這是汪小京作“計算與認知神經(jīng)科學(xué)夏?！遍_學(xué)典禮演講的第14個年頭。站在蘇州冷泉港學(xué)術(shù)中心的講臺上，他簡單梳理了計算神經(jīng)科學(xué)這門新興學(xué)科的發(fā)展歷史。講到Hopfield用物理中的自旋玻璃（spin glass）模型來解釋大腦聯(lián)想記憶系統(tǒng)的經(jīng)典論文時，他停頓了一下，詢問臺下的學(xué)生是否閱讀過。

(相關(guān)資料圖)

教室里約一半人舉起了手，汪小京欣慰地點點頭。顯然，這個比例超出他的預(yù)料。

30多年前，正是Hopfield的這個富有科學(xué)美感的研究吸引了他，促使這位理論物理學(xué)博士轉(zhuǎn)向神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，用物理學(xué)研究復(fù)雜系統(tǒng)的思維方式和數(shù)學(xué)模型，幫助揭秘大腦。

那是一條艱難而生僻的小徑，若無在美國參加一次夏季學(xué)校（后簡稱夏校）的奇緣，汪小京覺得自己當時很可能會堅持不下去。也正因如此，2010年，他創(chuàng)辦了國內(nèi)首個計算神經(jīng)科學(xué)夏校，將這份追尋科學(xué)邊界的堅定和熱情傳遞給下一代年輕人。

教室明亮的落地窗外，獨墅湖碧藍色的波光消解了江南盛夏的暑意。而學(xué)生們不斷向汪小京提問的熱情卻始終沒有褪去。

為了解這個夏校背后的故事，《追問》媒體兩次造訪蘇州冷泉港，深入課室和生活區(qū)觀察，并等到夏校尾聲時，以視頻連線的方式采訪了這位卓越的學(xué)者和教育家。

在他來看，夏校創(chuàng)辦的十多年，也是中國神經(jīng)科學(xué)高速發(fā)展的十多年。汪小京對于中國學(xué)生身上所發(fā)生的巨大變化甚有感觸，有時驚訝于他們掌握的信息之多，探索的熱情之大。

計算神經(jīng)科學(xué)是一門非常典型的交叉學(xué)科。對于這些和他當年一樣走進科研“十字路口”、卻面臨一個更“卷”時代的年輕學(xué)子們，汪小京分享了自己的想法。

為便于閱讀，我們對文字進行了精簡，以饗讀者。

汪小京教授：我研究的是計算（理論）神經(jīng)科學(xué)，這個學(xué)科相對較新，只有三十多年的歷史。大家都知道，理論在物理學(xué)中探索宇宙奧秘起著不容置疑的重要作用。類似的情況也正在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)生：我們越來越需要用理論和數(shù)學(xué)建模去理解大腦的工作機制。實驗研究和理論模型相互結(jié)合，可以幫助我們更好地解析大腦認知、學(xué)習(xí)、記憶等復(fù)雜功能的奧秘。

汪小京教授：計算神經(jīng)科學(xué)的有趣之處在于它的跨學(xué)科性質(zhì)。這意味著涉足該領(lǐng)域的人來自各個不同的學(xué)科背景，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計算機科學(xué)以及信息科學(xué)工程等。

數(shù)學(xué)背景的人能夠在模型的構(gòu)建和分析上作出貢獻，尤其動力學(xué)系統(tǒng)理論對了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)起重要作用。信息科學(xué)背景的人則可能會更多地從信息處理的角度來考慮問題。比如，BMI（腦機接口）將腦電信號轉(zhuǎn)化為機器可以理解的指令，需要運用信息處理的方法來信號解碼并轉(zhuǎn)換成指令。物理學(xué)出身的人，可能更傾向于將神經(jīng)科學(xué)視為一個開放型的復(fù)雜動力學(xué)系統(tǒng)，這意味著將大腦看作一個自組織的系統(tǒng)，在這種視角下通過大腦的非線性行為和復(fù)雜性的研究來理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)行為和功能。

汪小京教授：有時偶然的因素會改變?nèi)松壽E。我轉(zhuǎn)入神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域是在1987年。我認為有兩個原因，一個就是我在比利時布魯塞爾讀博士的時候，研究所所長普利高津教授興趣特別廣泛，用統(tǒng)計物理和動力學(xué)系統(tǒng)來研究各種各樣的系統(tǒng)，包括生物系統(tǒng)。他對我產(chǎn)生了一定的影響，開始讓我對大腦產(chǎn)生興趣。

計算神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的正式起步可以追溯到1988年。那一年，Science雜志上發(fā)表了一篇名為《Computational Neuroscience》的文章，可以說是計算神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的宣言2。也就在1988那一年，第一個計算神經(jīng)科學(xué)暑期學(xué)校在麻省的海洋生物實驗室（Marine Biological Laboratory）舉行。我被錄取參加了第一屆暑期學(xué)校，為我進入計算神經(jīng)科學(xué)提供了機會。

參加計算神經(jīng)科學(xué)的暑期學(xué)校給我?guī)砹嗽S多收獲。首先，它幫助我了解生物領(lǐng)域。在學(xué)習(xí)計算神經(jīng)科學(xué)時，我逐漸認識到大腦的奧秘。僅僅建立抽象數(shù)學(xué)模型是不行的，要深入了解神經(jīng)生物學(xué)，比如單個神經(jīng)元如何工作的、不同腦區(qū)的功能、不同物種的行為。其次，在暑期學(xué)校我認識了一些神經(jīng)科學(xué)的領(lǐng)軍人。第三，我參與學(xué)生與老師一起討論問題，包括辯論，潛移默化形成了以后自己研究團隊的文化。

汪小京教授：2010年，我在科學(xué)網(wǎng)發(fā)表了一篇文章介紹計算神經(jīng)科學(xué)3。當時此領(lǐng)域在亞太地區(qū)還很新，為了幫助更多年輕人從數(shù)學(xué)、物理等專業(yè)轉(zhuǎn)行，就需要提供一個了解計算神經(jīng)科學(xué)的機會。想到自己受益于海洋生物實驗室的暑期學(xué)校，我和剛回國的吳思老師等人商量，考慮在中國建立一個類似的國際暑期學(xué)校，起名Computational and Cognitive Neuroscience (CCN)。

當時計算神經(jīng)科學(xué)主要關(guān)心的是初級感覺（比如視覺）和運動行為的腦系統(tǒng)，高級認知的神經(jīng)機制研究是本世紀才發(fā)展起來的，而我個人正好在此新領(lǐng)域，所以決定CCN聚焦于認知，這是它與領(lǐng)域中的其它夏校最大的不同之處。

?圖注：自2010年起，汪小京在蘇州冷泉港開設(shè)“計算與認知神經(jīng)科學(xué)夏?！?圖源：冷泉港亞洲

另兩位原主辦者是Zach Mainen 和Upinder Bhalla。當時，冷泉港實驗室（Cold Spring Harbor Laboratory）在蘇州的亞洲中心（CSH-Asia）剛剛設(shè)立，這是一個國際平臺，CCN成為其第一個暑期學(xué)校。它吸引了來自世界各地的學(xué)生參加，學(xué)校的師資力量一流（第一年就有7位美國科學(xué)院、英國皇家學(xué)院院士來任教）。這樣的國際化設(shè)置讓中外學(xué)生們有機會相互學(xué)習(xí)和交流。十幾年來參加CCN的學(xué)生中很多已成為領(lǐng)域的新領(lǐng)軍人，比如麻省理工學(xué)院的終身制助理教授（tenure track assistant professor）楊光宇、耶魯大學(xué)的終身副教授Alan Antecivic、上海交通大學(xué)的正教授李松挺、Meta的研究員Jean-Rémi King、OpenAI 的研究員 Francis Song等等。CCN的成功是同行們一起努力的結(jié)果，我十分感謝吳思、Zach Mainen、Upi Bhalla、今年的主辦者李松挺、黃橙橙、楊光宇、Dora Angelaki、Christopher Honey和教學(xué)助手（teaching assistant）們的共同努力，以及主辦單位的支持。

汪小京教授 ：如何幫助年輕人進入神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，并學(xué)會提出有意思且可研究的問題。

第一，在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，選擇研究方向至關(guān)重要。例如，我如果說要了解意識的腦機制，但沒有具體的假設(shè)和研究假設(shè)的方法，就只是空話。

過去的神經(jīng)科學(xué)主要關(guān)注感知和運動，這些方面可以用相對簡單的動物模型進行研究，比如青蛙或果蠅。而對于認知這樣更為復(fù)雜的功能，需要聚焦于有挑戰(zhàn)而具體可用實驗和理論來研究的問題。

第二，接受各個學(xué)科的綜合教育。夏校的老師來自生物、物理、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域，有分子細胞、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、行為各層次的腦科學(xué)專家。學(xué)生有難得的機會了解不同研究方法，同時擴大了研究視野，對他們以后的成長有十分大的影響。

第三，我們重視學(xué)術(shù)文化的培養(yǎng)。在暑期學(xué)校中，我們邀請國內(nèi)外的科學(xué)家來不僅僅做講座，也與學(xué)生進行深入的交流和互動。他們在學(xué)校內(nèi)停留的時間較長，與學(xué)生一起就餐、課外體育活動。學(xué)生有機會平等地與老師討論，逐步習(xí)慣表達自己的觀點，敢于挑戰(zhàn)學(xué)術(shù)權(quán)威、即使面對院士、知名科學(xué)家。同時，與世界各國的科學(xué)家結(jié)識也讓學(xué)生在未來的學(xué)術(shù)道路上有更多的選擇和機遇。

?圖注：結(jié)束一天課程后的師生Happy Hour 圖源：冷泉港亞洲

汪小京教授 ：與十幾年前相比，現(xiàn)在的學(xué)生在進入神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域之前可能已經(jīng)具備了更多的知識、思想也較成熟。另外，學(xué)生們對問題有著強烈的好奇心和求知欲。他們熱衷于了解新的動態(tài)和前沿進展，我覺得這兩點是非?？少F的。

另外，現(xiàn)在年輕人關(guān)心的一個熱點當然是AI，但今天的AI系統(tǒng)與人腦仍相距甚遠。我們對人的智能生物機制了解還很不夠，基礎(chǔ)研究需要長期的努力。有人激情在技術(shù)開拓，有人更潛心基礎(chǔ)研究，也有人熱衷于用神經(jīng)科學(xué)來發(fā)展精神醫(yī)學(xué)。年輕人尋找自己真正一輩子熱愛做的事情，每個人的答案都是不一樣的。如果是研究一個自己認為很有意思的問題，就可以靜下心來，不必搶趕時髦。

汪小京教授：首先是跨學(xué)科。數(shù)學(xué)或物理出身的人，在夏校可學(xué)習(xí)腦生物、了解神經(jīng)實驗研究。反過來，做生物實驗的人的數(shù)學(xué)背景通常不是很強，通過暑期學(xué)校讓他們熟悉數(shù)學(xué)模型。比如，在本次暑期學(xué)校中，有位學(xué)生是學(xué)心理的，他感嘆道這次暑期學(xué)校讓他學(xué)到了很多數(shù)學(xué)模型的方法。

其次是機構(gòu)，我們國內(nèi)用于支持跨學(xué)科研究和教育的機構(gòu)較少。夏校辦了十幾年相當獨特和成功，大家對計算神經(jīng)科學(xué)發(fā)展和人才培養(yǎng)的必要性也有共識，但長期基金支持卻不是一帆風(fēng)順地有保障。

這里要特別感謝陳天橋先生和他的夫人，他們創(chuàng)辦的天橋腦科學(xué)研究院（Tiaoqiao and Chrissy Chen Institute, TCCI）、James Simons Foundation、DeepMind的支持是非常重要的。

汪小京教授 ：一般大學(xué)的學(xué)科分的很細，并不有利于跨學(xué)科的研究和培養(yǎng)跨學(xué)科的年輕人。當年從零開始建上海紐約大學(xué)，作為 Provost 我借此機遇籌劃并與大家一齊實施了一個新的模式：研究不以系為單位，而圍繞著數(shù)個跨學(xué)科中心來發(fā)展。同樣，CCN這樣的夏校是完全跨學(xué)科的，與高校日常教學(xué)起不同的作用。吸引各領(lǐng)域的人才一起攻堅腦科學(xué)，十分值得關(guān)注和支持4。

參考文獻：

1. Hopfield, J. J. Neural networks and physical systems with emergent collective computational abilities. Proc Natl Acad Sci U S A 79, 2554–2558 (1982)..2. Sejnowski, T. J., Koch, C. & Churchland, P. S. Computational Neuroscience. Science 241, 1299–1306 (1988).3. 汪小京 (2010) “21世紀的中國計算神經(jīng)科學(xué)展望”， 《科學(xué)時報》（Science Times）, 2010年八月25日.4. Wang X-J （汪小京）, Hu H （胡海嵐）, Huang CC （黃橙橙）, Kennedy H, Li CY（李澄宇）, Logothetis N, Zhong L-L（呂忠林）, Luo Q （駱清銘）, Poo MM （蒲慕明）, Tsao D （曹穎）， Wu S（吳思）, Wu Z（吳朝暉）, Zhang X （張旭），Zhou D （周棟焯）(2020) Computational Neuroscience: A frontier of the 21st century. National Science Review 7, 1418-1422.

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