為什么本科教育有神經科學專業的很少?
首先你要弄清楚的是,對大腦的研究有太多種不同的層次和太多重的視角了。你必須問自己的一個問題是,當你在說“我對神經科學比較感興趣”時,你感興趣的究竟是什么問題。
你是對大腦的構造感興趣(神經元結構,神經網絡的物理化學原理),對大腦的工作機理感興趣(神經元如何編碼信息,各腦區之間是如何分工與協作的),還是對大腦能實現的功能感興趣(人如何習得語言,視覺系統如何輕松完成諸如人臉識別,情緒判斷這樣的復雜任務)?這上面的每一個子問題所涉及到的側重點都是不同的。
如果是對組成大腦的基本單元--神經元的性質感興趣,你需要在本科學習的知識是生物物理,化學和數學(你會學到離子通道是如何傳輸信號的,各種神經遞質的作用與功能,生化特性等等);而對這一塊兒知識講的比較好的書是:“From neuron to brain--神經生物學,從神經元到腦”。
如果你是對大腦各部分之間是如何協調互作感興趣的,那么你需要學習的是大腦的一些解剖學結構,以及大量的數據處理方法和手段。對神經科學感興趣的你大概聽說過fMRI,MEG,EEG等術語。這些是人類目前用于研究大腦的重要技術手段。當你通過各種方式取得了大腦的海量數據后,首先面臨的問題就是,我該如何去分析這些數據,如何從中挖掘出有價值的信息?要解決這個問題,你需要的是過硬的數據分析與建模能力,而習得這些,你最需要的是學習數學建模、統計學分析(machine learning是重中之重)。而通常,教給你這些的專業是數學系或者是統計系,或者是計算機科學系,都是乍一看和神經科學沒關系的系,但在這些系里學到的技能才是你要掌握研究神經科學所最需要的。同時,如何設計實驗來研究你想了解的具體問題,你需要學習的心理學里的實驗設計,不過這個只要上幾門實驗設計課就好了。推薦推薦perception as bayesian inference. visual neuroscience 和 elements of statistical learning.
如果你是對大腦能實現的功能感興趣,想知道如何自己創造一個系統來實現人能做到的事情,那么你需要去的專業就是人工智能了。有很多對人類輕而易舉的事,要讓計算機程序實現起來卻是困難萬分。比如人臉識別,你能輕松認出不同發型,不同表情,不同光照下的同一個人,但試想下,這是怎樣做到的?如何從千萬個像素中抽取出某個人的表征?這些信息如何被加工處理?同樣神奇的還有人類的語言習得。人類嬰兒能輕松習得語言中的語法規則,但如何教會一個機器去理解一段語音所包含的意思?它怎樣才能知道在什么地方斷句,哪些詞在一起構成什么意思?如果你想逆向的讓機器完成大腦所能完成和處理的任務,那么,你需要的是machine learning,statistical learning的知識,選擇數學或者計算機作為專業都是不錯的開始。自己去找找computer vision,artificial intelligence方面的書看看,推薦natural image statistics。
嚴格的來說,我覺得“本科教育有神經科學專業的很少”是個偽命題。以美國的大學為例,隨便google一下neuroscience, undergraduate programs, 就能搜到諸如brown university,MIT,UCLA,USC,UCSD,UIUC等名校的neuroscience program,不可謂不多。
但需要注意的是,大多數neuroscience program的側重點主要集中在大腦的生物學層面的研究上,但你在選擇之前有必要弄清楚你感興趣的是否是這個角度的研究。
我的建議是不要把自己限定死在這一個視角下,多接觸一下不同視角的研究方法再確定自己喜歡什么會更理性。從這個角度說,以下兩所學校提供的交叉專業或許你會更感興趣的。
1. MIT brain + coginition science. http://bcs.mit.edu/academics/undergrad.htmloption
2. UCSD. coginitive science. UCSD Cognitive Science
順便說一句,了解一個專業與你的興趣有多對口,最好的方法是去看看它的課程設置。
比如,UCSD coginitive science的本科課程里有這些課程,都是很拓展思路并且讓你對領域有一個全面了解的。
Introduction to Cognitive Sci
An Introduction to Computing
Minds & Brains
Design & Analysis of Expermnts
Uncensored Intro. to Language
Neurobiology of Cognition
Cognitive Neuroscience
From Sleep to Attention
The Developing Mind
The Neuropsychological Basis of Alternate States of Consciousness
Statistical Inference and Data Analysis
大腦是人類認知范圍內最復雜的系統之一,需要來自于各個學科的知識,數學,物理,化學,計算機,心理學,哲學等等。選擇一個專業,只是一個開始,你必須隨時去主動的了解你想要研究的問題還需要你掌握哪些方面的技能,缺啥就補啥,跨專業的選課和自學都可以。
至于未來的就業前景,如果你對科研有興趣,自然是去大學或者研究機構找教職;如果經過本科的學習后你發現神經科學的研究不是你的菜,但你在本科期間掌握了扎實的數學建模和計算機編程基礎,那么歡迎你帶著碼農的技能和訓練有素的邏輯頭腦去industry闖蕩。最怕的就是本科期間只學了只能在非常狹窄的一個小科研領域用到的技能(比如給猴子插電極,給細胞染色,或者是膜片鉗技術,或者是各種細胞生物學的protocal),但自身的思考能力與數學素養止步不前,而最后又對科研不感興趣,那就杯具了。。
題主在關注國外的本科,那么應該是現在還在上高中吧。能提前對未來的專業有思考,做survey是非常值得鼓勵的,很多時候你以為自己喜歡一個學科,喜歡一些問題的時候,你喜歡的只是你想象中它的樣子,只有真正去深入了解后再做出的判斷,才是不會讓自己后悔的。bless!