生物科普:揭祕大腦中的激素與遞質,以及心流狀態的神經運作


生物科普:揭秘大腦中的激素與遞質,以及心流狀態的神經運作

本文,將會系統全面地介紹和解讀——大腦中激素遞質的功能、種類、區別和聯繫,神經遞質對我們的影響和控制,以及揭秘心流狀態的神經運作機制。

相信本文的所提供的觀點和視角,將會讓我們從全新的角度——去看待我們自己的行為和感知,以及我們自己與大腦的關係。

主題目錄如下:

  • 大腦控制:遞質
  • 大腦控制:激素
  • 激素與遞質的區別
  • 神經遞質的種類
  • 解讀:六種心流遞質
  • 簡述:其它主要遞質
  • 心流遞質的聯合運作
  • 心流的意義
  • 結語

大腦控制:遞質

遞質,是神經遞質的簡稱英文是Neurotransmitter(神經傳導物質),顧名思義它是神經元(也稱神經細胞)之間傳遞化學信息的物質。

具體一些,神經元傳遞的信息有兩種:一種是化學信息,一種是電信息,其中化學信息就是在化學突觸結構之間傳遞的化學分子,即神經遞質

因此,我們可以說,只要有化學突觸

結構,就會存在傳遞神經遞質

而我們知道,大腦與脊髓構成了——中樞神經系統,腦神經與脊髓神經構成了——周圍神經系統,傳出神經末梢遍佈器官、血管、肌肉、腺體構成了——自主神經系統(也稱植物神經系統,不受意識支配),於是這個三層神經結構,就形成了神經系統對人體的全面控制。

那麼,神經系統的控制指令,就是通過突觸結構傳遞神經遞質(代表指令信息),來完成的。

所以,突觸結構神經遞質,不僅存在於神經元之間,也存在於神經元與其它細胞之間(如肌細胞、腺細胞)。也就是說,神經遞質不僅存在大腦之中,也存在於遍佈全身的神經系統之中。

從此我們可以看出,神經系統控制了其它系統,神經元控制了其它細胞,大腦中的神經元控制了身體的神經元。而大腦中的神經元網絡擁有兩套控制系統,即:意識控制非意識控制,其中非意識控制就是自主神經系統,包括交感和副交感系統。

而如果類比《自私的基因》中的擬人說法,我們可以說——“自私的大腦”,因為肌肉與骨骼系統淪為了大腦“跑腿”的工具,血管與器官淪為了大腦“吃喝”的工具,或把工具換成“奴隸”會更為貼切。

大腦控制:激素

激素,又稱荷爾蒙,即Hormone的音譯,它是在細胞之間(不通過突觸結構)傳遞的一種信息,其重要作用在於調節生長、代謝、發育、繁衍等。

激素來源於內分泌系統的內分泌腺

,相對於外分泌腺有導管(如胰腺、乳腺、淚腺),內分泌腺無導管,因此激素會被直接分泌到腺細胞外,接下來:要麼周圍擴散發揮近距作用,要麼進入血液循環發揮遠距作用

內分泌腺在大腦與身體各有分佈,例如:

  • 在大腦內有:下丘腦(多巴胺催產素、促腎上腺皮質釋放素等)、腦垂體(催產素、促腎上腺皮質素等)、松果體(褪黑素)等。
  • 在身體內有:甲狀腺(甲狀腺素)、腎上腺(皮質醇、腎上腺素去甲腎上腺素
    多巴胺)、性腺(雌雄激素)等。

這裡只列出了一部分內分泌腺體,與對應的一部分激素(其它還有很多),但我們仍能夠看出大腦對身體的“掌控”。

例如,下丘腦-腦垂體-腎上腺軸(即HPA軸)——可以用來合成皮質醇,其過程是:下丘腦先釋放——促腎上腺皮質釋放素,它可以作用腦垂體釋放——促腎上腺皮質素,它可以(隨血液循環)作用於腎上腺釋放——皮質醇。當皮質醇進入血液,除了展現其激素的作用外,還可以反作用於下丘腦與腦垂體,抑制它們“促激素”的釋放,從而形成一個——反饋調節環路

皮質醇——屬於腎上腺分泌的腎上腺皮質激素之中的糖皮質激素,在應付壓力中扮演重要角色,故又被稱為

“壓力荷爾蒙”,它會提高血壓、血糖水平和產生免疫抑制作用。


HPA軸——是神經內分泌系統的重要部分,參與控制應激反應,並調節許多身體活動,如消化、免疫、情緒、性行為、以及能量貯存與消耗。

事實上,皮質醇的一個重要靶組織,就是大腦中的海馬區,而海馬區正是HPA軸的一個主要的調控中心——也因此,長期過多的皮質醇(即壓力荷爾蒙),會損害海馬區,而海馬區的重要作用就是學習、記憶與認知。

那麼,大腦中的內分泌腺,又稱為——神經內分泌系統;其中的神經元,又稱為——神經內分泌細胞;其分泌的激素,又稱為——神經激素。而下丘腦和腦垂體,就是神經內分泌系統的首腦,它們主宰了身體的內分泌系統。

顯然,神經內分泌系統會產生各種“促激素”,通過血液循環抵達身體的內分泌腺,然後控制它們的工作,以產生相應的功能調節激素。

由此可見,大腦正是通過激素,來“遠程”控制身體各個器官,一起協同工作的。

激素與遞質的區別

首先,我們需要明確的是,激素遞質都是——指令信息。

那麼,指令就需要有接收執行者——這就是靶細胞,而具體到靶細胞,它是使用一些具有特定功能的化學分子來處理指令的,即受體(Receptor),又稱接收器。

受體可以嵌入在細胞膜上(即細胞膜受體),也可以位於細胞內部(即細胞內受體),它們能夠識別特定的指令(如激素、遞質、藥物、細胞內的信號分子等),並完成特定的功能(如改變細胞的代謝或運動,以及控制基因的表達)。

可見,作為一個靶細胞,只要有相關的受體,就可以處理相應的指令。而一個靶細胞可會擁有不同的受體,而不同的受體可以對同一個指令,做出不同的反應(即激活不同的信號通路),並且不同的受體對不同的指令,也可能做出相同的反應(即激活相同的信號通路)。

為何情況如此多變?因為進化是隨機試錯, 夠用留存。

而指令的本質,也是一種化學分子,它可由不同的細胞產生,也就是說,同一個指令可以由神經元產生——是遞質,也可以由腺細胞產生——是激素

例如,腎上腺素和去甲腎上腺素,既可以由腦內神經元產生,也可以由腎上腺髓質細胞產生。因此,這兩種化學分子既可以是遞質,也可以是激素,(相同的分子結構)不同的歸類主要取決於,靶細胞的位置和功能。

其次,大腦是主宰,對神經系統用遞質控制,對非神經系統用激素控制。因為非神經系統是獨立演化的,它們並沒有使用遞質通信,大腦要控制它們就要使用它們的指令,即

激素

那麼,激素遞質的顯著區別有以下幾點:

  • 遞質傳遞需要突觸結構,激素則不需要突觸結構。
  • 遞質是短距傳遞,僅在突觸間隙,激素則可以通過血液循環長距傳遞。
  • 遞質的作用過程迅速,激素的作用過程緩慢(因為長距傳遞)。
  • 遞質是神經系統的信使,激素是各種系統之間的信使。

其實,在生物進化史上,是先有的內分泌系統,然後才有了中樞神經系統,接著中樞神經系統就控制了內分泌系統,即:神經元控制了其它所有細胞。

最後,大腦的基本功能單元就是神經元,因此大腦中的神經元支撐了思想、認知與意識,所以大腦中的遞質與人類的

精神世界息息相關。

因此,為了維持大腦內的穩態,血腦屏障會阻止體內的大部分遞質激素進入大腦(如多巴胺),以保障大腦神經現實的正常運作。

但某些精神藥物除外,它們可以進入大腦影響遞質的釋放、分解與回收,從而改變人的思維、記憶、情緒、認知與意識等等。

神經遞質的種類

現在已知的神經遞質有很多(大約60多種),主要分為四大類:單胺類(生物胺,包括單胺類與多胺類)、肽類氨基酸類其它類

  • 單胺類有:兒茶酚胺類、
    血清素(5-羥色胺、或稱5-HT)、組胺、苯乙胺、色胺等。
  • 肽類有:阿片類、催產素(神經肽)、P物質(神經肽)等。
  • 氨基酸類有:穀氨酸、GABA(γ-氨基丁酸)等。
  • 其它類有:乙酰膽鹼、花生四烯乙醇胺、腺苷等。

其中上述子類細分如下:

  • 兒茶酚胺類有:多巴胺去甲腎上腺素、腎上腺素。
  • 阿片類有:強啡肽、腦啡肽、內啡肽(也稱腦內啡,即腦內嗎啡)。

以上,就是大腦內的主要神經遞質(常見但不在腦內的未列出),其中加粗標記的,就是與我們

身心狀態密切相關的六種神經遞質。

“心流基因組計劃”的共同創始人——史蒂芬·科特勒(Steven Kotler),在《盜火》一書中,指出:

“在心流中,就像我們所檢驗的大部分狀態一樣,六種強大的神經遞質——多巴胺、去甲腎上腺素、內啡肽、花生四烯乙醇胺、血清素和催產素——以形態各異的序列濃度開始發揮作用。這些都是能夠引起愉悅體驗的化學物質。事實上,它們是大腦所能產生的六種最令人愉快的化學物質,並且這些狀態是我們僅有的,可以同時體驗多種神經遞質的狀態之一。”

而與我們精神世界密切相關的神經遞質,則是苯乙胺色胺,它們又被稱為——

痕量胺。而痕量,指的是極小的量,少得只有一點兒痕跡。這意味著,這兩種神經遞質,在腦內只能以微量的形式存在,否則就會出現重大影響(精神意識的改變)。

瘋狂的天才藥理學家——亞歷山大·舒爾金(Alexander Shulgin),一生痴迷於研發精神藥物,並創造了200多種相關化合物。而他主要研究的對象就是——基礎胺化合物,即:苯乙胺色胺的衍生物。

在研究生涯中,舒爾金獨立實驗、以身試藥、詳細記錄,專注於探索人類精神世界的邊界,並最終打破邊界的束縛,將人類意識推向宇宙深淵之處,在那裡,精神感受與物質本源建立起了不可思議的深邃連接。

例如,他發現有些藥物,可以延緩時間感、推進時間感、引起強烈情緒反應,以及完全澆滅感覺。

最終,舒爾金將其所有研究成果,總結成了兩本書:《我熟知並熱愛的

苯乙胺藥物》(1991年出版,176種)和《我熟知並熱愛的色胺藥物》(1998年出版,55種)——在“地下化學界”,它們被稱為舒爾金的“烹飪書”。

是的,這兩本書裡所傳播的知識,在某些人(或機構)看來——就是無價的(物質與精神)財富,而在另一些人(或機構)看來——簡直就是空前的災難。

這裡值得一提的是,苯乙胺及其衍生物,大部分都含有苯基,因此也被稱為——苯基乙胺,而這種遞質的作用,就是讓人感到——小鹿亂撞、一見鍾情、心動心跳——愛情撲面而來的感覺。

解讀:六種心流遞質

六種與心流相關的遞質,在腦內的神經運作,將會改變我們的身心狀態,影響我們各種腦力——如創造力、直覺力、洞察力、感知力、想象力、及思辨力——的發揮水平,從而徹底轉換我們與現實世界的交互模式,最終帶來不可思議與意想不到的結果。

下面,我們將會針對這六種腦內遞質,進行粗線條、概括性(但傳神)的解釋說明。

多巴胺——行為動機、試錯學習、運動控制。核心詞:獎勵預測,即:顱內模擬獲得獎勵的可能性,就會釋放多巴胺,形成渴望與意願,但獎勵並未真正獲得。也就是說,多巴胺是我們能夠行動的驅動力來源。

例如,聲色犬馬學的快(高獎勵預測,興趣濃),縱情聲色難自控(低獎勵預測,不接受)。

至於運動控制,是因為負責運動協調的腦區(紋狀體,Striatum)依賴多巴胺才能正常工作,因此分泌多巴胺的細胞死亡(即黑質細胞),就會患帕金森疾病。

從此我們可以看出,運動是一件耗費能量的行為(如維持姿勢,或完成動作),沒有多巴胺提供獎勵驅動力,是無法進行的。

去甲腎上腺素——注意力、應激反應、運動能力。核心詞:立即行動,即:腦內釋放去甲腎上腺素(同時體內釋放腎上腺素),能夠讓我們迅速對環境信息,做出反饋行為。

例如,在地獄惡犬面前——戰或逃。

有趣的是,多巴胺是去甲腎上腺素的前體,也就是說要得到去甲腎上腺素,就需要先合成多巴胺。於是「多巴胺-去甲腎上腺素」可以理解為:先有動力,才能行動。

那如何才能有動力呢?——顱內模擬可以獲得的獎勵,即:獎勵預測。

血清素——心情、睡意、食慾、焦慮、抑鬱。核心詞:情緒調節,即:低濃度血清素自我否定,高濃度血清素自我滿足,而高度的自我滿足,又會誘發同理心與開放感。

例如,吃的少(飢餓)、睡不好(失眠)、心情差(經歷負面事件),血清素含量就會下降,於是就會感到焦慮,甚至抑鬱,這是用

痛苦獲得人的有限注意力,讓人反思當前情境,並做出改變的行為。

在此我們可以看到,同樣都是為了驅動人的行為

  • 多巴胺在於好奇、探索和學習——側重獎勵,即趨利;
  • 血清素則與生存狀態密切相關——側重懲罰,即弊害。

內啡肽——止痛、欣快。核心詞:痛快,即:痛並快樂著。

例如,當長時間、連續、中等至高強度的運動,把肌肉內的糖原用盡,內啡肽就會分泌。另外,辣椒素也能刺激分泌內啡肽。

而在進化過程中,內啡肽的作用,可以說就是大腦保命的“最後一搏”,為什麼?

因為短暫的疼痛,是為了激發身體弊害的行為,而持續性中等以上的疼痛,會讓身體長時間喪失弊害的能力,同時大腦也會失去判斷決策力——這隻會增加死亡的概率。

那麼此時,大腦給予內啡肽,先止痛讓身體可以弊害,再欣快讓思維可以高速運轉——如果這還不能擺脫危險,那麼也就Game Over了。

催產素——親密關係(愛情穩定,想要擁抱)、社交行為、信任合作、以及安全感。核心詞:情感連接,即:弱化自私個體,強化利益共同體。

例如,天生專一的田鼠,抑制其腦內的催產素,它們就會變得花心。而將催產素注入失去配偶的田鼠腦內(只有注入到分泌多巴胺的細胞內才有用),它們就會恢復到有配偶的穩定狀態。

可見,這種田鼠的專一屬性,並不是寫進基因的,而是通過催產素調控的。那麼事實上,催產素能夠刺激分泌多巴胺,多巴胺能夠刺激分泌催產素,從而形成一個反饋增強迴路,其作用就是加強——情感連接(這對基因遺傳至關重要)。

需要指出的是,女性體內(不是腦內)的催產素主要與生育功能相關(顯然這是在創造一種與子代極強的情感連接)。

花生四烯乙醇胺——減少痛苦和焦慮、增加輕鬆和愉悅。核心詞:愉快,即:在進食和睡眠等諸多情境下,減少痛苦和焦慮感,增加愉悅感,那麼與內啡肽不同,花生四烯乙醇胺的釋放場景不會讓大腦覺得“性命攸關”。

例如,在巧克力中就含有——花生四烯乙醇胺與苯乙胺,吃巧克力會讓人感到輕鬆愉悅,並可以暫時將煩惱拋之腦後。並且,通常會連續不斷地吃(直到吃完),這是多巴胺在時刻進行獎勵預測,以阻止降低獎勵的行為發生。

因此,我們可以看到這樣一個場景:飢餓令血清素下降,痛苦感上升,大腦開始幻想美食,多巴胺釋放,尋找食物的驅動力爆表,此時獲得一頓大餐,在品嚐的過程中,多巴胺濃度維持,讓人難以停止進餐,血清素回升帶來滿足,花生四烯乙醇胺釋放消除痛苦並帶來愉悅,那麼此時的愉悅就是

真正的獎勵,會被大腦記憶和學習(如在哪裡,吃的什麼,誰請的客等等)。

事實上,我們可以說,大腦給予的真正化學獎勵,就是:內啡肽和花生四烯乙醇胺,前者是生死獎勵,後者是生存獎勵,而多巴胺就是對這兩者的預測期望

那麼,既然是生存獎勵,花生四烯乙醇胺在心流時刻,就會帶來——將生存能力以指數級形式提高的“超驗感知”,如:強化情節記憶回想、激發感官經驗連接、產生創造性思維、湧現哲學性洞見、瓦解線性記憶、無自我意識轉變等。

簡述:其它主要遞質

以下介紹,主要是這些遞質在腦內的作用。

  • 乙酰膽鹼——自主系統調節(休息、消化、心率和性喚起)、控制肌肉收縮、鞏固記憶(參與海馬區運作)。
  • GABA——抑制興奮,令人舒緩平靜、焦慮消失、全身放鬆、輕微欣快。
  • 穀氨酸——激發興奮,在神經系統中最為豐富,可想而知與繁衍相關(基因的初心)。
  • 組胺——過敏反應、及大腦上皮層激活,因此抗過敏(如果抑制中樞神經的組胺運作)就會嗜睡。
  • 腎上腺素——增強鞏固記憶(腦內很少,主要在體內發揮戰或逃的作用,但戰或逃的記憶需要被記住,有生存意義)。
  • P物質——傳遞痛覺信息。
  • 腺苷——抑制作用與促進睡眠。

心流遞質的聯合運作

以下觀點,主要來自《盜火》中的描述:

  • 「多巴胺、去甲腎上腺素」——能夠提高注意力、加快肌肉反應次數、增強認知能力,幫助我們在信息中找到關聯性,同時還能加強愛情的浪漫之感。
  • 「內啡肽、催產素」——將母親與孩子、朋友與朋友聯繫起來。
  • 「花生四烯乙醇胺、血清素」——加強了我們信任、開放與親密的感受。
  • 「內啡肽、花生四烯乙醇胺」——減少疼痛,讓(化學反應中)生理上的痛苦不再傳遞,讓我們能夠對正在發生的事情,投以更多的注意力。
  • 「內啡肽、催產素、血清素」——能夠安撫大腦中的警戒中心,從而讓人感到強大、安全和放心。

接下來,我們來看一下,心流(Mental Flow)的激發過程:

首先,大腦分泌「多巴胺、去甲腎上腺素」是心流的前兆,它們能幫你集中注意力,提升敏感度。等你慢慢關閉掉大腦中的一些聲音,這時候你就會獲得平時沒有的視角,你看問題會有一種新鮮感。

其次,等到你進一步深入,大腦會分泌這「內啡肽、花生四烯乙醇胺」

,它們的作用是減輕痛苦,你的不適感和壓力都減弱了,這將進一步讓你集中注意力。

特別是這個「花生四烯乙醇胺」,它扮演者著一個重要的角色,即急速增加“橫向思考”(Lateral Thinking),這是我們在分離思想之間進行廣泛連接的能力。也就是說,它特別擅長建立遙遠的連接,把頭腦中兩種不同的東西連接起來,這就有可能帶來創造性的發現。

然後,當你真正深入到極致的時候,大腦將進入一種半睡眠的狀態,現在更多的區域關閉了,潛意識開始佔據主導地位。

最後,我們在潛意識為主導的心流狀態中,能夠接收和處理更多信息,更容易建立想法連接,計算的速度也更快。到了這一步,大腦會分泌「血清素、催產素」,讓我們感到和平、幸福、充滿信任感,正好有利於把信息綜合起來處理。

那麼,當人們體驗到一次完整的心流狀態時,大腦就會完成這

六種遞質的組合釋放,這也是大腦能產生的全部愉悅感的直接來源(其它激素或遞質,可以間接激發這六種遞質)。

因此,如果我們進入心流狀態,其實我們就開啟了大腦潛能的——“超級模式”

而同時,這六種遞質都對社交聯繫有所影響,於是當心流狀態在團隊(每個人)之間流動時,人與人之間的聯繫就會更為緊密,合作也將因此而加強,這種心流團隊現象,就被稱為——集體心流(Group Flow)。

心理學家——基思·索耶(Keith Sawyer),在《群體天賦》(Group Genius)中解釋道:

“這是一種巔峰狀態,群體成員都處在他們表現的頂點;對一個團體來說,在急速變化的情境下融合各自的行為與意識,即刻做出臨時調整,變得前所未有的重要。”

例如,對海豹突擊隊成員來說,轉換一旦打開,其間的體驗清楚而明顯。他們的意識開始改變,不再如同分離的個體一般行動,而是像同一個單一的實體、同一個忙碌的精神一般運作。正如指揮官戴維斯(化名)所說——當他們在高危、高風險地區執行任務時,那種集體意識是他們完成任務唯一的方式。

心流的意義

奧地利心理學家——維克多·弗蘭克,在《活出意義來》一書的序言裡,說道:

幸福,不是追求就能得到,它必須因緣際會……是一個人全心全意投入並把自己置之度外時,意外獲得的副產品。”

而積極心理學奠基人之一——米哈里·契克森米哈賴,在《心流》一書中,指出:

“人們最常述及的心流體驗的特徵就是,在心流中會把生活中所有不快樂的事忘得一乾二淨。這是因為要想從活動中汲取樂趣,必須

全心全意地專注於手頭的工作,所產生的重要副產品——就是心流狀態下的心靈,完全沒有容納任何不相關信息的餘地。”

因此,心流就是快樂的源泉。

接著更進一步,契克森米哈賴在《心流》中,認為:

“每個人畢生都面臨著不計其數的挑戰,而每次挑戰都是一個獲得幸福的良機。掌控生命殊非易事,有時根本就是一種痛苦,但日積月累的最優體驗(即心流體驗)會彙集成一種掌控感——說得更貼切些,是一種能自行決定生命內涵的參與感——這就是我們所能想象的,最接近所謂“幸福”的狀態。”

因此,不斷地追求心流體驗心流

,其實就是處在了一種幸福的狀態。

結語

本文所討論的神經遞質,都是內源性的,也就是說,都是我們大腦根據神經現實的運作需要,而自己產生的。

其中六種心流遞質,可以改變我們的身心狀態,即身體和精神的工作模式,我們可以從主觀感受的角度來進行記憶:

  • 多巴胺和去甲腎上腺速,主導——追求目標與執行行動。
  • 內啡肽和花生四烯乙醇胺,主導——潛能發揮與愉悅獎勵(止痛算是一種獎勵)。
  • 血清素和催產素,主導——自我評價與合作互利。

顯然,心流狀態是我們可以通過訓練,來抵達的一種

“超級”工作模式。

那麼,苯乙胺與色胺屬於精神遞質,可以改變我們的精神世界,即精神底層的運作規則,這是與心流遞質改變模式完全不同的。

也就是說,心流遞質只是切換大腦的工作模式,這是系統所支持的功能,就像CPU和GPU可以超頻一樣;而精神遞質卻可以修改大腦的底層設定(如時間空間感,甚至感知超維空間),這是系統穩定運行的基石,就像修改計算機系統的配置表一樣,會帶來意想不到的結果,如藍屏。

因此,我們可以將苯乙胺與色胺,視為——微劑量虛擬現實

而可以推測的是,精神遞質有其固有的進化功能(如誘導其它遞質),其運行量有極為嚴格的控制,但超過系統

閾值量,就會帶來認知知覺的根本性改變,即:改變了生物系統與物理系統的底層交互邏輯——而這就是一個典型的,隨機進化冗餘功能的體現。

那大腦為什麼會發生精神遞質的閾值過載?

答案就是,精神疾病(即系統錯誤)與外源性藥物(即精神遞質的化學衍生物),而外源性藥物一般都是用來治療精神疾病的,如抗抑鬱藥。在此不忘了,從歷史統計來看,天才是與精神疾病密切相關的,如阿斯伯格綜合徵(Asperger Syndrome),就被稱為“天才病”。

最後,如果說大腦是自私的,即:大腦奴役了身體,神經元奴役了其它細胞,那麼大腦中幾百億的神經元誰又在主宰誰?神經元為何要構建意識?意識需要聽命於神經元嗎?以及神經元需要服從於基因嗎?

這些都將會在以後的文章中,逐一深入探討。


  • The Role of Neurotransmitters(Very Well Mind)
  • Memorable Psychiatry and Neurology(YouTube)
  • 可汗學院相關視頻
  • 維基百科相關詞條
  • 《盜火》

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