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| 編輯推薦： |
l 一部以“脑细胞”为主角的神经科学微观史
作者选取了10?个具有里程碑意义的脑细胞（如浦肯野细胞、星形胶质细胞、贝茨细胞等），通过它们的发现历史、科学争议和功能解读，串联起整个神经科学的发展史。
l 颠覆常识，刷新你对大脑的认知
视觉是“脑补”的：视网膜神经节细胞传递的只是碎片，完整世界是大脑编织的故事。
疼痛是“解释”的：感觉神经元不只传递信号，还参与构建你对疼痛的理解。
专注是“调暗”的：丘脑网状神经元像遮光帘，抑制无关信息，让你聚焦。
l 科学与人文交织，充满哲思，神经科学版《人类群星闪耀时》
探讨观察如何被偏见塑造：科学家看到的，往往是自己“相信”的东西。
反思符号如何掩盖真相：教科书里的“标准神经元”根本不存在，却简化了我们的想象。
追问意识是什么：从神经元结构出发，思考“自我”的生物学基础。
l 英国科学史学会休斯奖长名单入围作
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| 內容簡介： |
一个脑细胞，连接的不只是神经回路，更是科学、艺术与人类的命运。
如果你以为科学一直是正确的，那你可能还没看过神经科学的历史:
l 一张“理想”简图长期主导了人类对大脑的理解;
l 一个被忽视的脑细胞，控制了你是否能集中注意力。
这本书，用10?个脑细胞，带你走进思想诞生的现场:
从小脑深处如树枝般舒展的浦肯野细胞到支撑视觉世界的视网膜神经节细胞，从科学巨匠卡哈尔、高尔基的世纪之争到藏身厨房实验室的孤独探索者，每一章都是一个关键细胞的传记，也是人类的一次次”科学自我修正”的旅程。在这段旅程中，你将读到最美的细胞结构、最燃的人类故事，还有最温柔的科学想象。
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| 關於作者： |
理查德·温盖特
[if !supportLists]l [endif]世界知名神经解剖学家、神经科学家，英国伦敦国王学院发育神经生物学教授。长期从事大脑发育机制与神经细胞起源研究。他的实验室致力于揭示神经系统在胚胎时期如何形成复杂结构，尤其在小脑发育与神经细胞谱系领域具有重要贡献。
[if !supportLists]l [endif]凭借深厚的学术造诣，他受邀担任国际权威脑科学平台BrainFacts.org的总编辑，曾担任Wellcome Collection展览的科学顾问，并参与Science Gallery UK相关顾问工作，致力于推动全球脑科学的普及与传播。
[译者]
包爱民
[if !supportLists]l [endif]浙江大学脑科学与脑医学学院教授、博士生导师，国家健康和疾病人脑组织资源库执行副主任，国际神经内分泌联合会秘书长，中国解剖学会人脑库研究分会副主任委员。
[if !supportLists]l [endif]多次在中国科学院中国科普博览格致论道讲坛、哔哩哔哩、CC讲坛等线上和线下平台做脑科学科普推广，观看量超百万人次。
[if !supportLists]l [endif]作品《脑补：研究大脑，洞悉自己》入选中国图书评论学会2025年3月“中国好书推荐书目”。
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| 目錄：
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推荐序 当我们从细胞理解大脑
前言 我们看世界，用的到底是眼睛还是故事
引子 我的第一个细胞
细胞1 浦肯野细胞
从它开始，我们第一次意识到： 思想，有方向，也有形状。
细胞2 视网膜神经节细胞
我们不是用眼睛看世界，而是用细胞建造世界。
细胞3 星形胶质细胞
最安静的细胞，维系着最复杂的思维。
细胞4 感觉神经元
感受不是输入，而是构造， 它是结构与理解共同生成的产物。
细胞5 水蛭神经元
思维不是一张网， 而是一群彼此对话的独立个体。
细胞6 “理想神经元”
当我们用绘图来理解大脑时， 风格也会影响真理。
细胞7 贝茨细胞
行为塑造结构，结构反过来决定你是谁。
细胞8 丘脑网状神经元
大脑的遮光帘，画出意识的轮廓。
细胞9 沙伊贝尔细胞
不是每个异类都能被命名，但每个异类都在逼我们看清自己的盲点。
细胞10 运动神经元
你的一切思想，只有落到它这里，才算“存在过”。
细胞 10? 巨大轴突与神经膜
解密电信号， 开启神经信号建模时代。
尾声 讲故事的大脑
参考文献
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| 內容試閱：
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当我们从细胞理解大脑
段树民
中国科学院院士
浙江大学医药学部学术委员会主任
近年来，脑科学越来越受到公众关注。人们常常会听到有关记忆、情绪、意识以及人工智能的讨论，也会看到各种关于“大脑奥秘”的解读。 然而，如果真正追问一个基本问题——人类是如何逐渐理解大脑结构与功能的——答案往往并不那么直观。
现代神经科学的许多概念，例如神经元之间的连接、信息在神经系统中的传递方式，今天看来似乎已经十分明确。但这些认识并非一开始就存在，而是在长期的观察、争论和不断修正中逐渐形成的。从显微镜下最初模糊的影像，到后来逐渐清晰的细胞结构，再到关于神经元如何彼此联系 的解释框架，神经科学的发展经历了一个并不简单的过程。
《10?个脑细胞》正是从这样一个角度切入。作者理查德·温盖特选 择以若干具有代表性的脑细胞为线索，回顾这些细胞被发现、被命名以及被逐步理解的历程。通过这些具体而生动的故事，读者可以看到神经科学 知识是如何一步步积累起来的，也可以理解科学研究中常常伴随的分歧、误解与修正。
本书的一大特点，是让读者看到科学发现背后的实际过程。显微镜的改进、染色技术的发展、研究者对图像的不同解读，都在不同程度上影响了人们对大脑结构的理解。以高尔基和卡哈尔关于神经系统结构的争论为例，同样的技术条件下，不同的解释思路曾导致完全不同的理论判断。正是在这样的讨论和比较中，关于神经元独立性的认识才逐渐清晰起来。
对于一般读者而言，这本书提供了一种理解脑科学的切入方式。与直接介绍复杂理论不同，它通过具体案例展示科学认识的形成过程，使人们能够从更接近真实研究状态的角度理解这门学科。科学并不是一系列已经 完成的结论，而是不断修正与完善的探索。
对于对生命科学或医学感兴趣的读者来说，这样的历史回顾也具有启发意义。今天的神经科学研究拥有更加先进的技术手段，例如高分辨率成像、电生理记录以及分子标记等，但无论研究方法如何发展，对基本结构的理解仍然是解释脑功能的重要基础。了解这些概念最初是如何建立的，有助于更好地理解当代研究的背景。
脑科学是一门复杂而仍在快速发展的学科。公众对它的兴趣不断增加，但同时也容易产生一些过于简单的想象。像《10?个脑细胞》这样的作品，通过讲述具体研究与科学史故事，使读者能够更理性地认识这门学科的发展过程，这正是科普读物的重要意义所在。
[前言]
我们看世界，用的到底是眼睛还是故事
任何一位科学家一旦坐下来打算写一本自认为完整的书（毕竟故事总给人一种理应完整的印象），就不得不先从致歉开始。这是由我们这些科学家的天性决定的：谨慎而公平地权衡证据，强调差距，并试探性地提出结论。然而，一个故事终究不同于一篇科学报告。尽管本书中收录了诸多故事，但我知道，仍有成千上万个重要的故事被遗落在纸页之外。
几年前，一位来自葡萄牙的作家兼记者朋友送给我一本书，作者是欧洲文学教授温弗里德·塞巴尔德（Winfried Sebald）。我不太确定她如何知晓我会被这位作者的文字吸引，但书中所描绘的那段略带忧郁的缓慢旅程，那种融合了历史、启示与叙述的厚重感，令我心向往之，很想效仿。在那本 《土星之环》中，塞巴尔德漫步于东英吉利乡间小路上，这片乡村环绕着他执教的大学。故事在原野风景中闪烁，而他将其逐一拾取。文学学者或许会称之为“心理地理学”，而通过细胞来讲述大脑的故事，或许就像是一种在我和他人的回忆中漫步的过程。
脑细胞的故事与描述它们的那些人紧密交织。这并不是科学文化通常的演化方式，也不是当下讲述科学史的主流方式，在这里，脑细胞的个性与故事是在与不同观察者的互动中被逐步揭示和塑造的，他们的个人经历为这些故事注入了鲜活的生命力。其中有碰撞（冲突）与相遇：年轻且对显微镜充满热情的、求知欲旺盛的北极探险家弗里乔夫·南森（Fridtjof Nansen，1861—1930），遇到了勤奋好学的匈牙利人伊斯特万·阿帕西（Istvan Apáthy，1863—1922），后者耗费了整整 12 年才将自己的研究成果公之于众。还有些科学家英年早逝，他们的故事戛然而止：恩里 科·塞雷尼（Enrico Sereni，1900—1931），他渴望突破与成就，也深知时间的紧迫无情；奥托·戴特斯（Otto Deiters，1834—1863），他罹患伤寒、经济拮据，却早在其他人宣布发现之前就已经触及了神经元学说的边缘；数学家沃尔特·皮茨（Walter Pitts，1923—1969），他15岁时便无家可归，尽管处于人工智能革命的核心，却在20多岁时放弃了自己 的工作，在生命的最后10年里沉迷于书本和酒精。还有两次世界大战，它们改变了许多年轻科学家的道路与理想，将他们推向了全新的神经科学领域，弗朗西斯·克里克（Francis Crick，1916—2004）、沃伦·麦卡洛克（Warren McCulloch，1898—1969）、 埃德加·阿 德里安（Edgar Adrian，1889—1977）都是代表性人物。
故事很重要。那些因叙事风向而立于历史反面的神经科学先驱们，往往会发现自己的声誉受损，声音也被淹没，例如阿帕西、约瑟夫·冯·格拉克（Joseph von Gerlach，1820—1896）和卡米洛·高尔基（Camillo Golgi，1843—1926），尽管正是他们发现的技术手段预示了现代神经科学的到来。而那些并非先驱或原创思想家的讲述者，却因讲了一个引人入胜的故事、创造了一个崭新的术语或描绘出一幅动人的画面，而在世界上产生了巨大的影响，尽管这些影响未被充分认可。巴尔的摩的卢埃利 斯·巴克（Lewellys Barker，1867—1943）和柏林的海因里希·瓦尔德耶 （Heinrich Waldeyer，1836—1921）就是这样的讲述者，他们共同创造了“神经元”这个词，以及那幅我们都能一眼认出来的脑细胞图像。
地点同样重要。太多的故事发生在 20 世纪初剑桥大学那些潮湿的地下实验室里，以及更具影响力的安东·多恩动物学研究所（该所于 1872 年创立于那不勒斯，是海洋生物学的研究圣地）。我知道，在将来的某个时刻，我会访问那些地方，因为我感到非去不可。那时我能否感受到理查德·格雷戈里（Richard Gregory，1923—2010）、约翰·扎卡里·杨（John Zachary Young，1907—1997）、塞雷尼、南森、阿帕西等先辈的魂灵？我几乎能想象到那不勒斯湾的阳光洒在我的脸上，我随着海浪轻轻摇摆，向水中抛下捕捉桡足类动物的小网。这个关于我将抵达何处的梦，这些在我之前的科学家们编织的故事，以及我将要向你们讲述的故事，都在不断将我引向那神秘而美丽的脑细胞。
细胞 1 浦肯野细胞
从它开始，我们第一次意识到：
思想，有方向，也有形状。
它是神经元中最优雅的一种：像扇面，也像树冠，静静伸展在小脑中。
它不发明思想，却管理节奏、预测错误，是你知道“踩早了”还是“慢半拍”的关键。
它也曾是一场世纪之争的中心―― 卡哈尔靠它推翻了“脑是连续体”的旧观念。
完全平坦的浦肯野细胞的正视图
假如将平坦的浦肯野细胞旋转 90 度，它几乎会从视野中消失。它的树突呈优美的弧形并不 断分支，从胞体发出，向上朝小脑表面延伸。其轴突则向下延伸，超出了图示的范围，本 图中可见的是轴突在靠近胞体处发出的一个短分支。当初扬·浦肯野首次观察到这些脑细胞 时，受技术所限，他只看到了大的圆形胞体和树突底部粗壮的主干。
从一个学生成长为一位科学家的漫长旅程，可谓一场特殊的成年礼。这是一种研究型学徒制度，涉及产出一篇博士论文，并且整篇论文都必须建立在学生个人研究成果的基础之上。这听起来既威严又学术，尽管撰写博士论文的大部分时间里，作者都在跟图书馆和学术期刊打交道，但它时常被人忽略的一部分是：作者需要努力掌握应对重复性枯燥工作的策略，并学会在最不起眼的成就中寻找兴奋点和奖赏。这也是一场“个人的艰苦跋涉”。大多数经历过它的人都曾体验过深刻的孤独、沮丧与愤怒，这些负面情绪远远超过了偶尔收获的意外欢愉与兴奋。在黑暗中与脑细胞为伴，正是我最孤独的时刻。
我花了 4 年的时间坐在一片投影光线前，追踪着那些我用显微镜和照相机拍摄到的脑细胞的形态，将它们的轮廓拼到一起。将散落的点连成清晰的分支，直到一个完整的细胞显现出来，我对数百个脑细胞重复了这一过程。在此期间，我经历了一种令人不安的超现实感，仿佛世界上 只剩下我、那片光池和一台收音机，收音机正播放着第一次海湾战争的新闻报道。
光学定律已经决定了我必将花费一生中的大部分时间，通过观察针对同一份脑细胞样本拍摄的一系列底片，拼合出它的完整图像，因为每张底片中都只有小部分区域是清晰对焦的。这是观察显微镜下的世界时无法避免的结果。镜头的精度和分辨率越高，其景深（清晰成像的垂直范围）就越窄，任何高出或者低于这个极窄焦平面的观察对象都会消失于一片模糊中，也即“失焦”。要想在显微镜下重建一个有深度的场景，就需要捕捉多个光学切片的图像，将它们拼合起来，从而构建出一个如浮雕般清晰、立体的隐秘世界。如果一个脑细胞在三维空间内延展，那么捕捉它所有的细节需要用到几十甚至上百张图像。
这些光学定律已经被证明极其有用。通过清晰聚焦的光学切片，我们能重建显微世界的三维结构。这种方法的首次应用是在19世纪80年代末，当时瑞士医生阿道夫·齐格勒与德国胚胎学家威廉·希斯展开了合作。他们一起将青蛙、小鸡和人类胚胎的一系列切片轮廓图转移到薄蜡片上。然后，他们根据之前描绘的轮廓图修剪蜡片，使两者互相匹配，再按照原始切片的排列方式将它们层叠在一起。在这些蜡片以正确的顺序组装起来，粗糙的边缘被打磨成无缝的表面后，一个被放大了数百倍的三维胚胎模型便诞生了。这些胚胎模型大到可以用双手捧住，便于研究人员传递。齐格勒制作的这种模型随后在全球的解剖学教研室中得到了广泛应用。时至今日，你仍然可以在解剖学教室里那些布满灰尘的架子上找到它们，当然如今已很少有人再使用这种模型。很大程度上来说，这是科学史上一座未被充分认可和颂扬的里程碑。
希斯和齐格勒的蜡片技术比人们今天采用的技术早了一百年。如今，光学切片取代了蜡片，从显微镜图像到磁共振成像（MRI）扫描，这些光学切片的数据被输入计算机，用于生成各种数字三维图像模型。在生物医学成像领域，构成“体积”或“图像集”的三维像素，堪称该领域的“硬通货”。即使是重建毫米级的一小块脑组织，也需要占用高达数太字节 （TB）的存储空间。
在那段于黑暗中工作的日子里，我手绘细胞图的方式，还要等上好几年才会被这些数字化创新取代。我只能使用老式的赛璐珞胶片来捕捉碎片化的细胞图像。谢天谢地，我感兴趣的脑细胞都是扁平的，可即便如此，我还是对其厚度感到担忧。任何不够平坦的部分都意味着我需要用眼睛多扫描数倍的图像。我的每一张底片都只能捕捉到薄薄一层切片中脑细胞的一个片段，其余部分都是模糊不清的。我会把一张底片滑入适当的位置，使其投影的图像落在一张A4 纸上。在仔细审视这幅投影时，我注意到那些分明的黑色边缘对应着细胞最亮、最清晰的轮廓。我会用笔将这部分描摹下来，而忽略掉其余模糊的区域：也许只是一条短线、一个分叉，或是一根极其细微的旁支，它们都是某一张底片提供的唯一清晰信息。描完后我就更换底片，把目光转移到下一个焦平面。
在我看来，整套流程从摄影开始，到冲洗底片并将胶卷装入放大机，再到细致入微的绘图，似乎都有一种令人安心的客观感。相比之下，早期的显微镜学家们必须一边通过单目显微镜向下观察，一边画出所看到的景象。他们一只手作画，另一只手则调整焦距。他们沿着垂直的焦平面上下移动，在脑海中拼合图像，并用自由手绘的方式画下，而我则通过精细的描图来完成。
我的方法更加机械，也更为客观。我曾经跟自己打赌，假如使用同一个细胞的同一套底片去重复我这套工作流程，我一定能一次又一次地绘制 出相同的图片。
然而事实并非如此。有好几次，我都发现自己无意中把同一个脑细胞重复绘制了两遍，用的是相同的一套底片、相同的光线，却得到了两幅略有差异的图像。在纸张的轻微挪动间，在笔尖的轻颤中，在猜测一片模糊中两个清晰的点该如何连接时，在描画不断增粗的枝条和最微小树突棘的笔触里，某种主观性悄然渗入了我的画法。想象力成了我工作流程中不可或缺的一环。
那么，哪一幅画才是正确的呢？通过练习，我的画作变得越来越具有说服力，越来越贴近事实。我意识到，它们不仅包含了一点艺术发挥，更形成了一种独特的艺术风格。
当你本质上只是在描摹轮廓时，“艺术风格”意味着什么？当你一遍又一遍地描绘脑细胞后，总有某种东西会悄然融入你运笔的手部动作中。 它们生长的那股能量似乎传递到了图纸上，为这些线条注入生命。我能够一眼就分辨出一幅画是不是二手的，即是否由专业的插画师从别处临摹而来。那种画作的笔触和构图都缺乏生机，丧失了与形态之间那直觉般的共鸣。绘画就是认知。正因为如此，绘画才成为神经元学说发展的核心。在这门学科的心脏深处，蕴藏着艺术。
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