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[分享] 想以后研究神经科学(脑科学),需要从哪方面开始准备?

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回浦水货 发表于 2020-11-26 22:56:46 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
想以后研究神经科学(脑科学),需要从哪方面开始准备?


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精彩评论11

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沙发
michaelle 发表于 2020-11-26 22:57:04 | 只看该作者
 
太长不看版

一、神经科学/脑科学简介

研究心智和神经系统的科学,具有高度的学科交叉性。
二、高考专业填报

    如果有人说只能填生物和医学,那Ta是在卖萌;理学、经济学、医学及一些工科等专业本科生在继续攻读神经科学硕士和博士的道路上不会受到专业限制;选专业时不建议限制在神经科学/脑科学领域,最好能对自己的能力和兴趣有全面深刻的认识,做好生涯规划。
三、技能与品质

    除了其他答主提到的“英语、统计、生物、心理、计算机、数学、物理”等专业知识外,信息检索、写报告和做报告也是居家必备;技能不是学好了再用,而是实践出真知;优秀科研品质的重要性不亚于熟练科研技能,而且能在更长的人生阶段中发挥积极作用。
四、就业前景

考虑到全球科研环境在优化,包括神经科学/脑科学专业内的研究生们的就业前景也会向多元的方向良性发展,最好能在这样的背景下思考自己的职业生涯规划。
五、相关资讯与学习资源

可以在高中、本科期间利用好学习资源对神经科学/脑科学有一些初步的了解,有能力的同学建议进入实验室感受真正的前沿科研。
    神经科学/脑科学研究机构概览书籍推荐课程资源知乎用户及知乎专栏推荐


一、什么是神经科学(脑科学)?

参考维基百科的定义:
神经科学(Neuroscience)
神经科学(英语:neuroscience),又称神经生物学,是专门研究神经系统的结构、功能、发育、演化、遗传学、生物化学、生理学、药理学及病理学的一门科学。对行为及学习的研究都是神经科学的分支。
脑科学没有找到相关词条,以下考虑认知科学(Cognitive science)
认知科学,是一门研究信息如何在大脑中形成以及转录过程的交叉学科。它研究何为认知、认知有何用途以及它如何工作,研究信息如何表现为感觉、语言、注意、推理和情感。其研究领域包括心理学、哲学、人工智能、神经科学、学习、语言学、人类学、社会学和教育学。其研究相当广泛的层次中的认知现象,从低层次的学习和决策机制,到高层次的逻辑和策划能力,以及脑部神经环路。
我们之前写过一篇简介,主要关注神经科学,供参考:
Arthur-D:学神经科学的是哪儿想不开?|A brief introduction to Neuroscience

二、我要填报什么专业?

首先我们先回答:我不能报什么专业?
来看看神经所的导师们都是什么本科背景(专业不详以更高学位为准)。截至2020年3月16日,中科院神经所共有博士生导师38位,其中:
 第1张图片 考虑到在我国学科分类中,与神经相关的专业只有生物学下的神经生物学和临床医学下的神经病学,上图中扎堆的生物和医学背景也就不稀奇。但神经科学是个交叉学科,考虑到神经科学本身的发展,上图中的老师们读书那都是多少年前的事情了?现在的学生应该来自于更广的专业范围:据不完全统(瞎)计(猜),2019级神经所研究生的本科专业包括生物、医学、心理学、物理、数学、化学、电子、信息、计算机、经济学等。本人及同学共同的感觉是:本科毕业于生物、医学等“传统”专业的学生比例在下降(如果我之后能从招生老师手里拿到准确数据我再贴上来)。同时我估计这两年在全国遍地开花的人工智能学院也快要达到战场了。
所以如果有人说学神经科学只能本科选医学和生物,你就当他在卖萌好了。上述黑体加粗的专业的本科生在继续攻读硕士和博士学位时一般不受专业限制。


那下一个问题是,上面这么多专业,我选哪一个?
我们都说兴趣是最好的老师,所以认真考虑自己的兴趣是第一步。
我们参考知乎上的神经科学话题分类,将神经科学分为以下几个子领域:
    发育神经科学神经生理学神经解剖学认知神经科学神经物理学系统与计算神经科学
如果听着名字比较懵,复制粘贴,右转百度搜索框,敲回车,看完一两条应该就能有个初步认识。
事实上,考虑到神经科学的学科交叉,不同子领域之间的专业限制并不明显:
神经所前任所长现任学术主任蒲慕明先生本科毕业于台湾清华大学物理学系,研究生专业方向为生物物理,此后他的工作涉及了神经系统发育、突触可塑性、学习记忆、梦与睡眠、时间感知、意识与自我意识。
神经所严军老师,本科毕业复旦大学物理系,博士论文关注玻色爱因斯坦凝聚,博士后在北极做冬眠,现在在做昼夜节律和生物网络计算方面的工作。
神经所王凯老师,本科和硕士就读于清华大学电子工程系,博士期间从事光镊相关技术的研究,现在关注神经系统的光学成像。
如果你觉得上述老师都是非生物专业不能说明问题,那我们还有:
神经所梁智锋老师,本科毕业于复旦大学生物系,现在关注小动物核磁共振成像技术。
神经所杨天明老师,本科毕业于复旦大学生物化学系,现在在研究价值表征、概率编码和风险评估等抉择相关问题。
我想这些老师的例子充分说明:优秀的人不挑领域。高考填志愿并不会很大程度上影响你在神经科学/脑科学相关领域内做研究的天花板。与其关心怎么选专业对神经科学研究有益这种长远的话题,不如深入评估自己的能力和兴趣,并了解不同专业的就业前景,做好自己的生涯规划。
具体细节,@木棉959 有一个比较全全面的回答:
怎样正确地选择大学专业?三、技能与品质

已经有答主在这里做了很实用的介绍,我不再一一列举。不过我并不认为技能是学好了再用的,更实际的情况应当是实践中学习。神经科学需要掌握的实验技能和他的学科交叉程度一样广泛,就是本领域中德高望重的前辈也不是样样精通。考虑到学科交叉的特点,学习的成本和壁垒正在逐渐降低,研究生并没有必要全盘掌握所有技能。倒是不必担心书到用时方恨少,毕竟学海无涯,无知是常态。
关于品质,我每次遇到一个新老师,都会问“您觉得成为一个优秀的神经科学博士生需要有哪些品质?”所以相同的问题也可以拿去问你的老师。
另附Ben Barres 教授给刚入学的博士生提出的一些关于如何当好研究生的建议:
如何当好研究生丨BioArt特别推荐以及蒲慕明老师推荐的书籍《Advice to a young scientist》:
Advice to a Young Scientist如果不清楚如何获取这本书的电子版可以考虑加点文献检索和获取的技能,研究生必备。
(BTW,写报告和做报告的能力估计到研究生熬出头当了导师都还用得上。)
四、就业前景

翻开神经所毕业生去向,可以总结出以下就业方向:
    继续从事神经科学/脑科学相关研究:博士后-研究员/教授的经典模式;相关企事业单位:医院、生物医药研发、高新科技、高校或研究单位的行政职务等;自主创业:(暂不了解);科学杂志编辑:Science杂志编辑中有神经所毕业生;科学传播:右转b站关注“芳斯塔芙”
就如在第二部分所述:优秀的人不挑领域,自我评估和生涯规划是比专业选择本身更重要的问题,可能会从高中持续到研究生毕业甚至更长的人生阶段中。作为一名乐观主义者,我有这种盲目的自信认为全球科研环境在变好,研究生的就业前景也会向多元的方向良性发展。
五、相关资讯与学习资源

这个部分也许会持续更新,也可以在知乎关注类似问题获得更多推荐。
    神经科学/脑科学研究机构概览书籍推荐课程资源知乎用户及知乎专栏推荐


1、神经科学/脑科学研究机构概览
首先介绍师兄整理的一个分享神经科学(Neuroscience)心理学(Psychology)人工智能(Artificial Intelligence)心灵哲学(The philosophy of mind)等心智相关学科的信息的网站:
https://neuromoment.cn尤其是其中的“视野”-“实验室分类”,估计到博士毕业找博后都还能用得上;
然后是“家谱”Neurtree,其中可以找到绝大多数神经科学/脑科学相关研究人员的师承关系:
Neurotree最后是世界大学排名,神经科学/脑科学相关专业可以主要关注神经科学(Neuroscience)和心理学(Psychology)榜单。四大排名包括ARWU、QS、USNEWS和THE,其中USNEWS有单独的神经科学和行为的分类。


2、书籍推荐
科普类:
(1) The Future of the Brain,涉及到大脑的演化来源、发育过程、神经元网络功能运作、脑疾病与衰老、神经药物和神经调控技术等方面。神经所的尚春峰和许多两位老师翻译成了中文版:《大脑的未来》。我第一次读是大二暑假,总的来说不算很难。
The Future of the Brain大脑的未来(2)The Brain from Inside Out,浦老师前两天上课推荐的科普读物,目前没有中文版,很惭愧我现在还没开始读。
The Brain from Inside Out基础类:
(1)Psychology and life,心理学入门必备,中译本已经到第19版。津巴多教授曾因其卓越的斯坦福监狱实验而闻名世界。虽然自己是最开始写这本教材的人,但从16版之后就不再以第一作者自居,让贤给了Gerrig教授,是一位非常受人尊敬的老师。
Psychology and life心理学与生活(2)Neuroscience: Exploring the Brain,据豆瓣说是国际流行的神经科学本科教材,美国的布朗大学、明尼苏达大学等著名高校以此为教材。总的来说浅显易懂,且有中文版,尤其适合新手村玩家。
Neuroscience: Exploring the Brain神经科学--探索脑(3)Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind,每个领域都有自己的bible,这本也许是认知领域人手一本吧。我正在读,也有中文版,据说其中的翻译有些瑕疵,但是瑕不掩瑜。
Cognitive Neuroscience认知神经科学(4)Principles of Neurobiology,这本书我其实没读过,但是他作者是我恬不知耻地叫一声学长的骆利群老师,上次开介观脑图谱会议的时候我同学像追星一样追着老师要签名,那我就先放在这,日后拜读。
Principles of Neurobiology神经生物学原理进阶版:
(1)Principles of Neural Science,神经科学领域的圣经,我所在的神经所“神经生物学”课程指定教材,pdf足足有1761页,当初买实体书可能就是种情怀,现在上下两册就一直在书架上供着。上学期还能坚持每周跟着老师的进度看书,这学期就颓了,希望之后能捡起来。
Principles of Neural Science(2)Theoretical Neuroscience,我一个本科学数学的同学说已经看过了,据说是也是非常经典的一部作品,书的主页里还可以免费下载练习题用的数据和代码。等我把前面欠下的几本看完我就来啃这一本。
https://book.douban.com/subject/1774301/

3、课程资源
(1)浦老师神经科学讲座,对神经科学的研究生来说应该算是宝藏了,全方位提升我们对神经科学的理解,还指出了未来研究应当关注的重点与难点,老少皆宜。
 第2张图片 哔哩哔哩 ( ゜- ゜)つロ 乾杯~ Bilibili(2)Coursera上的Medical Neuroscience课程,别看他叫个Medical的名儿,实际上就是Fundamental Neuroscience,教授教课也是深入浅出清晰易懂。我们学习小组整理了学习中遇到的问题,希望能对大家有所帮助。
Medical Neuroscience神经科学1001问但是这门课程使用的教材Neuroscience真是让我一言难尽:Principles of Neural Science在逻辑和细节上都更出色,而这本书作为入门书籍却也不是那么友好。考虑到其不上不下的尴尬地位,我建议慎重选择此书,或许可以给基础已经很扎实的同学温故知新使用。
 第3张图片 建议慎重选择:Purves, Dale. 2018.Neuroscience.
(3)暑期学校
    神经所暑期学校。三年前的暑假前,我是一个一个懵懂无知的物理系本科生,两周的暑期学校后我虽然还是一知半解,但装X的素材倒是也多了不少(滑稽)。今年的报名还没有开始,如果我记得我就回来更新。IBRO-ICPBR Summer School of Primate Neurobiology。IBRO是国际脑科学协会 (International Brain Research Organization),ICPBR是隶属于神经所的国际灵长类研究中心(International Center for Primate Brain Research)。这个暑期学校主要是面对研究生和博士后,我去年本科刚毕业的时候上过,大概就听懂了段子。Methods in Computational Neuroscience。这也是个面向研究生和博士后的暑期学校,我大概做梦都在想去吧,但是每年就收24个人,老师建议我年级高一些再申请。但是!去不了不代表不能学,主页上有往年的课程材料和视频,要有条件我甚至想组织一个学习小组一起学。


4、知乎用户及知乎专栏推荐
推荐之前我想强调我的个人观点:看科普它不是学习,就当图个乐儿。
以下推荐有强烈个人偏好,请谨慎食用:
OwlLite
赵思家
东华君
脑人言
神经科学认知神经科学神经科学和人工智能原来大脑是这么工作的:神经科学学术笔记脑人言最后祝学习愉快。
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板凳
吾滴样边 发表于 2020-11-26 22:57:40 | 只看该作者
 
强答一发:脑科学是交叉学科,所以很多东西都得会一些知道一些。我在这个领域(混)很多年了,但还是觉得自己无知得像个白痴,不得不每天都学习新的知识和技能。我就个人体会罗列一些最基本的,只是抛砖引玉,还有很多我都不清楚,期待大牛补充。
1,英语。读写听说,越流利越好。不管是看文献,使用软件,学术交流,这都是必不可少的。不要问我为什么把英语摆在第一位——血泪啊!谁用谁知道。
2,统计学。应该和英语同等重视。1和2两项是主要的饭碗,但不是说只会这两样就可以做学术研究了。
3,生物学。特别是跟脑有关的解剖和功能。基因,生化什么的也得知道一些。
4,心理学。特别是做人类脑科学研究,心理学提供了大量的理论指引和行为数据支撑。你要是问学习心理学的哪一个领域——那就看你研究什么领域了,每一个领域都浩如瀚海。心理学和其他领域常有交叉,所以也可能需要进一步拓展知识。例如:你要研究人类决策的脑机制,那么神经经济学,行为经济学和经济心理学都得学。再如:你要是研究审美的神经活动,美学什么的总要知道一些吧。
5,计算机。你以为你是在研究人脑,实际上你和电脑打交道的时间更多一些(主要是软件),不管是搜素管理文献,设计实验编程序,收集数据分析结果,撰写报告文章申请基金。但某些领域可能需要你在硬件上有些功夫。
6,数学。高等数学和线性代数是基础——只是基础,要学的还很多。
7,物理。少年,我把物理写在最后不是因为它最不重要,而是因为它最高深,需要在前面扎实的基础上才能体现出来。前沿的脑科学研究发现常常有赖于最新物理概念的渗入,以及物理学理论实践为依托的新技术的应用。


就想到这么多,以上。
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地板
FANTAOHAPPY 发表于 2020-11-26 22:58:05 | 只看该作者
 
可以先从这个看起

https://www.zhihu.com/question/24939268/answer/250267797
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5#
平等思想 发表于 2020-11-26 22:58:30 | 只看该作者
 
可以看一眼石大佬的回答。
神经科学入门有哪些学习资源? - 知乎顺便安利一波brainbee竞赛。
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6#
红枫1978 发表于 2020-11-26 22:58:57 | 只看该作者
 
不知道题主想从事的是分子/细胞神经生物学 (molecular/cellular neuroscience)+神经病学(neurology)还是系统/计算神经生物学(systems/computational neuroscience),这两个大类所需要的技能非常不同。题主提到脑科学,所以我姑且认为题主想从事的是后者。作为一个本科学分子细胞,研究生在老鼠身上做systems neuroscience的人,我主要提两点别人没提到的,特别是如果题主想从事systems neuroscience的话:
    学习electronics。要能会用Arduino一类的microcontroller build一个project,并能用C/C++写控制程序。原因在于你在做研究时需要自主设计给老鼠/果蝇做的任务,并搭建行为学平台。一个好的行为学平台需要自动化,并和采集的神经元活动信息有同步互动。所以我非常推荐题主买一个Arduino starter kit,淘宝上应该很多也很便宜,然后照着里面的教程多玩玩。如果还想再进阶,可以试着用Eagle设计一个自己的印刷电路板(PCB),这个技能会在你以后需要建一个非常复杂的系统的时候用得到(可以想象,没有PCB就会出现到处是飞线的景象)。熟练掌握一门高级编程语言,如Python、MatLab,主要训练数据分析(data analysis)和数据可视化(data visualization)两门技能。这些在你将来研究中要分析数据时都会用得到。如果你有打算做机器学习,可以把Python作为首选语言。
看paper,看书什么的倒都在其次,如果进入一个neuroscience training program的话,第一学年上的课足以帮你补足背景知识。但是我说到的这两个技能,是应该尽早学习的。
注:我在回答的时候假定题主是一个理科本科生,上过现代生物科学导论等课程,想着以后要搞神经研究,那么可以按我说的这两条来准备。如果题主是高中生的话,我说的那两条没有太大意义,还是努力高考考个好学校然后按专业培养方案一步一步稳扎稳打吧。很遗憾我没法建议你选哪个专业,因为神经科学吸纳各个专业的人才,数学物理计算机化学生物都可以,只要对生物学科有基本的了解(我听说本系曾经有一个数学背景的学生来读博,在第一年上神经科学基础课时非常痛苦,然后退出的)。
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7#
q2439281435 发表于 2020-11-26 22:59:25 | 只看该作者
 
强行答一波吧。看性质,是做科研还是纯粹的爱好。科研的话,还是要关注神经科学领域的顶级大佬们的成果。这些题主后续有需求我再做叙述。还有就是纯粹兴趣的话,单纯的大类心理学呀,生物学呀,计算机呀等太大太笼统,主要还是读书看文献,人物、文献太多,老规矩,有需求我再做叙述。but,请一定不要忽略Eccles。
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8#
张溪松 发表于 2020-11-26 22:59:47 | 只看该作者
 
学生物,转向认知神经科学就行了~
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9#
保利开发商 发表于 2020-11-26 23:00:40 | 只看该作者
 
高考考高点,然后专业选临床医学。考研选择神经外科或者神经内科。
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10#
汪汪叫的猫 发表于 2020-11-26 23:01:22 | 只看该作者
 
其实学计算机的来读神经生物的研很吃香,比如脑机接口神经网络方面都是很依赖编程的
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