任何路，任何足迹，都不曾越过这片森林。只有纤长而柔美的枝条，它们生生不息，以令人窒息的样子，占领着一切空间。它们彼此纠缠，其间的缝隙之狭窄，让阳光也望而却步。曾有一千亿颗种子同时播下，长出这片黑暗森林，而所有的树木，又注定将在一朝赴死。
这是一片宏伟的森林，是喜剧的森林，也是悲剧的森林。这片森林是很多，有时我想，这片森林是一切。所有的小说和所有的交响乐，所有残忍的谋杀和所有仁慈的善举，所有的爱情和所有的争执，所有的幽默和所有的忧伤——都来自这片森林。
你可能会讶异，这片森林存在于直径不及一尺的空间里。地球上有70亿这样的森林，你正是其中之一的主人，它就生长在你的颅骨里。我所说的树木，是一种特殊的细胞，叫作神经元。神经科学的目标，就是去探索它们那些奇异的枝条，征服这片心灵丛林。（图1）
图1 心灵丛林——大脑皮层上的神经元。通过卡米洛?高尔基（Camillo Golgi，1843–1926）的方法染色，由圣地亚哥?拉蒙?卡哈尔（Santiago Ramón y Cajal，1852–1934）绘图。
神经科学家们听到了它们的话语，即大脑中的电信号。他们用精准的图画和照片，揭示了神经元的形态。可是，仅凭一些零散的树，如何理解这整片森林？
17世纪，法国哲学家和数学家布莱士?帕斯卡（Blaise Pascal）这样形容宇宙的广袤：
让一个人抛开眼前卑微的事物，望望整个自然界的伟大和庄严。让他看那炽燃的大光，像一盏永恒的明灯照耀着世界。让他看到地球，再让他知道，相比于太阳的大圆，地球只是一个点。让他惊讶，太阳的大圆，在天穹上那些星宿看来，也是一个微小的点。1
这些想法使帕斯卡感到震撼，感到自己的渺小，他承认“永恒的沉寂和无限的空间”2使他恐惧。他思考的是外面的空间，然而我们只需要想想“思考”本身，便能感受到和他一样的恐惧。每个人的颅骨当中，都坐落着一个宏伟的器官，这个器官，恐怕亦是无限复杂。
作为一个神经科学家，我切身地理解帕斯卡的恐惧，与此同时，我还体会到某种尴尬。有时我面向公众，讲述我们领域的进展，每次这样的演讲之后，我都会被大量的问题轰炸：是什么导致了抑郁症和精神分裂？爱因斯坦和贝多芬的大脑有什么特殊？怎么才能让我的孩子学习更好？对于这样的问题，我无法给出令人满意的答案，于是听众的脸色就变了。我很不好意思，最后只能向听众道歉：“对不起，你们以为我当教授是因为我知道所有的答案；但实际上，我当教授恰恰是因为我知道我有多么无知。”
研究一个像大脑这么复杂的东西，看起来几乎是一种徒劳。大脑里面有上千亿个神经元，它们就像很多不同种类、形态各异的树。只有最富决心的探险家，才敢走进这样的森林去看一看，但他们走进去之后，却只能看到一点，而且看不清。毫无疑问，大脑仍是一个谜。且不用说我的听众所好奇的，大脑的疾病和特殊优势，哪怕是最平凡的问题，我们现在也很难解释。我们每天都要回忆过去，感知当下，想象未来，大脑是怎么做到这些的？我敢明确地说，没有人真正知道。
鉴于人类大脑的复杂性，有些神经科学家转而去研究一些神经元特别少的动物。比如图2中的虫子，它并不具有我们称之为“脑”的器官，它的神经元分散在全身各处，而不是集中于一个器官中。3它总共只有300个神经元，这些神经元组成了它的神经系统。这听起来很容易研究，我相信即使悲观如帕斯卡，也不会对秀丽隐杆线虫（C. elegans，这是这种一毫米长的虫子的学名）的森林感到恐惧。
图2 秀丽隐杆线虫。4
这种虫子的每一个神经元都有特定的位置和形态，并且被赋予了唯一的名称。这些虫子就像工厂流水线上大规模生产出来的一种精密机器：每只虫子的神经系统，都由一套相同的零件组成，其中的每个零件，总是按照同样的方式组装。
此外，这个标准化的神经系统的结构，已经被我们完全测绘出来了。其结果就是图3，看起来很像航空杂志封底的航线图。每个神经元都有一个由四个字母组成的名称，就像每个机场都有一个三个字母的名称。那些线段表示神经元之间的连接，就像航线图中的线段表示城市之间的航路。如果两个神经元之间，有一个叫作突触的交会点，我们就说这两个神经元是“有连接的”。通过突触，一个神经元可以把信息传递给另一个神经元。
图3 秀丽隐杆线虫的神经系统结构图，或称为“连接组”。5
工程师们都知道，要制造一个收音机，就要把电阻、电容、晶体管这些电子元件连接起来。类似地，要组建一个神经系统，就要通过神经元的那些纤细的枝条，把它们连接起来。因此，像图3这样的图，最初被称为“线路图”。而最近，我们提出了一个新的术语，把它称为“连接组”（connectome）。这个词不再是受电子工程师的启发，而是受基因组学的启发。你可能听说过，DNA是一个由分子组成的长链条，这个链条上的每个点叫作核苷酸。核苷酸有四种，分别用字母A、C、G和T来表示。而你的基因组（genome），就是你的DNA上这些核苷酸组成的全体序列，或者你可以把它看成由四种字母组成的一个很长的字符串。这个字符串总共有大约30亿个字符，如果写成一本书，将有100万页的厚度，6图4为你展示其中一个小片段。
图4 人类基因组的一个小片段。
同样，一个连接组，就是一个神经系统中，各个神经之间的连接的全体。这个术语与基因组一样，意味着全体。一个连接组不是一条连接，也不是很多连接，而是所有的连接。理论上来说，你的大脑也可以用一个线路图表示出来，就像那条虫子一样，但是你的大脑要复杂得多。那么，你的连接组，能够说出什么有趣的事情呢？
首先，它能够说明一个道理——你是独一无二的。你可能会说，你早就知道这一点，那是当然，不过要想搞清楚你的独特性是由什么导致的，这曾经是惊人地困难。你的连接组与我的连接组之间存在巨大的差异，这与那些虫子的标准化连接组不同。从这个角度来说，每个人都是独特的，但那些虫子却并不是。7（我无意冒犯虫子们！）
参差多态，乃幸福本源。研究大脑的工作原理时，最让我们感到有趣的就是，每个人的大脑运转得竟然如此不同。为什么我不能像那个外向的朋友一样开朗？为什么我的儿子读书就是赶不上他的同学？为什么我的小表弟产生了幻听？为什么我妈妈失忆了？为什么我的爱人（或者我自己）不那么善解人意？
这本书会提出一个简单的理论：心灵与思维之不同，正是因为连接组之不同。有些报纸的标题常常暗含着这个理论，例如《孤独症患者的大脑与常人不同》。连接组也许还能解释个性和智商，可能还有你的记忆。你的记忆是你身上最为独特的部分，而它们也许就编码在你的连接组里。
虽然这个理论早已流传了很长时间，但是神经科学家们仍然不知道它是否正确，不过很显然，这个理论的意义非常重大。如果它是对的，那么治疗精神障碍的根本方法就是修复连接组。事实上，一个人的任何改变，比如提高素质，少喝点酒，或者挽救一段婚姻，其实都是对连接组的改变。
再来看一个不同的理论：心灵与思维之不同，是因为基因组之不同。简而言之就是，你的基因组使你成为你。现在这个时代，个人基因组测序已经不是什么难事，再过不久，就可以便宜又快速地测出我们自己的DNA序列。而且我们还知道，在精神障碍或者一些普通特质，比如个性和智商中，基因确实有其作用。那么，既然对基因组的研究已经如此深入，为什么还要研究连接组呢？
原因很简单：单凭基因无法解释大脑为什么这样工作。早在你蜷缩在母亲的子宫里的那一刻，你就已经拥有了你的整个基因组，可是在那时，你却并没有对于初吻的回忆。你的记忆是在一生中不断形成的，而不是先天就有的。有些人会弹奏钢琴，有些人会骑自行车，这些都是后天学会的技能，而不是随着基因而来的本能。
从你的母亲受孕的那一刻起，你的基因组就已经固定了，8但与此不同，你的连接组在你的一生当中始终在改变。神经科学家们指出了这些基本的改变是如何发生的。首先，神经元会调整彼此之间的连接，使它们变得更强或弱，从而给这些连接重新赋予权重。其次，神经元还能创建新的突触，或者去掉一个突触，这样它们就能重新连接，它们还能通过生长新的枝条或收回原有的枝条来改变连线的结构。最后，新的神经元会不断地产生，旧的神经元会不断地死去，这些会使连接发生重建。
我们还不知道你的生活经历——比如你父母的离异，或者你传奇的海外经历——具体是如何改变你的连接组的。但是，有很多证据能够表明，这四个“重新”——重新赋权，重新连接，重线连线，重新建立——会受到你的经历影响。与此同时，这四个重新也受基因的指挥。基因确实会影响心智，尤其是在幼年和童年，大脑开始建立连接的时候。
连接组是由先天的基因和后天的经历共同塑造的，如果要解释大脑如何运转，就必须考虑到这两种影响和作用。“连接组不同论”是兼容于“基因组不同论”的，只是比后者更加丰富、更加复杂，因为它考虑到了你活在这个世界上的后天作用。相比来说，连接组理论不那么具有命运色彩，因为它相信，我们的连接组可以由我们的行为和思维来塑造。大脑的连接结构，使我们成为我们，但反过来，我们也在影响大脑的连接结构。
这个理论总结起来就是：
你不只是你的基因组，你是你的连接组。