就读神经科学是一种怎么样的体验?

007

本人目前正在考虑大学选择专业的问题，对神经科学比较感兴趣，想知道学习神经科学是什么体验?
以及就业前景如何?最好国内国外情况都能说明一下。
谢谢大家。
原文地址：https://www.zhihu.com/question/42710235

清风寡欲

英国top2大三神经分支在读。
由于大三的上课模式过于魔性有点想在这里写日（duan）记（zi）。
<hr/>环路和系统神经科学

Introduction

最魔性的lecturer DP（不是dynamic programming），用他自己的话说，最depressing最pessimistic最nihilistic的课程介绍！
从大二motor systems就初见端倪的科研老愤青（这还能叫愤”青“吗？）
在开始上课前，为了之后写essay能有升华有批判，我决定在记笔记的时候把criticism用红色标记出来，于是这门课的画风就变成了这样：



大片大片大片的红色。。。

今天(2024.10.15)，这门课的老师，在一个给环路神经科学做简介的课上，把之前“看似”已经很了解的两项研究批判了一整节课。
他批判的是研究七鳃鳗运动环路2008年Kavli奖得主Sten Grillner
他举得例子：“我觉得Grillner之前研究里提出的环路里有两个神经元之间有链接非常奇怪，自己phd怎么做都做不出来，后来我去问了作者，作者说：‘因为通过计算机模拟发现这两个神经元之间没有链接就没发模拟神经放电的规律，我们就说这里有突触，电脑模拟也是experimental evidence！’（啊？）”
和研究海兔学习记忆的2000年诺奖得主Eric Kandel
他对与Kandel自己写的“A new intellectual framework for psychiatry” 表示嗤之以鼻并且说
“哇研究海兔促进研究精神病学可真是太有帮助啦！”
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2024.10.16，继续吐槽了genetic manipulation对于研究环路的缺点
(Gosgnach et al 2006)"A paper published on NATURE~~~"
在“很多审稿人并不好好看的”supplementary materials里说slight? modest? affect，因为他们敲了一个基因企图影响一种中间神经元其实让其他种类中间神经元也变化了
"THEY ARE CHANGING EVERYTHINGGG~~~"
他还阴阳怪气了Jeff Lichtman 对于connectomics的观点：

‘When a motif is observed ....it will signify a physiological process without the requirement of physiological analysis.’ (Lichtman 2013)

怎么能不需要physiological analysis呢？
（后面又阴阳怪气了lichtman的观点但是我还没看文章找到原话答主本人先持怀疑态度）
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要不是因为放录屏会有版权问题，我真的很想把那个神奇的语调和每次读到以下词汇都要阴阳怪气的片段放上来，他在自己的ppt也对以下词汇做了重点标记：
Causal, Understood, Demonstrated
当然他也有讲笑话的时候：
“想象一下用optogenetics治疗一个认为zf在操控人脑子的被迫害妄想症的精神病患者，你把病毒打到他们脑子里让他们停止胡思乱想。。。“
在听了很对他对学术界很多研究不完善（谁都知道不完善啊本科生也知道）的批判附带他个人对于花言巧语骗funding和学阀（？）的输出后
我感觉我不是在上课而是吃学术圈的瓜
可是我还要考试啊，有一种老瓜农上课给我们送了一堆瓜吃，考试考我们怎么种瓜的美感
Wiring System and Networks

换了个lecturer，一直在催我们看Kandel的书，真想看他和DP辩论，别让我们在学期末辩论课啊。
上课提到了很神奇的对于嗅觉信息处理的白化变化，（看完paper了来唠叨两句）
<hr/>神经科学实验方法

当我看到这门课有一半的课表长这样时我就知道大事不妙了：



为什么有这么多presentation啊啊啊啊

每周都在以老师只讲一个小时其他时间全都是学生自己做presentation组成的课
很好，使我锻炼自学和看文献
第一周：做了这篇文章的presentation
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867419306166?via%3Dihub貌似https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867419306166?via%3Dihub因为我负责讲了很多population analysis没有什么人问我问题
（加深生物医学学生数学不好的刻板印象）
<hr/>细胞和分子神经科学

看起来并不是很有乐子的一门课
但是lecturer以水合离子的大小更好理解为理由，并没有讲常见生物化学书上会讲的从热力学角度解释钾离子通道选择性（不能指望给你讲课的老师物理化学有多好）

同花顺

建议劝退，尤其本科是电子信息大类的工科学生，以及本科是数学物理等优势理学学科的学生。当然如果是生物等天坑专业出身的话，那还是很值得去读神经科学包装一下自己的。
神经科学领域最搞笑的是，那些为骗经费包装出来的概念，什么脑机接口，类脑智能，竟然真的骗了一帮子宇宙机的人上人跳火坑。之前还疑惑，自己周围一帮计算机背景的人上人，究竟抽了什么风才会想到来生物这个天坑。真以为脑科学是什么牛逼东西吗？做这方向的一半是生物医学的，一半是心理学的，这两个专业的共同点就是两者都是超级天坑。
脑科学这个方向，产业产业没有，期刊期刊发的都是biology，连学心理学的人发的都是biology，顶多前面加个computational。一帮985的电气自动化计算机专业硕士们，明明一毕业进大厂可以年薪四十万起步，却跳进这个坑里，最后博士毕业了拿个心理学或者生物学的理学学位，到头来除了科研之外都找不到工作，何必呢 。
计算神经科学的名字真高大上，实际呢？做行为学的就去做心理物理实验然后去做行为学分析，做磁共振脑电的就去扫扫脑袋然后分析分析生物医学数据，做电生理/双光子和所谓脑机接口的还得做动物实验往脑袋里插电极/病毒转染然后分析分析电极/成像数据。真以为靠这些精度这么低的数据就能改变人工智能领域了？狗屁！真正AI领域的都已经把transformer真正变成生产力了，谁正眼瞧你那些也就发发plos computational biology的类脑算法啊。

长长的路

今天因为一些原因，又提起了这茬，我陷入一些沉思。
有关于神经科学的科研，我为什么会退出，以及为什么会劝退？我拉拉杂杂说过很多，但似乎都是一些东一榔头西一棒子的理由，并不是问题的本质。
我于是稍微花了一点时间思考，什么才是“神经科学科研在目前不值得做”的本质。现在稍微有了一点想法，因故写下这篇文章，对劝退神经科学的理由，进行更详细的整理和记录。
当然，每个人价值观和感受不一样，不同人不一定会同意我的看法。所以我只是把很具体的信息写出来，仅供大家参考。如果你（或者您）对我给出的劝退理由不同意，可以留评论，也供别人参考。不过我很有可能不会过多地对它再继续讨论些什么。
<hr/>我觉得神经科学的科研，在目前不值得做，且问题的本质出在，一整个领域的一些宏观的情况。
以下是神经科学主流的研究方法（报菜名）：
偏动物的范式：神经环路示踪，电生理信号记录和分析，行为学实验，钙成像，光遗传，化学遗传，免疫组化，功能核磁共振成像，动物模型。
偏心理学和偏人的研究，则是做非侵入性的一些范式：功能核磁共振，脑电信号，肤电信号，红外成像。
以上这些研究方法，在目前，用它们理解大脑，是很受限的：
1、它们要么时间、空间的精度不够；
2、要么从数量级上，人们会淹没在无穷无尽的海量复杂的数据当中（人类大脑皮层有至少百亿级别的神经元细胞，而且不同方法估算出来的大概值，数量差异很大）；
3、要么你没有合适的数学工具和方法去处理或者理解这些数据。
由于以上这三类问题，所以神经科学目前的研究，只是用上述像报菜名一样列举出来的科研方法，走一遍做研究的流程：
1、要么研究神经细胞的分类、走向和介观的结构；
2、要么研究某个脑区的某种神经元和另一个脑区的某种神经元之间的神经活动的关联；
3、要么在研究某个脑区某类神经元某种活动和动物某行为之间的关联。
然后这三类研究也是继续又给人类制造出海量的数据。
这些神经科学研究，在目前的程度下，即便开发出了新的方法/范式，它的因果逻辑的本质仍然是一样的，换汤不换药。只是不停、不停地走科学研究的流程，是一个重复范式后，摘低挂果获得数据的辛苦活。如果没有办法突破研究方法的这三类限制，那么按照目前的趋势，就仅仅是大量劳动的辛苦活，就只是这样罢了。
虽然如果没有人干这些活，则什么数据也没有；可是这些辛苦活谁干都一样，只是一份辛苦而且我个人感受不到什么价值感的工作。从内容、所获得收入和别的回报带来的幸福感来说，我个人是不满意的。而且这些不满意，我希望早点有人告诉我。这是我对“神经科学”（以及泛心理学）研究劝退的根源。
也正是因为研究方法和流程受限，神经科学的各种研究，基本不会带来智识上的洞察。亦即，人类用这种方法获得的数据再多，也依然会被淹没在大脑活动过于复杂数据过多的迷茫之中。人类对大脑活动的模态的认识，以及对大脑认识事情时所产生的表征的认识，目前就是根本上没有办法细化。
如果是基因测序的工作，结构生物学的工作，可能也是类似的辛苦工作，但基因测序至少是平台技术，它是有工业界和医药健康方面的需求和应用的。而神经科学，获得这些数据，后续进一步的使用和回报，真的是什么也没有。
<hr/>因为神经科学研究太初步的缘故，
1、人工智能一定程度上放弃了对人脑的彻底理解，只进行一些认知上的理解，余下的部分全是（发明）算法和（应用）数学。
2、一线的药物研发也是直接上传统的药物研发流程，不care这些基础研究。
3、一线的临床，也是觉得基础研究总是讲一些非常fancy的故事，听起来蛮奇怪蛮搞笑的，也同样根本不care。比如，神经科学家会认为“自闭症本质是运动功能受损”；“嗅觉不灵敏才引起痴呆和智力发育问题”；“抑郁/焦虑的本质是动物脑干/丘脑的某某区域功能不正常所致”。（我已经说得尽可能模糊，目的是避免公开羞辱。而且我觉得这些很搞笑的归因也并不是有意的。只是隔行如隔山。）
<hr/>不过也不是一无是处。神经科学研究，放在泛生物研究范畴里，比烂的话，可能比起研究老年痴呆和胶质瘤好那么些吧。毕竟研究老年痴呆和胶质瘤，多的是研究课题根本做不出来结论的情况。而神经科学可能除了行为实验，基本上不需要造假，也没必要造假（精神疾病机制的研究除外）。可能仅仅是这点好吧。但是就业、人生的发展，肯定远不如做老年痴呆和胶质瘤的硕博的情况。
<hr/>如果对神经科学感兴趣，且是外行或者高中生，有什么建议？

如果对人类心理感兴趣，学一学神经系统的《人体解剖》，再学《认知心理学》《发展心理学》，学到大学水平这门课的程度，也就够了。
如果对精神疾病感兴趣，可以读《DSM-5 中文版》，不会有比这本手册更有科学依据的东西了。
如果对人类情感感兴趣，这种东西主要靠主观体验和阅历，不论基础研究还是心理学教学，实际上教不了什么东西，需要靠自己的阅历来学。
如果是高中生选专业：

如果感兴趣人工智能，去学计算机，不必纠结基础科学的事情。如果能接受医院的工作，那么做临床医生也很好。对物理感兴趣，学电子、自动控制也很好。对数学感兴趣也一样建议学计算机。本科学心理学我个人不建议，除非是985往上层次的学校，而且知道且接受文科生的就业路线（没法按照理工科的路数来找工作），要不然，心理学自学就可以了，主修太浪费时间了。
总而言之，神经科学、心理学科研不值得做，目前阶段，这两个领域不会有什么太重大的洞察了，而且基础科研不好退出后就业。
<hr/>如果非要做神经科学的科研，更可行的方向有没有呢？
我个人主观感觉：1、通过电生理研究听觉皮层或者视觉皮层（或者更低的层级），即便放弃数据精度，也可能可以做出什么东西；2、或者做以计算机背景作为切入点的神经影像工作（骆清铭做的这类研究）；3、或者中科院自动化研究所做的一些方向，这些很可能还能做出一些新的突破。4、或者开发能够进一步突破记录的数据的时空精度和数据量的“平台技术”（第四点，下文会详述）。
其他的传统的神经科学科研，在我个人价值观之下，我个人不推荐。
以上这些，前三个方向，都是电子、计算机、自动化背景才可以做的研究。
至于第四个方向4. 平台技术，在本科阶段，什么专业都可以选。至于为什么，下文会详述。
其实选择余地并不大。而余下绝大部分神经科学研究，类似于结构生物学，只是劳动密集型地走流程，既满足不了好奇心、热情，也不会产生什么成就感。
<hr/>更新：我在专栏里写这些，有一位实名网友给我扣帽子。我说不可以扣帽子，你得贴文献。他嫌我“也”没有贴文献讲具体的东西。
为了自证清白我可以讲得足够具体，讲清楚什么叫“这类科研不值得做”，以下是进一步解释。
首先我贴四篇文献，给它们概括要点，再给出我的结论。
第一篇：Lateral entorhinal cortex subpopulations represent experiential epochs surrounding reward - PubMed
这篇文献讲小鼠大脑在执行不同空间位置的奖励任务的时候，在大脑特定区域找了三类神经元，一类在接近空间目标时发生响应，一类在偏离空间目标时发生响应，一类在获得奖励时候发生响应。
第二篇：Decision-Making Time Cells in Hippocampal Dorsal CA1 - PubMed
这篇文献研究方法钙成像，行为实验go-not-go，证明小鼠海马背侧 CA1 锥体细胞参与小鼠的“联想”。
第三篇：Widespread coding of navigational variables in prefrontal cortex - PubMed
这篇文献记录猕猴前额叶六个区域的神经活动。标明空间导航的编码不仅仅局限于海马体，前额叶特定区域特定神经元也会对空间位置相关的各种变量产生响应。
第四篇：Generative replay underlies compositional inference in the hippocampal-prefrontal circuit - PubMed
这篇文献做人脑的脑磁图以及功能核磁共振。用fmri看了人脑在解决问题时候大脑活动的表征。用MEG发现在解决问题的过程中，脑磁图像会从可预测变得不可预测，然后重新回到特定的位置。通过它，猜测海马和前额叶之间，可能存在一些计算方面的交互，然后才能够generative replay（生成重放，一个机器学习的概念），大脑才能够解决一些问题。
————————
神经科学领域，主流都是以上四篇节选文献中的这类研究。
类似的研究很多，模式都是如下：人们管中窥豹，发现一种神经元/一类神经元/某个很细化的脑区，在执行某个任务时，具有某种活动的规律。——是执行某个特定的任务哦。换一种执行的任务，这个数据和结论，有一定的概率，就做不出来了。
而这些研究的后续，通常是没有后续。人们管中窥豹发现一种神经细胞的一种功能/活动，紧接着，就被淹没在海量的别的神经细胞的功能/活动数据当中了。
你可以找无数的脑区、无数种类的神经元，观察无数这类活动规律，你的结论会是：这个你观察的神经元参与了什么活动，有某个类型的功能。
如果是心理学研究，你用人类作为被试，那么你的研究就是让人执行某个“巧妙的任务”，随后，你观察到，人类被试的大脑有什么活动规律。
这些神经元活动、对鼠脑/人脑的观察，得到大量琐碎的观察结论，你可以根据这个结论绘制一个脑区功能的图谱，也可以根据对鼠脑的解剖绘制神经细胞来龙去脉的地图。
但是这个数据堆积的过程，不会给人类对大脑的认识增加任何一种新洞察。
这些研究，还有无数的价值感很差的部分。
比如：很多研究是观察大、小鼠的内嗅皮层、梨状皮层。然而鼠脑和人脑比，功能是不同的，鼠脑有些东西人类疑似没有，人类也根本没有那么灵敏的嗅觉。人、鼠两个物种，至少6500万年前就分化开了，那至少演化了650万代。（鼠、人内嗅皮层功能不同的说法的出处：心理所合作发表综述论文系统梳理人类网格表征和认知计算模型研究进展--中国科学院心理研究所）
所以对鼠脑内嗅皮层、梨状皮层的研究，它唯一的用处就是发论文。如果大、小鼠不作为神经科学的动物模型了，如果人可以更方便地用灵长类作为实验动物，如果哪一天可以“高通量”地记录大批神经活动的信号，并且对应到神经细胞的三维空间结构图谱上，这些对小鼠大脑的很多观察以及研究，就会意义不大且被人遗忘。
比如，神经系统神经细胞的数量真的太多了，希望处理越积越多的观察结论，目前就是不现实的。包括欧洲蓝脑计划，更庞大的数据整合/处理等等，目前这些尝试是失败的。
我想这足以说清楚我原文当中的观点了：神经科学/认知科学研究，目前就是在进行大量管中窥豹的间接观察，精度不够，大量数据也处理不了，也没有后续深入和有任何一种用处的可能性，也看不到这个可能。它类似于基因高通量测序出现以前的基因测序工作，也类似于结构生物学。如果有高通量的大规模神经活动记录的技术，反而可能可以做些突破出来。
而且，如果你做单个基因测序，就已经可以做基因工程实践了；然而你知道单个神经元的某活动规律，你没法做“神经工程”，因为没有这种东西。稍微有一点关联的经颅磁刺激和迷走神经刺激术，那可真的是很粗糙。（此处，我就不鞭尸一些国内临床精神疾病检测和治疗当中的伪科学了，比如神经递质检测仪。三甲医院和顶级医学院的教学医院也是充斥这种东西，也足够说明神经科学至少不是像高中生报大学志愿之前所想的，它不是那么神秘、那么有前景的东西。）
以上，我想，我该说清楚的，已经说清楚了，应该没有什么要补充。评论区有不同看法，可以翻看。我同意兼听则明。如果你（您）可以接受以上这些，不觉得有什么问题，那么我觉得确实不需要任何劝退。
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二次更新：我还是认为我劝退不够“狠”，再补充一点论述。
大家应该都知道，知乎上有一位半实名的国内心理学副教授。首先，我认为这位用户从三观上是一个好人。因为，他明确说过，国内心理学本科就是学一点过时的东西+没有数理基础+很难找工作，通常毕业生按照文科生路数转行，它的工业应用没有老师有水平教，而心理咨询对本科生而言卷不动；心理学狭窄的对口出路主要是读博卷教职。
能说到这份上的在我看来他是个好人。
这位老师也从不在网络上pua任何人，还指路告诉大家怎么学心理学中在科研用得上的计算神经科学的数学。他的科研内容则是一种很标准的主流研究方向。
我不认为他这个程度，在科研、育人、态度上有任何槽点。
然而这名老师带着"泛心理学科研"味的答题是这样的：为什么在聊天时加上符号「～」会有一种欢快的感觉？
这个回答看着很酷炫，进一步开发一下，这个回答也可以进一步设计成“巧妙的任务执行实验”，如果再结合统计学/fmri/反应时/心理测量/脑磁图…等等，就足够做一篇心理学的科研论文了。
——然而这类研究做出来，发表出来，即便研究里可以附上上文提及的“管中窥豹范式”记录下来的大脑某些脑区活动的情况，用来推断人类看到“~”觉得欢快时大脑发生了什么，然而生产这个类型的心理学文献，实际上也并没有增加人类对“联觉”/“联想”/“语法”/“符号认知”这几个领域更多的洞察。
毕竟，为什么聊天时看到“~”会有欢快的感觉，你不用做任何实验就已经猜到答案了：这是对符号认知时候，产生的联觉。
然而你一旦投身科研，你必须去研究点什么。你就命中注定因为研究工具的时空精度对人类的限制，因为实验环境以外现实世界和文化生活的复杂性，因为目前人类处理大数据的不现实……而不得不去做各种各样【琐碎的假设】，接着对假设用上上述的报菜名科研工具，进行非常套路+意义感稀薄+管中窥豹的证明。
这些证明，可以证明某某脑区在某某情况下，确实是某某假设里的活动模式，证明排除了别的活动模式。
这种认知心理学研究不给人类带来任何一种有意义的洞察，它只是一个“琐碎、过于细节、没意义的观察”。不管这个研究存不存在，它都并不给人类世界带来任何一种波澜，目前也没有任何应用价值和进行后续研究的必要。
（希望这个举例没有冒犯任何人。因为我觉得这位老师是个好人。）
<hr/>第三次更新，举例论述神经科学的科研，为什么临床也不care，而且环路研究实在是做得太琐碎了：

Science：压力是如何在大脑中转化为恐惧感的
以上这篇微信文章是微信推送给我的。这个研究发表在《科学》上，顶级的期刊。
首先，文献本身是自圆其说的：文献作者让小鼠感受到受伤的压力，产生广泛的恐惧，然后研究这其中小鼠感受到恐惧的神经环路的机理，并且证明皮质醇和五羟色胺再摄取抑制剂在合适的时机注射，可以影响小鼠中脑的这个神经环路。
然而，依据链接中笔记作者Baidi的整理（我不愿意花时间自己写，不是要挂人），以下是研究背景（也就是原始文献的论文作者编的故事的一部分）：

• 恐惧泛化是焦虑障碍的核心特征，但恐惧泛化的细胞和环路机制尚不清楚。
  
• 创伤后应激障碍（PTSD）患者死后大脑中5 - HTlwDR神经元中VGLUT3的表达减少，GAD67的表达增加，与强电击小鼠的变化相似。
  
• 该研究为PTSD等疾病中慢性广义恐惧产生的机制提供了重要见解。
  

首先声明，这篇文献中，讲神经环路的部分，我个人不觉得有问题。
讲“故事”的部分，我个人的槽点是如下这些：
1、“恐惧的泛化是焦虑障碍的核心特征”，这个言论在临床上根本不被care，没有任何临床指南和临床研究会这么说。焦虑一般认为是大脑无法屏蔽不重要的过多的信息，当事人个体过于在意细节，大脑放大危险的线索进行解读，而导致的一种情绪类的疾病。
2、焦虑和恐惧不是一种东西。文献作者居然混为一谈。
3、焦虑大类的疾病，不一定是泛化（generalized）的，只有广泛焦虑障碍（generalized anxiety disorder）才会出现“广泛”（generalized）这个词汇。这篇文献虽然cue了焦虑障碍，然而文献作者根本就不知道焦虑障碍实际上是个什么东西，在不知道临床疾病的客观情况的前提下，文献本身只能对文献本身自圆其说。
4、创伤应激障碍（PTSD）和恐惧、焦虑，三者也并不是一种东西。临床上差得非常远。
5、如果一切问题全是中脑的问题，那么临床精神疾病治疗的“认知行为疗法”就不可能有效了。人类有很多高级认知的问题，小鼠并没有这种问题，用小鼠研究精神疾病，很多研究没办法做。
6、PTSD并不会产生“慢性广义的恐惧”，PTSD是个体对创伤事件的处理困难所导致的疾病，所有的症状都是围绕创伤事件本身，这和焦虑、和generalized的恐惧没有因果关系。
7、恐惧本身当然有它的神经机制，但是对人类而言，恐惧本身并不致病。焦虑更多的是涉及大脑皮层的问题。而创伤应激（PTSD）更多的是和对创伤事件的记忆有关系。

总而言之，我个人不认为这样的研究在科学事实上不正确，它在文献范围内是自圆其说的。神经环路研究，做到《Science》这个程度，算是目前尽善尽美的程度了。
然而目前的科研，本质就是永远没完没了地，一条一条地挖各种神经环路。挖完寿命只有两年的小鼠，再去挖别的物种——就个人而言，我真的觉得这样的研究太琐碎了。
在目前阶段，对临床、对人工智能、对心理咨询来说，这些基础研究都是同等程度地没有价值。
皮质醇相关小鼠神经环路的发现，距今已经有70年历史了，内分泌医学史 l HPA轴的历史-HPA轴的激素**；五羟色胺再摄取抑制剂（治疗焦虑和抑郁和PTSD）的开发，距今已有40年的历史。
神经科学科研、神经环路机制研究，在这么漫长的历史中，只是不断地琐碎地去细化早已明白大概、早已观察过的各种解剖上已知的环路的细节和机理。它一直很难转化为生产力，也一直是很慢地、只能很少量地提供新的洞察，三五十年的工作，一篇综述就可以说完了。而且它的本质的逻辑太简单太程式化了。实验操作的部分，谁来操作都可以。但不管谁去负责实验操作，这都是一个各种意义上的牺牲以及辛苦活，是没有物质回报的、有可能没有工作生活平衡的螺丝钉工作。实验设计的部分，技术含量虽然有，但是它不多。
费劲写下这么多，我不希望我在不客观地描述一整个行业。我希望我只是表达：诸位后辈考虑清楚再入行。搞这个除了卷教职，它就是琐碎而且没有前途的，你一旦没有拿到教职让学生来接替你做实验，那么你研究生阶段做这个，注定只是奉献和牺牲。

研究神经环路的这门手艺，你没法拿去找工业界的工作。

<hr/>第四次更新：中二病新素材。
什么是意识？关于意识的本质有哪些前沿的研究成果？研一想转专业去读认知神经科学，各位专业大佬可以劝劝我吗？<hr/>以下是镜像评论区（正文是一样的，评论区内容不同，以下链接里评论区更中二）：
神经科学劝退理由，以及我认为可能的替代选择
<hr/>第五次更新：
大家如果对神经科学痴心不改，可以去开发“平台技术”。比如电生理技术现今就这么点：
BrainVTA枢密科技：什么是电生理？电生理技术的应用然而，要是能开发前后两个神经元的胞体的电生理记录技术（就是记录单个神经元的电信号的同时，能确保这两个细胞在大脑中前后连着）。并且能够大通量既知道连接关系，又记录很多个的单个细胞的电信号。
这样就可以突破时空精度，让科研人员去寻找更多脑科学发现了。
做别的脑科学科研，你永远卡在时空精度方面，根本做不下去。那反正做啥都是做不下去的，又或者是要去摘用新技术的低挂果的，那不如去开发突破时空精度的“平台技术”，尤其是电生理记录技术。
如果能做这个科研，读生化环材和临床和工科和数理计算机，啥专业都没问题，反正什么都有它的工程切入点。有志于此可以试。
这玩意你要有工程思维，它不仅仅是科研。
<hr/>此外，方向劝退：
（有争议。我对这段不负全责。属于嘴炮。）
做电生理实验，本科要么计算机要么别的工科，要么物理、数学专业，不推荐生化环材。而且要做，就做视觉、听觉、空间、嗅觉、决策（尤其不推荐“决策”，它考你设计行为实验和做假设用来验证时候的运气。能做出发现几乎就是个运气。意思就是蒙的，不需要什么思辨能力，思辨帮不了你。），可能运动控制也可以做（因为做的人少）。总之，不要想意识、学习、记忆、情绪、情感、精神疾病、高级认知、疼痛、工作记忆、计划期望、睡眠、脑干基础生理功能这些虚的，虚的是大坑。信息加工层级越高级，确定的扎实的结论越难做。所以很多计算神经科学做的是听觉、视觉、空间认知。
关于精度：
鬼木士：信号处理 | 傅里叶变换、短时傅里叶变换、小波变换、希尔伯特变换、希尔伯特黄变换
阿姆斯特朗：傅里叶变换中的不确定性原理（一）
↑和信号与系统类似，也和量子力学类似，不能同时保证频域和时域，不能同时得知粒子的动量和位置。
所以，想要认识神经活动的全局，就会像文科一样概括、牺牲精度（也就是传统的心理学和临床精神医学）；想要定量和量化，就只能把范围局限在一个非常细节、非常片面的局部（计算神经科学、脑机、类脑、神经环路示踪）。
而工程化，只是一种简化的但规模化的设计（如大模型），所以人工智能目前不可能是通用智能（我个人感觉也没必要是，毕竟有用就行）。
关于价值感：
只是我个人对价值（观）的体验和分享，供更年轻的人参考。不适用也没关系。
做神经科学/心理学的科学研究，对我而言，真的有点“特别能吃苦、”“点错技能树”、“没苦硬吃”的意味。
有的自然原理只能说和现实世界没半毛钱联系（比如小鼠求偶、小鼠爬跨、小鼠性行为、小鼠嗅觉、小鼠的“刻板行为”和小鼠的“精神疾病”）；而另一部分科研，“似乎更有价值”的方向，但凡复杂度上去了，受到复杂度的限制，很多疑问在目前深入不下去。
如果提前知道“但凡变复杂就深入不下去”的时代进程（单个人的努力不能改变什么，时代进程不对，也就是时机铺垫不对），就应该尽快考虑个人职业规划的止损。每当回忆这回事，我就有一种沮丧来袭。
每一个中学生都应该尽早明白，好在本科报专业时，提前跑路。而大学本科生则应该好好想想，科学新闻里主动接受采访的科学家说话有没有水分，他/她是否夸大了他/她科研成果的价值，他/她巅峰时期是不是他们自己领域的低挂果时期，做的学术更容易有价值。
当然，科研学术确实适合少部分人。中学生、大学生真的应该好好想想自己是不是那个心性，自己有没有别的、更加入世的替代选择。
神经科学学术往往和现实世界关联极其差，交集极其小，技能树点歪后即使删去，整个人三观也都是歪的。某些技能树、职业路数，简直就是某种意义上的出家或者修道院。一个人在对自己的价值观（信仰）知根知底之前，选择这个路数真的很危险。
价值感差真的太悲催。如果想获得价值和意义感，保持相对不错的精神健康，那么，就不要放弃和现实社会尽可能多的接触，不要放弃参与实际的社会分工，不要放弃接触人群，而不应该去搞“老鼠表现出来的精神疾病样行为”、“老鼠海马体某某神经细胞和某某某神经细胞（在无数种和种内无数个神经细胞里挑出来两种细胞、一定数量细胞，管中窥豹，散弹打鸟枪），在某某行为实验中，有某某特征的活动，两种类型的细胞联合起来可能是某某协作，最终符合某某信息加工机制”——这些科研内容给出的限定词（限制条件）非常脆弱，从这类实验方法去深入细节，细抠细节，对于拓宽人类知识疆域的贡献的边际效应明显。这类脱离实际、散弹枪打鸟、脱离生产、知识无意义、不可迁移、落地属于画饼的东西，暂时观望更合适。
此外，纯学术深入不下去时，一切现实世界的“落地”，要直接收录预防指南、临床指南；或者进入生物医药公司的医药和治疗研发流程；或者能够直接结合自动化或者人工智能相关的认知科学做商业实践，才作数。

长长的路

一千个人眼中有一千个神经科学



如果你向路人提起神经科学，吃瓜群众便会本能地联想到“神经病”，但其实他们脑海里的画面是“精神病”。
如果你向你妈说你要学习神经科学，她还以为你是要去做神经科医生呢~
如果大学生说他要研究神经科学，那么很有可能他幻想着哪天像万磁王那样用意念操控物体。
但真正的神经科学研究生可能此时此刻正在认真地捣鼓着试剂。。。
当然捣鼓试剂的可能主要是分子和细胞神经科学实验室的日常。但实际上，由于神经科学研究的层面、实验的对象、使用的技术过于丰富，不同的神经科学分支的研究生眼中的神经科学其实各不相同。
我仅按照我读研期间所了解的情况说说各类实验室的业（ke）界（ban）共（yin）识（xiang），有什么不对的请大家批评指正~（注：本人未上过神经科学本科专业，故这里仅谈谈神经科学研究生专业）。
各类神经科学实验室的画风



做分子和细胞的实验室（图源：Persson Lab），那基本上是满架子的瓶瓶罐罐，桌上摆放着各种尺寸的量筒、移液枪和枪头，以及各种分子和细胞实验设备包括但不限于恒温培养箱、冰箱、离心机、恒温箱、PCR仪……此外，如果要防止操作时细胞被污染，还需要配备超净工作台；如果要处理有毒物质，还需要通风橱。
做小动物的系统神经科学实验室也有瓶瓶罐罐，主要用于配缓冲液和灌流液等。但更多的是，你会在系统实验室看到一架子的电生理仪器（用于信号放大、降噪、给电刺激等），如上图所示（图源：Blitz lab）。还有一堆屏幕（用于观察实验刺激输出、动物状态、神经元信号、实时行为和电生理数据的分析），以及电工房（用于存放各种焊接用具、电子元件、线材、螺丝、螺丝刀等）。 此外，有的系统实验室是做钙成像的，那么实验室则配有一个黑屋子，研究者在暗室中使用荧光显微镜进行细胞活动的观察。
做认知的实验室主要跟人打交道。做EEG的要先让被试洗头并吹干，然后给被试带上EEG帽子、打脑电膏，确保每个通道都有脑电信号，然后就是指导被试完成实验。至于做fMRI的，则省略了EEG这些繁琐的步骤，直接把人送进去核磁得了。由于核磁是个大机器，往往不是某个实验室的私有财产，而是整个研究机构公用的，只能由专职人员操作，研究生（红色箭头）的工作主要是指导被试完成实验。
对做计算的实验室来说，白板/黑板基本是标配。头像的背景没个写满数学符号的板子，都不太好意思说自己是做计算的（Liam Paninski不这么觉得[doge]，图源：哥伦比亚大学理论神经科学中心）。做计算的之所以还叫实验室，是因为他们虽然不做湿实验，但是还做干实验——上机实验（码代码、跑程序）。对做计算的实验室，算力很重要，因此他们要么配备高性能的电脑和工作站，要么使用研究机构中的集群。
系统神经科学的研究日常

下面我主要讲讲系统神经科学的研究工作日常，供大家参考~
动物饲养



除了研究人类被试的认知神经科学以及不做湿实验的计算神经科学外，其它神经科学分支的研究者都离不开动物。一般来说，专业的研究机构都有专门的动物房，里面有专业的动物管理员对动物进行日常的卫生护理和食物投喂。当然，学生也要承担部分清洁（譬如运送猴子的猴车猴椅）和护理（譬如留意其饮食情况、身体和心理健康）的责任，毕竟动物健康是每个研究生顺利毕业的前提。
动物手术

警告：下面有部分图片可能引起不适，请谨慎观看。



啮齿类动物的立体定位手术

在系统神经科学中，很多实验范式为了让动物专注地进行特定的认知任务、减少动物的无序运动，往往要求动物被固定在实验装置中进行实验，因此训练前需要通过手术在头部（一般是正上方）安装一个头柱。但也有一些实验需要在自由运动（free-moving）的状态下研究，譬如在真实空间中导航任务，这时候就不需要安装头柱。
由于记录神经元是基本的实验需求（只做光遗传的可以不需要），因此动物头上需要安装一个记录室（recording chamber），用于电极穿刺。有的实验室的记录室会使脑组织接触到空气，因此为了防止感染影响神经元活性，这些实验室的记录室在动物训练后才安装。下图来自：马克斯·普朗克生物控制论研究所。如果记录室恰好也在正上方，那么记录室和头柱还可以做成一体的。



头柱与记录室

有的记录室做成透明的，用作双光子钙成像的观察窗口或者光遗传的激光照射窗口，下图来自：Ruiz et al., 2013, JNP[1]。



透明的记录室能直接观察到脑组织

行为训练

系统神经科学研究生研究初期的主要任务就是训练动物（训老鼠、训猴子……）。当然，这个过程不难，只需要时不时地留意动物的实验状态，在它不认真的时候督促动物努力干活就行了。因此，低年级的学生可以趁此时间多看（mo）paper（yu），了解领域的研究进展。训练时间的长短取决于任务的难度和动物对任务的理解程度，最简单的盯点任务猴子只需要一天就能学会，但是复杂的任务（譬如让猴子在脑海中对某个图形旋转特定的角度）则可能学习几年甚至学不会。如果行为训练顺利，你就可以画出你未来论文的第一张figure了。
下图展示在虚拟现实实验中，在轮子上跑的小鼠，图源：The mouse in the video game。


下面展示的是猴子正在通过触摸屏幕对序列进行镜像顺序的复现，来源：Jiang et al., 2018, Current Biology[2].


https://www.zhihu.com/video/1449765085984514048
神经记录与调控

如果课题研究的是学习前后的变化，那么在训练初期就需要进行神经元活动的记录。但一般来说，大多数实验都是在动物训练良好且稳定之后才进行记录和调控的，这是记录/调控到与实验任务相关的神经元的前提。这个阶段算是研究生阶段的中期最主要的事情。
下面是展示的是单电极的胞外记录，它是一种传统的电生理记录技术。来源：马克斯·普朗克生物控制论研究所。


下面展示的是目前啮齿类动物中常用的神经记录和调控技术：双光子钙成像（图源：McHenry et al., 2017, Nature Neuroscience[3]）和光遗传（烂大街的照片找不到出处了）。


分析数据

在数据的收集阶段，就得开始着手分析数据，实际上，分析数据其实与实验是交织在一起的。通过初步的分析来检查实验是否按计划进行，是否需要调整实验，是否需要补充新的实验。更重要的是，了解实验是否得到显著的效果（神经相关性、因果性），能否支持或推翻实验假设。你需要通过数据的分析得到你未来论文中的若干张图，包括行为的建模，行为的分析，试验历史对行为的影响，神经元对各种行为任务变量的编码（encoding），神经元动力学（neural dynamics），神经元信息量（information），从神经元活动中解码（decoding）行为，单个神经元（single-neuron）与神经元群体（neural population）的分析，神经网络的建模……
这一阶段算是研究生阶段的中后期了。后期就是构思一个完整的故事，解释观察到的实验现象，提出你的见解（insight），并把它写成论文发表出来。
体验

总的来说，体验就是会学到不少东西，但很多时候需要自己摸索。需要想清楚自己想做什么，了解神经科学做些什么，你想的跟神经科学能带给你是不是一致？十年饮冰，难凉热血！与君共勉。
关于就业，可以了解我之前的回答：
为什么本科教育有神经科学专业的很少？神经科学未来的就业前景如何？

感恩由您

谢邀。
首先谈就业，如果你想做学术，phd、postdoc然后找教职的道路很明确：多发好paper，拿到大牛老板好的推荐信。本科国内应该还没有神经科学专业，所以建议尽早加入一个神经科学实验室，推荐有潜力的新老板，可以多学很多，指导也更多。
神经科学的相关课程不仅仅有生物学，还建议修计算机科学的课和物理学等。如果感兴趣，也可以以计科、物理、数学等学科作为主修专业，生物辅修。因为神经科学学科交叉程度很高，特别是现在人工智能发展很快，且与神经科学有很多交叉。这些专业主修的话建议本科做一下计算神经科学的文章，相对较实验快，本科有一作的话phd就相对好申请了。国内本科建议有至少半年的国外大牛实验室实习，并拿到好的推荐信帮助申请phd。
phd默认北美，需要的除了研究经历、好的推荐信、绩点，还需要托福105+，gre325+，建议尽早开始准备英语词汇。
n国外本科的话建议在一个比较有名的老板（推荐信有力度）下面做，没有一作文章的话大文章非一作也还好。
本科阶段建议至少有一篇文章（一作最好，非一作也行），成绩和语言过关，对研究背景了解越多越好（多读文章），并拿到牛推。
就业除了学术，还可以考虑业界、咨询、编辑和其他。普通业界工作好像硕士就行，不过高级研发人员、咨询、数据分析、高级码农偏好phd。这种情况建议尽早发现自己想法，早点开始准备，建立自己的linkin，多联系校友和业界大牛，并询问他们的意见。
然后谈谈神经科学做什么。众所周知，神经系统包括中枢（脑和脊髓）和外周，而中枢非常复杂，所以现在研究的主力在研究中枢神经系统上，尤其是脑。几个主要大国都发布了脑计划，可见意义重大。
神经科学的目的在于解码脑的信息处理方式，与行为的关系，以及解答终极问题—意识是什么。现在神经科学的一大主流是环路研究，就是通过解析脑内和一些行为相关的环路来逐渐揭示脑的行为功能是如何实现的。
随着神经科学的发展，越来越多的新技术会使得研究更加便捷。比如现在常用的光遗传技术（用激光控制神经细胞的激活与抑制），活动在体钙成像技术（miniscope）也在逐渐普及。现在的主要模式动物是小鼠（遗传改造方便）、大鼠（聪明，更适合认知实验），未来还会有大动物模型，比如国内的克隆猴，用来研究更高级的灵长类认知功能。关于人类，现在主要使用功能性磁共振、脑电、脑磁等技术对人的认知相关脑区进行研究
除了环路研究外，分子、遗传等研究对于理解生理过程、新药研发等有重大意义，相关资料较多，在此不加赘述。
最后，谈一谈我为什么选择神经科学。我从小对生命过程特别感兴趣。作为一个一个月有2次病的高功能孤独症谱系患者，我的爱好是扫图鉴和读药物说明书。多年的生病生涯使我对医学产生了浓厚的兴趣，我选择了医学本科。我对研究的兴趣大于临床，但是一时不知道自己想研究什么，就选择了生化，认为生化和一切过程有关，可以看很多相关文献。我看到了一篇令当时的我惊为天人的孤独症模型子刊文章，结合我自身的情况，决定研究神经科学。
我认为，不管你选择什么专业，对未来有什么计划，最重要的是先弄明白自己想要什么，喜欢做什么。因为phd是艰难的，没有热情的话是一种折磨。一旦自己有了目标，一切都好办了。
希望解答了你的问题，欢迎追加。