脑科学的重要科学问题：先天与后天哪个更重要

承现峻教授曾经在TED做过一个非常出色的科普演讲，介绍大脑连接组的研究，开场时他自嘲，大脑如此复杂，让人忍不住产生疑问：这难道是我们穷极一生可以理解的吗？不错，我们虽然知道大脑是基于基本物理与化学原理组成的，却对大脑如何能够准确地区分与储存海量信息，以及能同时进行思考与抉择等高级认知行为的机制仍知之甚少。在本书中，承现峻教授提出，只要我们全面地了解了大脑中神经元的连接，就可以得知我们大脑储存信息的方式、思维模式甚至如何产生深邃的思想。事实是否真的如此？

让我们简单讨论一下书中的一些主要科学观点。首先，作者认为人的大脑组成不仅仅被基因组决定，更被连接组决定。这是生物学界一个非常重要的争论——nature vs nurture：究竟是先天还是后天的因素决定了人的方方面面，包括大脑的功能等？基因组代表先天因素（nature），从父母遗传而来，很难轻易改变，而连接组象征后天因素（nurture），是我们在这个纷繁芜杂的世界中经过无数外界信息塑造后的大脑。

在这个问题上，并非说基因组和连接组就一定是“东风和西风谁压倒谁”的问题，而是在何种层次上相互协调、贡献大脑功能的问题。人类大脑的神经网络大都是在出生后，由环境提供的信息塑造而成的。基因提供了神经网络构建所需的材料，而环境是塑造每个人独一无二的神经网络的建筑师。在成年人的大脑中，虽然神经网络已经基本定型，但是基因组仍在提供一些材料，使大脑的神经连接仍有可塑性，可以通过学习，改变神经连接的传导、处理信息的效率和局部的突触结构。人类在进行学习与认知活动时，大脑中的电信号就会激活神经元，将许多基因打开或关闭，改变神经元功能相关蛋白质的水平，使神经元的放电特性和神经元之间的连接点（突触）的传递效率产生长期性的变化。因此从这个角度上讲，连接组建筑在基因组之上，神经网络的架构反映了大脑的智力。

作者承现峻还认为，全面了解大脑的神经元连接组，我们就可以了解大脑的奥秘。根据前文所说，我们知道所谓大脑连接组，其实是个支撑动态脑活动的基本结构，在我们的大脑接收并处理了外界信息之后，神经元之间的突触可能就会发生改变，长期的变化就代表了我们记忆的储存。电活动再度激活这些突触，就反映了记忆的提取。解析出大脑的网络连接结构，只是理解大脑工作原理的一小步。进一步来说，活体中的神经网络具有大量的动态信息（电活动），真正解码并理解这些电信息的意义和功能，才能理解大脑的工作原理。所以，假设如承现峻教授所说将大脑深度冷冻，保存连接组的结构，那么由于我们不能保存活体时的电活动，没有动态脑活动的信息，所以能否从连接组的分析中洞察出神经网络的工作原理，还是未知数。