Odolfo Llinás 出身于一个医生世家；他的家族中有四代医生。但这位医生兼科学家的健康和疾病见解来自于研究大脑中一些最小的结构：神经元壁上仅有10纳米宽的微小通道。Llinás 探究神经细胞如何利用这些通道来管理和传递电信号。教科书说，在神经元中，细胞一端的电或化学输入会激发一个动作电位（快速的电压变化），该电位沿着细胞脉冲并激活另一端的连接。Llinás 发现，这种简单的解释忽略了神经元实际所做的大部分工作。除了这些事件，神经元还进行着持续的低水平电通信，一种内在的“闲聊”。在1980年代，Llinás 还证明了
神经元不仅对信息做出反应，还会建立自己的节律活动。神经元群会一起振荡，他认为这些波动的变化是感知、注意力和意识本身的根本。
在纽约大学的实验室里，Llinás 向《发现》杂志描述了他对大脑的非传统看法，这种看法强调频率、时间和连贯性，与解剖学和神经化学同样重要。从他的角度来看，思考和感知始于头部内部，始于受外部信息调节的电混响。Llinás 版的大脑不是一个输入-输出机器，它不是被动反应的。内部活动是万物之源：我们都真正地生活在自己的头脑中。
《发现》：人们通常认为大脑是外部世界的镜像。你反驳说它具有内在功能。这两种观点有什么区别？
Odolfo Llinás：从历史上看，人们一直将大脑视为一种计算机。以视觉为例：光线照射视网膜，信号传到大脑中央的丘脑，然后到大脑皮层或大脑外层，依此类推。某种程度上，这种信息的转化会触发内部事件，这些事件又转化为主观性，转化为视觉感知。这就是反射学观点。
另一种看待大脑的完全不同的方式是：它进化是为了实现智能运动。所有能移动的多细胞实体都有大脑。为了让运动不危险，你必须能够预测。如果你要跳跃，你必须对哪个方向最有利有一个大致的了解。大脑的进化是为了形成外部世界的图像，以便身体能够移动。这就是所谓的内在观点。
这种内在观点如何改变我们对大脑运作方式的看法？
OL：反射学观点和内在观点之间的区别是根本性的。在内在观点中，感觉系统所做的就是修改一个预先存在的、功能性事件。几乎就像心脏一样。你可以让它跳得更快或更慢，但让心脏跳动并非是外部世界。心脏是内在跳动的。大脑也是如此，它内在运作。这就是你计划、思考、写作的方式。一切都源于内在。
换句话说，这听起来可能有些奇怪，大脑是一个做梦的装置。你以两种不同的方式做梦。当你醒着的时候，你的梦受到感官的调节。当你睡着的时候，你的感官不工作，所以你的大脑可以做它自己的事情。意识是一种梦境般的状态，受到感官的调节。
这与我们通常认为的大脑，即一个主要目的是对新信息做出反应的设备，是完全不同的。
OL：我有一个关于这方面的故事。我在波哥大上医学院的时候，在课堂上问了一个问题：天生失明的人会做梦吗？我的精神病学教授给了我一封介绍信，让我去一家盲人收容所。在那里，我遇到一个19岁的男人，和我年龄一样。他没有眼睛，只有空空的眼眶。我问他，当你睡着的时候，你会做梦吗？他说，当然会。我问，你梦到什么？他说：我当然梦到我的生活。比如，我梦到我起床，那里有我的洗脸盆，我洗漱，我穿衣服，我的衣服在椅子上，我的盲文书在那里，我向右出门。天气很好，阳光灿烂，我能感觉到阳光照在我的脸上。
然后我请他画出他认为他周围环境的样子。他画出了所有正确的角度。他对外部世界有一个图像。
我感到很惊讶。我预料到会是这样，但没想到是这种程度。然后他告诉我一些完全改变我生活的话。他说，你们的问题在于你们有眼睛，所以你们以为可以用眼睛“看”。
这很有道理，非常明显。系统利用它所拥有的，因为它内部已经拥有一切。
那么，当我们做梦时，几乎完全与世隔绝，发生了什么？
OL：如果你观察一个做梦人的大脑活动，你会发现活动并不发生在视觉皮层。它发生在联络皮层，那是复杂的心理处理发生的地方。你在梦中听到、思考和看到的东西不需要初级皮层输入。你的额叶处于断开状态。做梦是感官的狂欢，有来自记忆的东西，也有被创造出来的东西。
那么，做梦的目的是什么呢？
OL：我这样解释。我的一名学生进来问我一些事情。我很快回答了，然后继续忙自己的事。后来到了下午，我突然对自己说，天哪。我错了，我告诉那个人错误的事情了。我找到那个问我的学生，他问我，你一直在思考这件事吗？不，我没有。我正忙自己的事情，突然意识到我错了。在任何特定时间，都有不止一个思维过程在进行，其中一些比另一些更快地找到解决方案。一天结束时，你有很多未完成的计算。你必须把它清零，摆脱所有这些东西。入睡非常重要，做梦也非常重要。如果人们被允许睡觉但不允许做梦，他们就会产生幻觉。系统会被部分解决的问题淹没。终止思维——走到尽头——就是这个意思。
你最重要的发现之一是神经元的电荷会周期性地变化，以特定的节律上下波动。这里发生了什么，为什么它很重要？
我们多年前发现神经元具有内在振荡。细胞几乎是一个完美的振荡器：细胞膜的电位以平滑的节律上下波动。如果它们电偶联，细胞群会以相同的节律振荡。在下橄榄核和小脑，这两个参与运动协调的脑区，系统以10赫兹（每秒循环次数）振荡。这些特定的细胞会在整个神经系统中触发时间同步。有趣的是，这种振荡在所有脊椎动物中都存在，并且在无脊椎动物中也非常相似。它是基础性的。广义上说，我们都以10赫兹的速度运动。
这张图的另一大部分是对现实的感知，它发生在一个更高的频率：40赫兹，被称为伽马波段。
这很奇怪：为什么我们以比我们可能移动的速度更快的速度感知世界？
OL：诀窍在于足够快地形成外部世界的图像，以便能够预测下一步。对正在发生的事情的测量必须比我要做的事情更快。例如，如果我正在拳击，我必须在拳头袭来时躲开并反击。为了做到这一点，我必须弄清楚拳头移动的速度有多快，以及何时反击。
妙就妙在，视觉、听觉、嗅觉、味觉以及所有其他感知都在伽马波段运行，因此我们的感官始终领先于我们的动作。
你研究的是移动离子，从而在神经元内外移动电荷的微小通道。为什么采取如此微观的视角？
OL：我本质上是一名细胞生理学家。我非常认真地问自己，我必须拥有什么水平的知识才能理解神经元？我清楚地认识到我必须理解通道，因为神经元的活动是由允许离子通过的通道激活产生的。如果你想了解某件事，你必须至少从大小尺度的上下两个数量级来理解它。
你的大部分研究都集中在丘脑上，它被认为是大脑的感官中继站。你为什么认为它很重要？
OL：基本想法是信息从眼睛传到丘脑，然后传到皮层，我们实际上是用皮层来看的。我认为根本不是这样。认知不是皮层事件。它发生在一个更基础的层面。丘脑和皮层之间的连接总是活跃的——丘脑皮层系统一直在“对话”。当你看到东西时，你所做的只是修改那个系统的循环活动。
根据标准模型，大脑皮层是所有复杂思维发生的地方。在所有这些反复过程中，丘脑做了什么？
OL：丘脑有一个外侧部分，主要负责感觉；还有一个内侧部分，主要负责觉醒和注意力。在任何特定时间，只有那些同时振荡的系统才能产生认知。如果你走在街上，掉了一些东西并弯腰去捡，有人可能会从你口袋里偷走你的钱包，你却感觉不到。当然，感觉系统感觉到了，但你没有。你没有注意。神经系统会过滤。它只允许与你正在思考的上下文一致的信息进入。
感觉信息——告诉你发生了什么事的输入——会传到丘脑背侧。丘脑中央部分负责注意。只有当两者同时振荡时，你才会意识到周围发生的一切。你需要两者同时工作。这就是它的运作方式。
这就是我们沉浸在思想中，然后突然回到现实世界时发生的事情吗？
OL：当你醒着的时候，系统不是在持续观察就是在持续思考。所以一个人可以看着拥挤的港口，让信息进来，或者一个人可以思考一些不相关的问题。同时做这两件事非常困难，但你可以很快地来回切换。如果你正在思考某事，突然发生爆炸，你必须能够停止思考并开始逃跑。
我给你一个可爱的例子，来自我的好友[作家]加布里埃尔·加西亚·马尔克斯。他在一个双层房间里写作，一个房间在另一个房间里面。他走进房间，他的脑海里开始发生事情，他把它们写下来。他小说里的人物会出现在他的脑海里。双层房间是因为他不想被打扰。如果有人敲门，他脑海里的所有人物都会消失。所以在这里，如果有人敲门，他只能微弱地听到。他有时间把所有东西都收起来。这需要几分钟。
所以丘脑是大脑中决定我们是有意识并集中注意力，还是心不在焉、沉浸在思想中的部分？
OL：你所认为的自我——有意识的“我”——只是大脑的一种功能状态。我们所处的这种大脑功能状态，是当你使丘脑细胞去极化，膜电位变得不那么负时所发生的情况。在这些情况下，丘脑倾向于以特定频率，即伽马波段频率放电。一旦你入睡，那个系统就会消失，然后你也会消失——你的希望、你的恐惧、你的存在本身。那个系统就不复存在了。
所以丘脑同时拥有感受和不感受的能力。作为一名科学家，我不认为“心智”是一个独立的实体。它只是大脑的运作。
那么大脑皮层，这个所谓的意识所在地——你是说它不重要吗？
OL：不，它非常重要。它让你在感知中获得颗粒度。它是丘脑的CPU。但如果没有丘脑，这一切都毫无意义。
你认为许多神经系统疾病是丘脑和大脑皮层之间这些节奏不同步的结果。这是如何运作的？
OL：为了保持意识，你的丘脑神经元必须处于去极化状态，产生高频伽马波段振荡，驱动循环的丘脑皮层活动，从而产生外部世界的图像。当丘脑神经元处于超极化状态时，意味着它们的电位比平时更负，系统就会进入低频振荡。你就不再有意识了。系统正在清理门户。
在帕金森病患者中，人们观察到丘脑有低频振荡，就好像它睡着了。我们认为，帕金森病和其他疾病中的许多脑病理可能与丘脑的一部分进入睡眠状态，而其余部分仍然清醒有关。这就是丘脑皮层节律失调的观念。它简单地说，有些情况下丘脑皮层系统是清醒的，但其中某个特定部分以低频放电。如果丘脑的一部分以低频振荡，皮层系统基本上是不存在的。它处于睡眠状态。
这种失调的大脑节律会引起哪些问题？
OL：每种失律都会导致不同的神经系统疾病。帕金森病会导致运动启动困难。在皮层的其他部分，它会导致震颤。在听觉系统，你会耳聋，并患有耳鸣。
如果你碰巧在额叶皮层患有丘脑皮层节律失调，你就会患上精神分裂症。在另一个部分你会患上抑郁症，在其他部分，你会患上强迫症。我们实际上已经用MEG（脑磁图，通过电活动产生的磁场测量大脑活动）测量了这一点。我们可以看到大脑中与所谓负面症状相对应的部分存在低频活动，例如帕金森病患者运动启动困难。
这是一个相当惊人的说法：耳鸣、帕金森氏症和精神分裂症都源于同一种基本类型的大脑功能障碍。
OL：真正的问题是，除了这样，还能怎样呢？如果大脑的不同部分有不同的机制，大脑如何能成为一个整体？错误的是你思考大脑的方式。事实上，精神病学和神经学是同一回事。
几年前，我在纽约大学做了一个关于丘脑皮层节律失调的讲座。神经外科主任在听众席上。他非常直率。他说：好吧，那么。我有一个神经问题，我不会告诉你那是什么。你告诉我我有什么病。两周后，我们将举行另一场大会诊，你来告诉大家那是什么病。所以我们对他进行了脑磁图检查。我们在听觉皮层看到了最惊人的低频。同时放电的神经元数量巨大：他患有耳鸣。两周后，整个医学院的人都来了。我给他看了脑磁图的图片。我说，你患有低频耳鸣，主要在你的右侧。他很惊讶。
现在有许多实验室正在研究丘脑皮层节律失调。它如此简单。它从神经元的内在特性中自然而然地产生。
那么，你是说，把抑郁症看作是化学失衡，把帕金森病看作是多巴胺缺乏是错误的吗？
OL：在医学上我们说，病因是什么？病因就像扣动扳机。它触发了事件，但它只是扳机。它启动了一个过程，但如果没有子弹，就不会开火。这些解释也完全一样。帕金森病发生是因为大脑中一个叫做黑质的部分的细胞死亡，多巴胺减少。所以人们说，“帕金森病是多巴胺缺乏症。”等等。帕金森病是当你移除多巴胺后，神经系统的其余部分做出的反应。它是神经系统由于缺乏产生多巴胺的细胞而产生的异常反应。触发事件的原因必须与事件本身是什么分开。
你对大脑的描述听起来更像是一部交响乐，而不是一团肉。
OL：我想一个简单的解释是，大脑功能有点像音乐。音乐有时间、音高等等。如果我审视你的大脑内部，我发现的特性几乎是一样的。小时候，我完全沉迷于斯特拉文斯基和巴赫。当我的家人告诉我这些作曲家是俄罗斯人或德国人时，我感到很惊讶。我可能听不懂他们说什么，但我能立刻理解他们的音乐。音乐也能通过舞蹈告诉你如何移动。也许音乐是一种内置语言——一种大脑的机器语言。
我们能治疗这些节律失调吗？
OL：我们目前正在研究疼痛、耳鸣、精神疾病以及震颤等异常运动控制，关注丘脑皮层节律失调。我们正在进行临床试验，给人们服用阻断某些离子通道的药物，看看我们是否能帮助治疗这些疾病。
除了研究脑部疾病，你还在进行哪些其他研究？
OL：我们正在研究的另一个想法是一种不是数字而是模拟的计算机。海军想要一种能够快速移动并智能化的水下设备，所以我们提出了一种模拟系统。我们发现神经元的一些特性使得我们的系统能够非常快速地运行，比数字系统快得多。此外，我们的系统是过完备的，这意味着你可以损坏它的一部分，它仍然能工作——再次，就像一个真正的大脑。我们的模拟计算机由人造振荡神经元组成，由硅制成。它们改变电容。它们振荡并且可以非常快速地重置。每个都计算概率，所以如果你去掉一些，系统就不会那么准确，但它会继续工作。它更像生物学。
工程师们说必须是数字的，但最终我们用模拟系统把他们打得落花流水。我们测试后发现，它比基于数字的系统更快，更灵活。
你的房子里有一台巨大的41英寸望远镜，你还合著了一篇关于离子通道量子力学的论文。作为一名生物学家，你为什么对天文学和物理学如此感兴趣？
OL：这都是一个综合的故事，从非常基本的东西到更具体的东西。这与生物学的发展并无二致，你从一个细胞到一个能够思考的实体。正是这种趋向复杂性的方向如此美丽和重要。
你仍然在实验室工作，做实验，但你也被跨领域的宏大思想所吸引，无论是神经科学内部还是之外。为什么很少有科学家那样思考？
OL：理解我们是什么的本质应该是一个普遍的主题，但许多科学界人士主要对他们认为可以轻松解决的微小问题感兴趣。任何特定的知识点都可能很重要，但如果你不把它放在上下文中，你只是在收集邮票。
长期以来，提出假设并检验假设的能力一直受到轻视。思维方式是“给我事实”。但事实只有在能被置于某种语境中才有价值。而且有时事实根本不是事实。测量做得不好，或者基本假设是错误的。进步的唯一途径是证伪，提出可以被证明是错误的假设。
我担心的是，可以收集的知识可能是无限的，并不一定能带来理解。对我来说，目标应该是复杂之后的简单。没有上下文就没有知识。
[本文最初以“脑歌”为题发表于印刷版。]
