认知迭代 | 爱赌博的大脑与爱学习的大脑有何不同?如何塑造?

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导读:为什么你的大脑经常跑神?

为什么爱因斯坦的大脑异于常人?

你了解自己的大脑嘛?

认知神经科学教授海蒂·约翰森-伯格(Heidi Johansen-Berg)在文中如此解答。


一个成年人的大脑有860亿个神经元以及数万亿的连接,这是相当了不起的工程壮举。大脑发育成熟时,它已经经历了一段不可思议的旅程。成年人大脑的主要工作就是作为一种模式识别和归纳机器,在后台不停运转,理解当前正在发生的事情及其与已经存储的记忆之间的关系。


这些记忆的唯一来源就是经验,正因为如此,婴儿和孩子非常适合学习,他们对周围的事物充满了无尽的好奇心。这些基础工作一旦完成,大脑对日常生活的处理就会转为自动模式,由潜意识来负责搞清楚当下发生的事情,决定我们应该如何应对。


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01、爱因斯坦的大脑有何不同?


一项关于大脑变化的证据来自对于人类志愿者的脑成像研究,研究发现,学习新技能时,人的大脑会发生生理变化,形成新的区域来应对全新的工作。


这其中最广为人知的可能就是埃莉诺·马奎尔(Eleanor Maguire)对伦敦出租司机的研究。在过去的10年里,马奎尔通过研究发现,出租车司机需要花费大量的时间记忆伦敦的交通路线,才能通过“知识测试”(the Knowledge)——测试司机对伦敦市中心320条路线、25万条街道和2万个地标的记忆。通过“知识测试”的司机,其大脑中负责空间记忆的后海马体(posteriorhippocampus)会变大。


通过“知识测试”并获得资格证书需要两到四年的时间,而且测试本身的难度也非常大。马奎尔发现,大脑为了应对这一挑战,必须在空间记忆上投入更多的资源,这样就会使海马体中产生更多的脑灰质。同样的研究表明,鉴于大脑内部有限的空间本身就已经拥挤不堪,后海马体变大必将导致相邻的前海马体缩小,这一变化会使司机在特定的视觉记忆任务中表现更差。


这一方面的原理变得有些复杂起来,因此我联系了牛津大学功能脑成像中心负责人、认知神经科学教授海蒂·约翰森-伯格(Heidi Johansen-Berg)。这几年来,我跟她就我所写的各种文章进行过很多次谈话,她从来不会夸大其词,因此在我看来,她是能够抛弃华丽辞藻的宣传、如实陈述事实的完美人选。我请她在电话中给我讲解目前我们对大脑可塑性。


掌握的情况,虽然那段时间我基本上一直麻烦她对各种文章做出评论,但她还是同意了我的请求。


约翰森-伯格告诉我,新的连接——所谓的“一起被激发的神经元,会连成一气”——不太可能是造成大脑扫描成像中某个区域变大的原因。“这听上去很吸引人,似乎是你在学习新事物时可能会发生的事情,但由于这些连接所占的空间极小,核磁共振成像几乎不太可能探测得到。”


如果让脑灰质增加的并不是新连接,那么是什么呢?约翰森-伯格也想找出答案,因此她对这一领域的研究进行了梳理,随后在《自然神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上发表了一篇综述文章。她在文章中总结道,大脑的变化涉及很多方面,但目前还不清楚究竟是什么导致了大脑扫描仪上显示的某些区域变大,或者(更有可能的是)大脑的这些变化是不是各方面原因共同作用的产物。

更有趣的是,通过对爱因斯坦的大脑进行研究,人们发现在他负责抽象思维的大脑区域中,星形胶质细胞的数量多得超乎想象。因此,星形胶质细胞也许不能像神经元那样有着闪电般的传输速度,但它们却能够帮助我们进行思考。或者如低调的约翰森-伯格所言,“我们越来越多地意识到自己错过了关于星形胶质细胞的一些重要信息”。


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02、大脑可以改变吗?


动物研究表明,在星形胶质细胞忙于执行自身功能的同时,将它们与神经元相连的血管也会产生新的分支。当大脑的某一区域努力运转时,更多的血液就意味着更多能量、氧气和保持活跃细胞高效运转所需的其他物质。作为对大脑变化的一种解释,虽然新的血管听起来没有像新的神经元和新的连接那样令人激动,但血管大约占到脑灰质的5%,如果血管不断扩展,那么很可能就会形成足以在扫描图像中观察到的变化。若真如此,那么人们口中的“重塑大脑回路”可能更像是“重新修缮管道”。


脑白质是大脑中连接不同区域的长距离连线,其连接的大脑区域可能相距几厘米之远。几乎你所做的任何思考都需要来自多个脑区的输入,因此不同区域之间的连接程度和长距离连接之间的电信号传播速度会在很大程度上决定大脑处理信息的效率。

而我们自身的不良习惯,如过量饮食或从赌博中获得快感,可能会造成一些毫无用处的连接方式。


脑白质因其表面覆盖白色的脂肪髓磷脂(myelin)而得名,这些脂肪覆盖在神经元轴突表面,使其与外界绝缘,同时使电信号以10倍的速度沿轴突传递。当我们重复某些想法和行为时,更多的电流就会通过神经元,大脑就会从正常速度的连接升级为超快速连接。


更多细节可以通过以下这种方式来表述:电流活动会刺激“谷氨酸”(glutamate)的释放,这会吸引少突胶质细胞(oligodendrocyte),这些细胞开始运作,从而形成由神经元细胞膜构成的脂肪绝缘螺旋。某些大脑回路中活动的增加也会使得神经元连线变得更长、更密集或拥有更厚的脂肪层。


03、先告诉自己会成为什么样的人,然后再做你该做的事!


一旦神经元轴突上覆盖了髓磷脂,这个额外附加的绝缘层就会抑制神经元的分支,保护传递信息的“高速公路”不被分流或减速。这就是我们常说的“恶习难改”的原因之一。


现在看来,那些心怀壮志想要拥有全新大脑的人,最好还是一次只选择一种技能,然后专注于此。目前我们并没有发现能够像慢跑锻炼身体一样作用于大脑的活动,甚至有可能根本不存在类似的活动,于是,这就又回到了我关于改变大脑的第一个结论:选择自己想要改善的方面。那么!可以先告诉自己会成为什么样的人,然后再做你该做的事!


幸运的是,我所选择改善的每一个方面都有大量的神经科学家和心理学家在研究这些技能的工作原理,以及如何提升自己的表现。相较于“变得更聪明”的理想情况,我选择了一些更为具体的技能,因此也至少有机会在各个特定领域得到提升,不过具体会有哪些改进还有待观察。我不清楚伦敦出租车司机到了纽约是不是比一般人导航能力更强,也不知道他们大脑中丰富的空间知识是不是仅限于伦敦街区。再比如,如果我在面对突然降临的灾难时能够控制自己的恐惧,那是不是也能让其他情绪消失?


更重要的问题是:花这么大功夫改变自己的大脑是否值得——仍然需要等待时间来解答。正如一位神经学家看到我列出的目标清单时所评论的那样:“到最后,你要么变成女超人,要么变成一团糨糊……”那么您想摆脱自己的缺陷吗?您想改变大脑吗?您想改变吗?心动不如行动!如果想,那么就找出具体方式每日坚持吧!


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