)?shù)靥赜校谑澜缙渌胤讲⒉淮嬖赱15]。

他們?cè)诋?dāng)?shù)匾蛔萘⒐珗@徒步時(shí)，一群狐猴忽然齊刷刷地從樹(shù)上“嘩啦”一下沖了下來(lái)，這顯然出了狀況。烏拉諾夫斯基抬頭望去，只見(jiàn)樹(shù)冠層上方的藍(lán)天里，一只猛禽正盤(pán)旋掠過(guò)。可他很快又注意到：并非所有狐猴都落到地面避險(xiǎn)；有些仍停留在高處的枝杈間，像“哨兵”一樣盯著上方，防備可能的再次俯沖。這個(gè)細(xì)節(jié)讓烏拉諾夫斯基著迷。

他說(shuō)：“我就站在那兒，眼睜睜看著這套堪稱(chēng)教科書(shū)級(jí)的警戒反應(yīng)（alarm-call reaction），整個(gè)人都看入迷了。你在戴維·阿滕伯勒（David Attenborough）的紀(jì)錄片里看到它，或在教科書(shū)上讀到它，是一回事；而當(dāng)它就發(fā)生在你眼前，距離真的只有十英尺的時(shí)候，那又是完全另一回事。”

?繪制軌跡：**加裝全球定位系統(tǒng)（GPS）設(shè)備后，烏拉諾夫斯基團(tuán)隊(duì)得以追蹤蝙蝠在拉瑟姆島（Latham Island）上的飛行路徑（白色軌跡）。

攝影：沙凱德·帕爾吉（SHAKED PALGI）

通往拉瑟姆島的探索始于2018年。那一年，烏拉諾夫斯基在澳大利亞布里斯班參加神經(jīng)行為學(xué)大會(huì)（Congress for Neuroethology）時(shí)，聽(tīng)說(shuō)了一項(xiàng)研究：科學(xué)家用島嶼作為場(chǎng)景，考察老鼠如何完成導(dǎo)航[16]。他在飛往澳大利亞近海的萊迪·埃利奧特島（Lady Elliot Island）途中讀完了這篇論文；此行他計(jì)劃與約維爾一起進(jìn)行水肺潛水（scuba diving）。

這篇論文讓他開(kāi)始琢磨：島嶼或許能同時(shí)滿(mǎn)足兩個(gè)需求，既讓蝙蝠盡可能自由地飛行，又能把它們活動(dòng)范圍自然地圈定在可追蹤的邊界之內(nèi)。接下來(lái)的四天里，他在大堡礁（Great Barrier Reef）一帶實(shí)地踏勘；到了晚上，他和約維爾坐在酒店酒吧的高腳椅上，看著海浪起伏，一邊聊天一邊推演研究方案。

烏拉諾夫斯基從澳大利亞回來(lái)后，立刻著手找島。他先聯(lián)系了太平洋上幾個(gè)島嶼的政府部門(mén)，希望獲準(zhǔn)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，卻接連碰壁。直到2022年初，他在谷歌地球（Google Earth）上瀏覽海域時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)了拉瑟姆島（Latham Island）。這座島幾乎把他列出的條件全部滿(mǎn)足：遠(yuǎn)離大陸、無(wú)人居住，也未被納入自然保護(hù)區(qū)體系。不到兩個(gè)月，他就從坦桑尼亞教育、科學(xué)與技術(shù)部（Ministry of Education, Science and Technology）拿到了許可，可以把埃及果蝠運(yùn)到島上并開(kāi)展研究。

但真正最難的部分才剛開(kāi)始：實(shí)驗(yàn)落地的后勤與工程細(xì)節(jié)。比如，試劑和儀器要怎么運(yùn)到坦桑尼亞？衛(wèi)星通信怎么接入？又如何在神經(jīng)記錄儀上集成高精度定位追蹤器和高度計(jì)？

2023年2月，團(tuán)隊(duì)飛往坦桑尼亞，在當(dāng)?shù)夭东@了10只埃及果蝠，并為它們裝上記錄器。隨后，他們乘船航行了五個(gè)多小時(shí)才抵達(dá)那座島：途中，海豚不時(shí)在船旁破浪而出。臨近島岸時(shí)，烏拉諾夫斯基遠(yuǎn)遠(yuǎn)看見(jiàn)島上幾乎沒(méi)有樹(shù)木，心里以為會(huì)是一片荒寂。可真正登島后，眼前卻是另一番景象：島上螃蟹密密麻麻，鳥(niǎo)群一次次騰空又落下；地貌也并不單調(diào)，既有小型潟湖，也有嶙峋的巖石峭壁。“我被這里的美震住了，”烏拉諾夫斯基說(shuō)。

他們搭起“野外營(yíng)地式”的帳篷用來(lái)遮陰，又在立柱之間掛起吊床。補(bǔ)給按計(jì)劃每三到四天送達(dá)一次。他們架設(shè)發(fā)電機(jī)，用來(lái)做飯并為設(shè)備供電；同時(shí)還雇了當(dāng)?shù)貓F(tuán)隊(duì)協(xié)助打理營(yíng)地，讓整套運(yùn)轉(zhuǎn)盡可能順暢。

實(shí)驗(yàn)一啟動(dòng)，團(tuán)隊(duì)白天的任務(wù)就是給當(dāng)晚要研究的蝙蝠安裝并校準(zhǔn)電極。傍晚，他們喝著咖啡，耐心等到午夜。凌晨1點(diǎn)，一切準(zhǔn)備就緒：他們放飛第一只蝙蝠，讓它在夜空中飛行一小時(shí)后再將其收回。隨后是第二只、第三只……直到四只蝙蝠依次被放入夜空、再被順利回收時(shí)，地平線上已隱約泛起晨光。

如果當(dāng)晚進(jìn)展順利，團(tuán)隊(duì)就會(huì)在睡前倒上一杯阿瑪魯拉（Amarula，一種產(chǎn)自南非的奶油利口酒）慶祝。隨后，他們才抓緊睡上幾個(gè)小時(shí)。

團(tuán)隊(duì)原本已經(jīng)預(yù)想過(guò)許多麻煩，比如，他們會(huì)用封口膜（parafilm）把電子設(shè)備包好，防止海水飛沫侵蝕。但即便如此，小故障還是接二連三地冒了出來(lái)。

他們從以色列帶來(lái)的轉(zhuǎn)接頭（adapter）與當(dāng)?shù)啬苷业降难鯕馄拷涌诓患嫒荩缓梦刑股Ｄ醽喌囊患夜し滑F(xiàn)做一批新的。除此之外，團(tuán)隊(duì)幾乎還得“靠一個(gè)人救急”：他們依賴(lài)一位在坦桑尼亞的聯(lián)系人，隨時(shí)幫忙送來(lái)臨時(shí)急需的物品——從一副眼鏡，到一部新手機(jī)（用來(lái)替換烏拉諾夫斯基在海里弄壞的那部）。

“幾乎每時(shí)每刻都在解決問(wèn)題。”烏拉諾夫斯基說(shuō)。他也逐漸明白：要把這樣量級(jí)的研究真正做成，“你必須始終繃著一根弦，隨時(shí)準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。”

島上的日子充滿(mǎn)干擾與變數(shù)，再加上始終不知道實(shí)驗(yàn)到底能不能跑通，足以讓烏拉諾夫斯基感到焦慮。可他想在野外研究蝙蝠，幾乎想了整整二十年。他只能相信，這一切折騰終究會(huì)有回報(bào)。

天氣轉(zhuǎn)差后，他們收拾裝備撤離，回到實(shí)驗(yàn)室整理數(shù)據(jù)。但因?yàn)楫?dāng)時(shí)把記錄分散在三個(gè)不同腦區(qū)，團(tuán)隊(duì)擔(dān)心：?jiǎn)尉腿魏我粋€(gè)腦區(qū)而言，數(shù)據(jù)量都可能不夠，難以得出可靠結(jié)論。事實(shí)也確實(shí)如此。于是，2024年2月，他們?cè)俅畏祷乩穽u，又連續(xù)工作了三周，終于補(bǔ)齊了所需的數(shù)據(jù)。

他們首先分析的是前下托區(qū)（presubiculum）。結(jié)果顯示，這一區(qū)域約有25%的神經(jīng)元具有頭方向調(diào)諧（head-direction tuning）：當(dāng)動(dòng)物頭部指向某個(gè)特定朝向時(shí)，這些神經(jīng)元就會(huì)更強(qiáng)烈地放電。這個(gè)比例與實(shí)驗(yàn)室條件下的研究結(jié)果相近，說(shuō)明至少有一部分神經(jīng)編碼特征，在實(shí)驗(yàn)室與野外環(huán)境中都同樣存在。

神經(jīng)科學(xué)家早就猜想，頭方向細(xì)胞也許能充當(dāng)大腦里的羅盤(pán)。但也有研究提示，這類(lèi)細(xì)胞的調(diào)諧會(huì)受到空間線索（spatial cues）的影響而發(fā)生漂移；如果真是這樣，它們?cè)谝巴鈱?dǎo)航時(shí)就可能沒(méi)那么靠得住。

?偏好朝向：頭方向細(xì)胞會(huì)對(duì)特定朝向呈現(xiàn)選擇性調(diào)諧。比如圖中這個(gè)細(xì)胞：當(dāng)蝙蝠沿白色軌跡在島上探索、頭部朝向南方時(shí)，它最常放電（彩色點(diǎn)標(biāo)示放電發(fā)生的位置）。

不過(guò)，這項(xiàng)研究反而支持了大腦羅盤(pán)的設(shè)想：無(wú)論蝙蝠位于島上的哪個(gè)位置，頭方向細(xì)胞都會(huì)對(duì)同一個(gè)頭部朝向做出放電反應(yīng)，說(shuō)明這種調(diào)諧在大范圍空間內(nèi)具有全局一致性[17]。更關(guān)鍵的是，這種調(diào)諧在月出前后都保持穩(wěn)定，在有云和無(wú)云的條件下也同樣穩(wěn)定。換句話說(shuō)，這些細(xì)胞的方向信號(hào)并不依賴(lài)月亮、星空等天體線索，因此很可能可以作為一種相對(duì)可靠的神經(jīng)羅盤(pán)。

由于這些蝙蝠并非拉瑟姆島的原生動(dòng)物，這次實(shí)驗(yàn)也意外提供了一個(gè)窗口：方向地圖究竟是如何建立起來(lái)的。最初的一兩晚，相關(guān)神經(jīng)元的放電似乎還沒(méi)對(duì)上方向。不管蝙蝠頭朝哪兒，它們都在放電；但隨著夜晚推移，神經(jīng)元的反應(yīng)逐漸變得更挑剔，越來(lái)越穩(wěn)定地對(duì)應(yīng)某一個(gè)特定朝向。這提示，方向地圖會(huì)在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步穩(wěn)定下來(lái)。目前，團(tuán)隊(duì)正在分析其余兩個(gè)腦區(qū)的數(shù)據(jù)。

拉瑟姆島項(xiàng)目的代價(jià)并不低昂，它需要多方資助支持，其中包括歐洲研究理事會(huì)（European Research Council）、以色列科學(xué)基金會(huì)（Israel Science Foundation）和魏茨曼科學(xué)研究所（Weizmann Institute of Science）等機(jī)構(gòu)。盡管如此，庫(kù)贊認(rèn)為，烏拉諾夫斯基的新發(fā)現(xiàn)揭示了導(dǎo)航過(guò)程中的一些關(guān)鍵特征；更重要的是，這種更貼近自然情境的研究方式，或許能帶來(lái)新的機(jī)會(huì)，讓我們更接近一個(gè)根本問(wèn)題：大腦為什么會(huì)被組織成現(xiàn)在這個(gè)樣子。

當(dāng)然，關(guān)注動(dòng)物自然行為的神經(jīng)科學(xué)家遠(yuǎn)不止烏拉諾夫斯基一人。但辛西婭·莫斯（Cynthia Moss）指出，神經(jīng)行為學(xué)（neuroethology）曾經(jīng)一度被看作“有點(diǎn)老派，像是上世紀(jì)60年代留下來(lái)的東西”；而正是烏拉諾夫斯基，幫助把這一方向重新帶回現(xiàn)代的研究語(yǔ)境之中。

烏拉諾夫斯基在新書(shū)（Natural Neuroscience: Toward a Systems Neuroscience of Natural Behaviors）中，對(duì)這些想法做了系統(tǒng)梳理[18]。瓦倫特認(rèn)為，這本書(shū)已經(jīng)是一項(xiàng)重要貢獻(xiàn)：它一方面鼓勵(lì)神經(jīng)科學(xué)家跳出慣常思路，另一方面也給出了相對(duì)可操作的路徑與方法。

不過(guò)，烏拉諾夫斯基并不把自然化研究當(dāng)成唯一正確的道路。“看起來(lái)好像我在宣講：每個(gè)人都應(yīng)該走到戶(hù)外去做實(shí)驗(yàn)，”他說(shuō)，“但其實(shí)并不是這樣。”他仍然強(qiáng)調(diào)更可控的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)同樣重要，并補(bǔ)充道：“哪怕只是在實(shí)驗(yàn)室條件的限制之下，朝著更自然化的實(shí)驗(yàn)邁出一小步，人們也會(huì)發(fā)現(xiàn)非常有趣的東西。”

烏拉諾夫斯基已經(jīng)在魏茨曼的隧道裝置里再加一層難度：在隧道內(nèi)部布置了迷宮，用來(lái)研究蝙蝠在真正復(fù)雜情境下如何行動(dòng)與決策。不過(guò)，他仍計(jì)劃在2026年重返那座島嶼，研究?jī)芍唤Y(jié)伴、或多只成群的蝙蝠在野外如何協(xié)同行動(dòng)。他說(shuō)：“你可以想象，要做我們這樣的事，建隧道、去島上研究蝙蝠，你既要是個(gè)樂(lè)觀主義者，也得是個(gè)現(xiàn)實(shí)主義者。你不能只會(huì)做夢(mèng)；光靠夢(mèng)想是不夠的。”

?自然引領(lǐng)者：烏拉諾夫斯基的前導(dǎo)師辛西婭·莫斯表示，他將神經(jīng)行為學(xué)帶回了“現(xiàn)代”。

攝影：羅嫩·戈德曼（RONEN GOLDMAN）

譯者后記

本文以烏拉諾夫斯基的研究歷程為線索，講述他如何從實(shí)驗(yàn)室走向島嶼與隧道，在更接近真實(shí)世界的情境中記錄蝙蝠大腦活動(dòng)：頭方向細(xì)胞在大范圍內(nèi)保持穩(wěn)定、并隨經(jīng)驗(yàn)逐步“定向”，也讓我們看到實(shí)驗(yàn)室條件可能遺漏的編碼層級(jí)與行為機(jī)制。更重要的是，這個(gè)故事提醒我們，科學(xué)并非在“可控”與“真實(shí)”之間二選一，而是不斷尋找更好的折中，既保留嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊蚬茢啵舶焉没厮緛?lái)的環(huán)境里。

https://www.thetransmitter.org/neuroethology/diving-in-with-nachum-ulanovsky/

[1]https://www.weizmann.ac.il/brain-sciences/labs/ulanovsky/group

[2]https://portal.research.lu.se/en/persons/eric-warrant

[3]http://www.science.org/doi/10.1126/science.adw6202

[4]https://www.ab.mpg.de/person/98158/2736

[5]https://pbs.jhu.edu/directory/cynthia-moss/

[6]https://doi.org/10.1038/nn1829

[7]https://doi.org/10.1126/science.1235338

[8]https://doi.org/10.1038/nature14031

[9]https://doi.org/10.1126/science.aao3474

[10]https://doi.org/10.1126/science.abg4020

[11]https://doi.org/10.1038/s41586-022-05112-2

[12]https://en-lifesci.tau.ac.il/profile/yossiy

[13]https://www.weizmann.ac.il/Staff_Scientists/liora-las

[14]https://biology.ucsd.edu/research/faculty/jaljadeff

[15]https://www.worldwildlife.org/places/madagascar/

[16]https://doi.org/10.1016/j.anbehav.2009.10.020

[17]http://www.science.org/doi/10.1126/science.adw6202

[18]https://www.thetransmitter.org/systems-neuroscience/natural-neuroscience-toward-a-systems-neuroscience-of-natural-behaviors-an-excerpt/

關(guān)于追問(wèn)nextquestion

天橋腦科學(xué)研究院旗下科學(xué)媒體，旨在以科學(xué)追問(wèn)為紐帶，深入探究人工智能與人類(lèi)智能相互融合與促進(jìn)，不斷探索科學(xué)的邊界。歡迎評(píng)論區(qū)留言，或后臺(tái)留言“社群”即可加入社群與我們互動(dòng)。您也可以在后臺(tái)提問(wèn)，我們將基于追問(wèn)知識(shí)庫(kù)為你做出智能回復(fù)哦~

關(guān)于天橋腦科學(xué)研究院

天橋腦科學(xué)研究院（Tianqiao and Chrissy Chen Institute）是由陳天橋、雒芊芊夫婦出資10億美元?jiǎng)?chuàng)建的世界最大私人腦科學(xué)研究機(jī)構(gòu)之一，圍繞全球化、跨學(xué)科和青年科學(xué)家三大重點(diǎn)，支持腦科學(xué)研究，造福人類(lèi)。

Chen Institute與華山醫(yī)院、上海市精神衛(wèi)生中心設(shè)立了應(yīng)用神經(jīng)技術(shù)前沿實(shí)驗(yàn)室、人工智能與精神健康前沿實(shí)驗(yàn)室；與加州理工學(xué)院合作成立了加州理工天橋神經(jīng)科學(xué)研究院。

Chen Institute建成了支持腦科學(xué)和人工智能領(lǐng)域研究的生態(tài)系統(tǒng)，項(xiàng)目遍布?xì)W美、亞洲和大洋洲，包括、、、科研型臨床醫(yī)生獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃、、科普視頻媒體「大圓鏡」等。