每天,大脑指挥我们度过平凡或非凡的一天——从醒...
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大脑是人体最重要的器官,离开它,其他器官都无法
工作,即便工作,我们也感觉不到。
大脑是记忆、思想和感觉的存储库,是身体的司令部,
是意识的发源地。
每天,大脑指挥我们度过平凡或非凡的一天——从醒
来到入睡,以及期间发生的一切。它使人体进行复杂又微
妙的活动,如运动、情绪和思考;它使我们从无意识变得
清醒,甚至是超级清醒;它使我们用望远镜观察恒星,用
显微镜观察分子——而这些仪器也是用大脑发明的。
以前,我们对大脑的了解主要通过观察受损的大脑或
者研究动物的大脑(毕竟解剖活体人脑进行研究是不道德
且非法的)。
如今,专业的影像技术和仪器设备为我们了解大脑打
开了新的窗口;众多的志愿者们也同意对自己的大脑进行
扫描,如冥想中的僧侣和性爱中的伴侣。研究人员利用功
能 性 磁 共 振 成 像(functional magnetic resonance imaging,
fMRI)等技术观察思想、情感和动作发生时的大脑,知道
了我们在吃饭、生气、听歌、跳舞、睡觉、性爱或冥想时哪
些脑区得到激活。
导言
2 大脑的一天:掌控你的生命节律
有些发现的确令人惊讶。
例如,我们常把大脑比作电脑,其实大脑更像一个设
计过度复杂却用来做简单事情的鲁布·戈德堡机械。它集
错综复杂的功能、程序及连接于一体。也许是进化的缘故,
大脑结构复杂,不仅像是一团纠缠不清的线路结构,更像
经纬交错的丝织物。
大脑既不像古代颅相学模型那样有明显的管理区块,
也不同于几十年前脑科学基础文献中的描述。
大脑其实是很灵活的,其功能区并不是一成不变的。
研究发现:产生爱、合作和信任的脑区及神经递质,同样
会产生欲望、癖好和恐惧;做爱、吸毒和摇滚产生相似的
大脑活动;记忆是由几个不同脑区共同完成的,睡觉时主
要进行短期记忆;音乐对多个脑区有影响;在紧要关头,
大脑的情感中心杏仁核发挥作用;杏仁核与其他神经环路
有广泛连接。
最令人兴奋的发现是你的大脑神经元是用进废退的,
并可以再生。大脑的某些部位受损时,其他部位会接管其
功能。许多出于治疗考虑而切除半个大脑的人也可以很好
地生活(参见“人只需要半个大脑吗?”)。
该书叫作《大脑的一天:掌控你的生命节律》,并非指
每个人的大脑都是相同的。实际上,我们的大脑都很独特,
并且受年龄、基因、种族、民族、文化、家庭、饮食,甚至
出生顺序的影响——正是这一切造就了独一无二的个体。
然而,大多数人的脑部活动和大脑结构基本类似,除了衰
老、疾病和创伤等极端状况。
你可能既不是计算机专家也不是脑科学家。但你可能
3导言
你知道吗?
大脑中约有 1000 亿个神经元和 4000 万亿个神经连接。至今
尚无确切的数字。
大脑本来有更多的细胞和神经连接。在你出生时,已失去了
一半的神经元。青少年时期,大脑为达到最佳功能,会失去更多
神经元。
大脑很大,有许多皮褶和板层,如果平铺开来,面积是现在
的 3 倍多。
大脑需要很多能量,虽然只占身体的 2%,但当你休息时,
会吸收 20%的身体能量。
大脑神经元可再生。科学家发现大脑能在某些区域建立新的
神经连接并能再生神经元以满足新的需求,直到老年。
大脑适应能力很强。它会通过学习内外部经验发挥新的功能。
一个动作或想法,重复得越多,就需要越大的大脑空间。例如,
音乐家演奏乐器时控制手指的脑区比其他人的大出 130%。年轻
时大脑适应性最强,但老年人也可以通过训练提高适应能力。
大脑可以自我修复。就像园丁修剪玫瑰一样,大脑会弱化较
少使用的神经连接,增强有用的连接以改善记忆。
压力会使大脑萎缩,冥想和锻炼可以增强大脑并且帮助提高
减压的能力。
大脑表层是没有知觉的。当你触摸它时(像外科医生一样),
它什么也感觉不到。只有内部受到刺激时它才会有所感觉。这使
得患者在医生进行复杂的脑部手术时能够保持神志清醒。
4 大脑的一天:掌控你的生命节律
很想知道:每天大脑都发生了什么?哪个脑区做了什么?
怎么做?何时做?为什么做?该书告诉你在平凡抑或非凡
的一天中大脑每个小时都会发生什么。
大脑的结构
大脑约有 1.4 千克重,由血管、神经和脑脊液构成,像
个大核桃,但比核桃柔软。它位于颅骨内,像有褶皱的凝
胶物质。
作为人类进化不同阶段的产物,大脑由下至上分为三
部分。
原始脑,如脑干或后脑,位于脊柱顶端,是最先出现
的脑组织。它负责呼吸、心跳、消化、动作反射、睡眠和唤
醒等生理功能。它包括脊髓和小脑,脊髓负责把信息从大
脑传向其他部位,而小脑则负责协调平衡,比如骑自行车
或接球。
再往上,大脑分成两个半球,中间是连接左右半球横
行神经纤维束的胼胝体。两个半球大致左右对称。这两个
半球非常相似,但并非完全一样,功能略有不同。通常的
说法是,右半脑与创造力相关,左半脑与逻辑相关。不知
什么原因,大脑半球之间及身体其他部位之间的信息传递
是交错进行的,右脑控制我们的左侧,而左脑控制我们的
右侧。
边缘系统在中脑深处,其主要部分环绕大脑两半球内
侧形成一个闭合的环。它负责调节性激素、睡眠周期、饥
饿、情绪和成瘾性等。
5导言
其中,杏仁核负责处理生存需求和情绪(如恐惧和愤
怒)等,并做出“战逃反应”(fight-or-flight reaction);海
马体负责短期记忆;下丘脑调节生物钟和激素平衡;丘脑
将感觉信息传递给大脑、边缘系统和脊髓;基底神经节围
绕丘脑运转并具有运动调节功能;所谓的“愉快中枢”或
“奖赏中枢”也在边缘系统,包括伏隔核和腹侧被盖区。
大脑的表层是凹陷的沟和隆起的回,这是我们经常描
述的大脑的样子。这些沟回也被称为身体的“皇冠上的宝
石”。“皇冠”是指大脑表层很薄的大脑皮质(或新皮质)。
为什么大脑会消耗很多能量?
大脑需要很多能量,它虽然只占体重的 2%,但当你休息时,
它会吸收 20%的身体能量——比其他任何器官都要多,这也许是
大脑从不休息的缘故。
科学家认为大脑用 2/3 的能量保证神经元的簇状放电或相互
传递信息。《美国国家科学院院刊》的一项研究表明,大脑用剩
余 1/3 的能量进行细胞维护。
细胞维护对于保持脑组织活力及生理化学反应非常重要。带
电的钠离子、钙离子和钾原子(或离子)不断通过细胞膜使神经
元得以充电。腺苷三磷酸为这些离子提供穿过细胞膜所需的能量。
研究人员测量了实验鼠体内的腺苷三磷酸,发现越是在警觉状态
下这种物质就需要的越多。实验鼠被击昏后,产生的腺苷三磷酸
比轻度麻醉时少了 50%。所以科学家认为,腺苷三磷酸主要是用
于细胞维护的。
6 大脑的一天:掌控你的生命节律
这是大脑进化的最新结果,有人说正是这部分使我们真正
成为了人类。它控制着思想、推理、语言、计划和想象力。
大脑皮质有 4 个主要的区域被称为脑叶。额叶负责语
言、动作和推理;枕叶负责视觉;耳朵上方的颞叶负责听
觉、语言理解和音乐欣赏;顶叶在大脑顶部和两侧,是躯
体感觉中枢,接收关于气味、温度、触觉和动作的信息,
也负责阅读和计算。
大脑不仅有上述结构,还有生物化学物质和脑电活动。
大脑各部分都有被称之为神经元的神经细胞,它们负
责全身的信息传递。有些神经元长约 1 米,多数会伴随我
们一生,不像其他细胞那样会死亡和更新。突触是神经元
之间信息传递的桥梁。通过突触间隙传递信息的化学物质
是神经递质,或者微弱的神经脉冲。每个神经元与成千上
万的神经元进行联系。数以亿计的毛细血管供养着我们的
大脑,将氧气、葡萄糖、营养素和激素等输送到脑细胞。
神经递质
已知的神经递质有 100 多种,还有更多的有待发现。
科学家们发现许多激素也能起到神经递质的作用。以下是
大脑每天使用的一些神经递质:
乙酰胆碱:可以激活细胞、引起肌肉收缩,并参与清
醒、专注、生气、攻击和性行为等活动。阿尔茨海默病就
与乙酰胆碱的缺乏有关。
谷氨酸:一种主要的兴奋性神经递质,广泛分布在大
脑中,与学习和记忆有关。
7导言
人只需要半个大脑吗?
半脑切除手术是对于无法以其他方式控制的癫痫的极端解决
方案。如果癫痫患者每天发作数十次以上,同时具有抗药性,脑
外科医生可能进行半脑切除手术。如果不这样治疗,其他大脑部
位就会受到损害。
令人惊讶的是,这种手术通常对患者的人格或记忆无明显影
响。这是否意味着人只需要半个大脑就够了?是,又不是。手术
后患者可以生存下来并且脑功能良好,但会有一些身体残疾。哪
些身体部位受影响取决于手术时患者的年龄。对于成年人,身体
一侧可能出现明显的功能丧失或某些视力障碍。如果左半脑被切
除,多数人会有语言障碍。
患者在接受半脑切除手术时年龄越小,患有语言障碍的可能
性就越小。神经外科医生曾对 3 个月大的孩子进行这种手术。这
些小患者们的记忆和人格后来都发育正常。
1975—2001 年在霍普金斯大学接受半脑切除手术的 111 名儿
童当中,86% 的人癫痫从未复发,或者有轻微可控的癫痫,无须
医治。另一项研究发现,接受过半脑切除手术的儿童一旦癫痫治
愈,学习进步很快:一个成为班里的冠军投球手,一个成为州里
的国际象棋冠军,其他在大学里成绩优异。
研究人员正在探索大脑的剩余部分是如何获得语言、感觉、
动作和其他功能的,这对研究大脑的适应能力有很大帮助。
γ-氨基丁酸:重要的抑制性神经递质,有助于保持身
体各系统平衡,能调节焦虑。
8 大脑的一天:掌控你的生命节律
内啡肽:既是一种神经递质,也是一种激素,可以减
轻疼痛感并增加愉悦感。英文 endorphin(内啡肽)由 end
和 orphine 组成,有大脑自我制造的类吗啡物质之意。
肾上腺素:能够使人保持警觉与血压平衡,当你需要
能量的时候,它的分泌量就会增加。它是由肾上腺在压力
下产生并释放的。肾上腺素分泌过高会增加焦虑或紧张感。
去甲肾上腺素是肾上腺素去掉 N-甲基后形成的物质,具有
类似的作用。
多巴胺:对于运动、注意力、动机和快感至关重要,
它也是导致成瘾性的关键因素。
5-羟色胺:又名血清素,有助于调节体温、记忆、情
感、睡眠、食欲和情绪。许多抗抑郁药都是通过调节 5-羟
色胺起作用的。
催产素:既是一种激素,又是一种神经递质。它与分
娩、母乳、母爱、浪漫及信任有关。
生物钟:掌控每天的生活节奏
你做的任何事情都要受体内生物钟的掌控。并且,生
物钟与身体中的许多细胞都有着密切的联系,受地球自转
的影响,以 24~25 小时为周期。
人体生物钟分为主时钟与周围时钟,主时钟位于大脑
深处,是受下丘脑视交叉上核控制的,它可以掌控各种日
常生理波动和周期,如体温、血压、心率、激素水平、睡眠
等。它告诉大脑松果体何时释放褪黑素以促进睡眠,何时
停止分泌让你醒来。
9导言
科学家发现活跃的时钟基因不仅存在于视交叉上核中,
而且散布全身。一些器官和组织有着不同的生物钟,这
些周围时钟控制着身体对外界的反应,如运动、压力、温
差等。
周围时钟有些很准确但不够灵活,有些不大可靠但可
受到意识控制。它们掌控你身体的功能与行为,甚至你的
寿命,它们决定人体细胞分裂的次数。
一天中的最佳时间
根据人体生物钟的节律,一天中有做事情的最佳时间
吗?可能是有的。时间生物学就是研究生物体内与时间有
关的周期性现象的。时间生物学与现代医学相结合的时间
医学就是研究人体生物节律在医疗上的具体应用,从而帮
助我们保持健康、治疗疾病。许多身体功能、疾病及健康
状况会在特定时间达到顶峰或低谷(参见“日常生物钟”)。
例如,每个妈妈都知道,孩子通常晚上发高烧,第二天清
晨体温就降低了,我们健康人的体温也遵循这一节律。医
生们发现化验时间、治疗时间以及用药时间都可能会影响
治疗效果。
每个人的生物钟都是独一无二的,了解其节律能使我
们更健康。一般而言,人分“百灵鸟”型和“夜猫子”型,
前者早睡早起,后者晚睡晚起。并且,患者接受化疗、手
术、服药或其他治疗的时间与疗效有重要关系。人们对以
患者需求为导向的医学和个性化医疗越来越感兴趣,对生
物钟的研究前景非常看好。
10 大脑的一天:掌控你的生命节律
日常生物钟
尽管每个人的生物钟都不相同,但还是有一些生物钟的基本
规律。以下数据来源广泛,只代表一般情况,可能与你的生物钟
节律不一致。
凌晨 1:00 孕妇最可能分娩。
免疫细胞辅助性 T 淋巴细胞达到峰值。
凌晨 2:00 生长激素水平最高。
凌晨 4:00 体温和呼吸达到最低值。
哮喘易发作。
早上 6:00 月经易发生。
血液中胰岛素水平最低。
血 压和心率开始上升,此后 4 小时,心脏病和
心梗易发作。
肾上腺皮质激素水平升高。
褪 黑素水平下降,同时腺苷水平上升,促进大
脑清醒。
早上 7:00 花粉热症状发作最明显。
早上 7:30 褪黑素分泌停止。
早上 8:00 心脏病和卒中的发生率最高。
类风湿关节炎症状最明显。
辅助性 T 淋巴细胞数量最少。
肠部蠕动最频繁。
上午 10:00 早起的人进入精力最旺盛的时刻。
正午 12:00 血液中的血红蛋白水平处于峰值。
11导言
下午 2:30 身体协调感最佳。
下午 3:00 握力最强,呼吸频率和反射灵敏度最高。
下午 5:00 心血管强度和肌肉力量达到最佳水平。
下午 6:00 尿流量最大。
下午 6:30 血压最高。
晚上 7:00 体温最高。
晚上 9:00 痛阈最低。
褪黑素分泌开始。
晚上 10:30 肠部蠕动减缓。
晚上 11:00 易过敏。
12 大脑的一天:掌控你的生命节律
第一部分
13导言
早上 5点至 8点
意识恢复:
睡醒与感知
上一秒,你还酣睡如泥,深陷梦乡。下一秒,你和大
脑就清醒了。
唤醒你的可能是闹钟的尖叫、婴儿的啼哭、垃圾车的
嘟嘟声,或者是其他原因,如咖啡的香气、轻柔的摇晃、
溅到身上的冷水、饥饿、口渴或尿急等。曙光初现时,我
们体内的生物钟便开始工作,促进激素和神经递质的分泌,
帮助我们清醒过来。
事实上,唤醒需要几分钟的时间。这不仅是一个神经
活动的过程,更需要外界刺激、神经化学物质及体内生物
钟的相互协作,才能让你起床,并保持清醒。
体内的“闹钟”
大脑的预警系统,即网状激活系统,一检测到风吹草
动,比如烦人的闹钟声,便会唤醒你。该系统是史前时代
从睡梦中醒来
第 1 章
早上5点
15第 1 章 早上 5 点 从睡梦中醒来
遗留下来的,能帮你迅速觉察危险并即刻醒来。
网状激活系统如同一位看门人,接收外界的刺激和
感觉。检测到新情况时就会变活跃,刺激大脑醒来,并保
持一整天的清醒和警觉。它将脑干与皮质、感觉器官及边
缘系统连接起来,帮助处理和调节大脑的活动和意识,网
状激活系统是通过脑内,主要是丘脑内,四通八达的神经
纤维完成上述工作。丘脑是感觉输入和大脑皮质之间的
通道。如同小网一般,网状激活系统中的纤维“捕获”来
自感觉系统的信号,使我们了解身体或周围环境中发生的
事情。
蓝斑是网状激活系统的一部分,可以感应到新的、突
然的或刺耳的刺激并迅速做出反应,同时它还是大脑中去
甲肾上腺素的主要生产线。去甲肾上腺素是一种神经递质,
在压力或其他刺激下释放。一旦网状激活系统检测到某种
情况,如咆哮的剑齿虎、泼溅的冷水或闹钟的响铃,蓝斑
就会生成强大的化学物质让你变得警觉。
当黑夜逝去,白昼到来时,体内的另一个“闹钟”便
开始响起。它是人体内嵌的昼夜节律生物钟,被称为视交
叉上核,是两个由上万个神经元组成的微小的神经元束。
它位于大脑深处,紧挨着视神经。
晨光照射到视网膜上时,感光细胞就会向视交叉上核
中的神经元发出信号,刺激其放电。随即,视交叉上核启
动一个生物开关,指挥松果体停止褪黑素的分泌,开启清
醒程序,并让你一整天都保持清醒。
16 大脑的一天:掌控你的生命节律
大脑中的神经化学物质
睡觉时,一种对睡眠和觉醒周期有很大影响的神经化
学物质腺苷分泌减少,新陈代谢减慢,在大约凌晨 4 点达
到最慢。早上 5 点,随着意识恢复,大脑中的神经化学物
质使新陈代谢加快。
神经递质乙酰胆碱将信息传递给大脑预警系统的其
他部分。当杏仁核检测到可能的生存挑战(如“警报响
了!”),海马体会帮助判断需要集中多少注意力和记忆力
来对付这一刺激(如“这只是起床闹铃,而非火灾警报”),
并帮助做出目标设定及决策(如“忽略闹铃,再次迟到的
话,可能会丢了工作,所以最好现在起床”)。
与此同时,其他的神经递质也加入进来,包括调节情
绪和使你不随意运动的必需物质血清素,以及负责随意运
动和专注力的必需物质多巴胺。随着皮质醇水平的升高,
体温、血压开始上升,呼吸变得急促。这些唤醒系统在你
醒来后,还会继续运作。活跃的网状激活系统对于保持意
识清醒至关重要。事实上,如果大脑内的网状激活系统停
止发射信号,你可能会再次进入睡眠状态。网状激活系统
受损则会导致昏迷,大量的全身麻醉药品和某些镇静剂就
是作用于大脑的这一部分。
一天中的大部分时间,视交叉上核都很活跃,帮你保
持清醒。直到夜幕降临,大脑中促进睡眠的化学物质如褪
黑素和腺苷的水平上升,你便再次昏昏欲睡。
17第 1 章 早上 5 点 从睡梦中醒来
是“百灵鸟”还是“夜猫子”?
对有些人而言,从睡眠到清醒似乎需要更长的时间。
有的人能即刻醒来,眼睛一睁便行动自如,头脑清醒。有
的人则费劲得多,似乎对人体生物钟反应迟缓,在床上动
一下或发出点声音都很困难,半个多小时还睡眼惺忪。
有些人早睡早起,有些人晚睡晚起。科学家尚不知其
原因,但两者的区别我们都心知肚明。如果你不知道自己属
于哪一类(或不确定别人属于哪一类),可以参考以下问卷,
它列出了“百灵鸟”和“夜猫子”截然不同的生物钟。括号
内的数字是每个答案的得分,分数的说明在问卷结尾处。
你是“百灵鸟”还是“夜猫子”?
1. 早餐:早上醒来后半小时,你食欲如何?
A. 非常差(1)
B. 差(2)
C. 好(3)
D. 非常好(4)
2. 早上醒来后半小时,你感觉如何?
A. 非常疲惫(1)
B. 疲惫(2)
C. 神清气爽(3)
D. 非常神清气爽(4)
3. 第二天没有任何任务时,与你通常的睡觉时间相
比,你会什么时间上床?
A. 很少或从不晚于通常的睡觉时间 (4)
18 大脑的一天:掌控你的生命节律
B. 比通常的睡觉时间晚 1 小时以内 (3)
C. 比通常的睡觉时间晚 1~2 小时 (2)
D. 比通常的睡觉时间晚 2 小时以上 (1)
4. 你自己刚刚开始一个新的健身计划,一位朋友建议
你在早上 7 点到 8 点之间参加他的健身课,两者兼
顾你会表现如何呢?
A. 状态很棒 (4)
B. 状态不错 (3)
C. 状态不好 (2)
D. 心力交瘁 (1)
5. 一般晚上什么时间,你会觉得疲惫,需要上床
睡觉?
A. 晚上 8:00—9:00(5)
B. 晚上 9:00—10:15 (4)
C. 凌晨 1:15—1:45(3)
D. 凌晨 1:45—2:00(2)
E. 凌晨 2:00—3:00(1)
6. 如果晚上 11 点睡觉,你会有多疲惫?
A. 毫不疲惫 (0)
B. 有点疲惫 (2)
C. 疲惫 (3)
D. 非常疲惫 (5)
7. 假如一天晚上,你必须在凌晨 4 点至早上 6 点之间
保持清醒,而第二天你没有任何任务,下面哪种做
法最适合你?
A. 直到早上 6 点才上床睡觉 (1)
19第 1 章 早上 5 点 从睡梦中醒来
B. 凌晨 4 点前小睡片刻,早上 6 点后正式睡觉 (2)
C. 睡到凌晨 4 点,早上 6 点后小睡片刻 (3)
D. 睡到凌晨 4 点,早上 6 点后保持清醒 (4)
8. 假如你可以选择自己的工作时间,但必须每天工作
满 5 小时,你想从什么时间开始工作?
A. 午夜至早上 5 点(1)
B. 凌晨 3 点至早上 8 点(5)
C. 早上 8 点至上午 10 点(4)
D. 上午 10 点至下午 2 点(3)
E. 下午 2 点至下午 4 点(2)
F. 下午 4 点至午夜(1)
9. 你每天什么时间段感觉最棒?
A. 午夜至早上 5 点(1)
B. 早上 5 点至上午 9 点(5)
C. 上午 9 点至上午 11 点(4)
D. 上午 11 点至下午 1 点(3)
E. 下午 5 点至晚上 10 点(2)
F. 晚上 10 点至午夜(1)
10. 你认为自己是早睡早起型还是晚睡晚起型?
A. 早睡早起型(6)
B. 早睡早起多于晚睡晚起(4)
C. 晚睡晚起多于早睡早起(2)
D. 晚睡晚起型(0)
计分:最高分 46 分,最低分 8 分,把每道题得分相加,
分数越高,你越有可能是“百灵鸟”;分数越低你越有可
能是“夜猫子”。
20 大脑的一天:掌控你的生命节律
感官开始工作
当你跳下床,开始每天早上的例行公事时,你的感
官也随之醒来,帮你度过这一天。冲澡、刷牙、系鞋带
时,你可能不会去思考,也无须思考,因为你的大脑在潜
意识中指挥着这些行为(参见“大脑更喜欢‘自动驾驶模
式’”)。
为什么男性醒来会勃起?
对于健康的男性,醒来时勃起是相当普遍的。事实上,阴茎
勃起可能是身体的一种自然状态(女性同样存在类似的夜间勃起
现象,参见“晚上 10 点 浪漫与性爱”一章)。
通常,夜间勃起与性梦或憋尿关系不大。在快速眼动睡眠阶
段男性会经历 3~5 个周期的勃起。女性也有类似现象,阴唇、阴
道和阴蒂处于充盈状态。
这些勃起通常不会使我们醒来。研究人员尚不明确勃起的原
因。有些人认为在睡眠中阴茎勃起是保持性器官血液供应的自然
之道。
也有人认为,勃起可能是身体的一种自然状态。多数时间,
交感神经系统会抑制包括勃起在内的许多功能。而在快速眼动睡
眠阶段,连接脊髓的蓝斑中的交感神经会关闭,从而允许夜间
勃起。
研究人员对清晨勃起很感兴趣,认为它能为解决勃起障碍提
供线索。如果一个有勃起障碍的男人,早上会正常勃起,则问题
可能是心理上的而非生理上的。目前对女性的勃起研究不多。
21第 1 章 早上 5 点 从睡梦中醒来
但是任何简单或无意识的动作都涉及许多复杂的记忆、
感觉和肌肉功能,是多个脑区和来自不同感官的信息综合
加工的结果。
举个喝咖啡的例子。你闻到了咖啡的香气,这会唤起
你关于咖啡的记忆,使你想喝杯咖啡。环顾四周,你看到
了咖啡壶,听到它咕嘟咕嘟冒泡的声音。然后你起身,穿
过房间,给自己倒了一杯咖啡。在几毫秒内,大量神经信
号穿过多个脑区,额叶帮你做出喝咖啡的决定。
感官的协作
在上面那个喝咖啡的例子中,每一步都需要不同感官
和脑区来接收和解释信息。大脑必须让视觉、听觉与触觉、
嗅觉、平衡感、空间感协调一致。它必须决定穿过房间需
要激活哪些肌肉,拿起杯子和咖啡壶时需要多大力气,何
时倾斜咖啡壶,何时停止倒咖啡,咖啡是否足够浓郁,是
否需要加糖或牛奶,是否太热或太凉。
嗅觉勾起了你对咖啡的向往。嗅觉是我们最强烈、最
古老的感觉,与记忆、性和生存息息相关;甚至细菌也可
以“嗅出”毒药或养料,危险或安全。嗅觉帮我们选择性
伴侣,保存或美好或糟糕的记忆。许多动物依靠嗅觉来获
悉对方的性别、等级、领地及生殖状况,并识别自己的配
偶或后代。
嗅觉与记忆密切相关。一种熟悉的气味会突然把你带
回过去,甚至几十年前。法国作家普鲁斯特(Proust)仅凭
回忆的力量,写就了 3200 页的巨著,而这一回忆是由一种
22 大脑的一天:掌控你的生命节律
法国小蛋糕——玛德琳蛋糕的味道和气味所激发的。
研究表明,普鲁斯特是正确的,嗅觉可以帮助大脑对
记忆进行编码。在一项研究中,志愿者在玫瑰花香中记住
了几个物品的位置,然后他们中的一部分人在玫瑰花香中
入睡。相比那些睡眠中没有花香的同伴,他们能更清晰地
记住物品的位置。因为花香可能会重新激活暂时储存在海
马体的记忆。
这不足为奇,尽管与其他哺乳动物相比,人类的嗅觉
相对较弱,但我们在嗅觉层有 347 种不同类型的感觉神经
元,用于感知传到鼻子内的气味。每一种感觉神经元都能
检测到不同的气味。我们所知的不同香味和臭味,就是这
347 种感觉神经元共同作用的结果。这与视力类似,我们看
到的每一种颜色,都是由视网膜上的 3 种感觉神经元(对
红光、绿光、蓝光敏感的视锥细胞)的信号组合而成的。
信息流过视网膜,经过视神经到达丘脑、枕叶皮质时,
视觉会告诉你应该去哪里。此时,大脑必须做出各种调整,
才能“真正看到”物体,如咖啡壶。由于光线穿过晶状体
时是经过交叉的,所以影像在被接收时发生了倒置。由于
双侧视神经部分纤维在视交叉处相交,大脑的两个半球从
双眼接收到的信息略有不同。大脑将这些数据整合成三维
效果,然后整齐地将图像翻转至正面朝上。最后顶叶和颞
叶将大脑“看到”的图像呈现出来。
听觉帮助你在时空中自我定位。声音进入耳膜,经过
包括丘脑在内的几个复杂的处理和过滤中心,最后到大脑
皮质的颞叶,进一步解析和处理形成听觉,例如,言语会
被转移到左半脑的语言中心。
23第 1 章 早上 5 点 从睡梦中醒来
触觉与运动
如果说嗅觉是我们最古老的感官,那么触觉就是我们
在新生儿时期的第一感官。当我们醒来,它会让我们的大
脑充满各种感觉,同时对运动也至关重要,它会指引我们
起床并走向厨房。位于大脑中央沟正后方的区域负责处理
触觉信号,该区域与运动相关(更多关于运动的信息,参
见“早上 7 点 一大早的情绪”一章)。触觉让我们知道我
小白鼠的兴奋剂——咖啡的香味
当你吸入咖啡的香味时,你会更警醒,部分原因是我们的大
脑把这种气味等同于清醒。
咖啡带来兴奋感有一定的科学依据。根据《农业与食品化学》
杂志上的一篇研究报告,至少对小白鼠来说,咖啡的香气本身就
可以帮它减压。
科学家让实验鼠,包括有些睡眠不足的小白鼠,吸入烘焙
咖啡豆的香气。结果发现,这种气味激活了小白鼠大脑中 17 种
不同的基因,其中 13 中产生的蛋白质可以保护神经细胞免受压
力的伤害。这项实验尚未在人类身上进行(在这项研究中,需解
剖小白鼠的大脑),但是众所周知,咖啡因可以抵消腺苷的作用,
而腺苷是一种促进睡眠的激素。
你也可以自己进行非科学研究,不用再花 4 美元去买拿铁咖
啡了,你只需走到柜台旁,深深吸气,光是咖啡的香气就足以开
启你元气满满的一天哦。
24 大脑的一天:掌控你的生命节律
们的手指何时会碰到并抓住咖啡杯,它还会指引手指将杯
子端向嘴唇。
科学家们正试图弄清触觉是如何在分子层面工作的。
触觉所涉及的神经末梢极其微小,而且为数众多。触觉感
受器像网络一样遍布我们全身,数量有 600 万 ~1000 万之
多。有关这些信息收集者的确切位置尚无太多信息,因此
要了解触觉可能会很棘手。
触觉感受器在我们身体上分布极其不均,内脏器官上
很少。当大脑表面被触摸时,我们也毫无感觉。但是皮肤
(人体最大的器官),特别是口腔周围和性感带,触觉感受
器数量众多。嘴唇可比粗糙的脚底要敏感好多倍呢。
当然,你肯定对此早有了解。事实上,我们都是在吃
过苦头后,才知道身体的哪个部位更敏感。
不同的触觉
触觉会给你的世界带来快乐或痛苦,对保护身体免受
伤害也至关重要。那些丧失触觉的人,包括感觉不到疼痛
的人,会无法避免伤害。这就是为什么有些麻风病和糖尿
病患者,由于丧失了感知疼痛的神经,最终会因为四肢严
重受损,必须截肢。
身体表面感受到的信号,如发痒、剧痛、钝痛、灼痛、
呵痒、抚慰、冷热等,会进入脑岛和前扣带回皮质。身体
内部的感觉,如当你终于喝到早晨第一杯热乎乎的咖啡时,
那种令人振奋的感觉,被映射在你的脑岛中。
研究人员对主动触觉和被动触觉进行了区分。被动触
25第 1 章 早上 5 点 从睡梦中醒来
觉是指人体接受到外界的感觉,如太阳照在脸上、风拂过
头发、早上淋浴的温暖、妈妈的爱抚等。主动触觉是指我
们用手、脚或嘴来主动探索周围环境,如喝一口咖啡、光
脚走在潮湿的草地上、咬一口成熟的芒果。主动触觉有利
于大脑对周围物体形成全面的了解。主动触觉和被动触觉
对早期大脑发育都至关重要。通过手、脚、嘴积极探索周
围环境,可以促进许多动物幼年时期的生长发育。
大脑更喜欢“自动驾驶模式”
你起床开始每天早上习惯性的行为时,可能不会考虑太多,
也不需要考虑太多。许多脑区会潜意识地引导这些行为,这也是
大脑喜欢的方式。
对于需要练习的工作,我们会有意识地去学习,比如正确地
刷牙、用牙线清洁牙齿、弹钢琴或骑自行车等。此时,大脑必须
集中注意力。但是一旦你掌握了它们,大脑便会将其转移到一个
较低的意识层面,这样你就无须思考你在做什么。事实上,如果
你太过于关注细节,只会把一切搞砸。
大脑喜欢这种自动状态,并且不断地尝试“自动驾驶模式”。
它试图从意识中移除思维过程,这样就能更快速、更高效地完成
工作,并且代谢成本也更低。
意识是缓慢的、容易出错且代价较高的。它会引起化学反应
和突触连接的变化,而这需要消耗大量的氧气和葡萄糖。换言之,
意识需要更多的能量。但随着练习和熟练掌握,这些活动所涉及
的神经网络会逐渐缩小,并被转移到无意识区域,如运动皮质、
小脑和基底神经节。
26 大脑的一天:掌控你的生命节律
被动触觉很重要,在许多文化中,治疗性按摩是常规
医疗保健的一部分。许多研究人员认为,孩子早期的肌肤
接触会影响其日后的智力水平、社交能力和情感发育。在
实验室中,幼鼠一旦与母鼠分离,生长激素的分泌会立刻
减少。
婴儿如果太久没有肌肤接触,如许多孤儿院的孩子,
在很多方面就会无法正常发育。研究表明,在孤儿院度过
人生头两年的儿童,可能后期会分泌较少的催产素,这是
一种能增进情感、关爱和信任的激素。有证据表明,对早
产儿的全身按摩疗法可以降低应激激素水平,并促进体重
增加和生长发育。
(译者:顾艳艳)
早上 6 点,你的脑子差不多清醒了。但是,到底是
“谁”醒来了?什么是“意识”?清醒的过程中,仿佛我们
的意识离开了身体,然后又回来了。如果是这样,那“意
识”之前去了哪里?
“意识”是神经科学的一大未解之谜。我们对意识都
有体会,但到底什么是“意识”?它处于大脑的什么位置?
这些问题太富于挑战,在很长一段时间内只有哲学家才能
回答。但随着新的影像技术的出现,研究人员正逐渐解开
这个谜题。
意识涉及很多方面。不同于哲学意义上的意识,科学
家们认为意识可以分为不同的层次和水平,从意识到无意
识是一个连续体。一端是警觉状态,即科学(和我们)所
认为的清醒和感知,另一端则是深度睡眠和昏迷。
神经网络贯穿整个大脑。但研究人员认为,到目前为
止,我们只能有意识地了解发生在大脑皮质的部分活动信
息。特殊影像技术显示,我们只能有意识地感知大脑皮质
意识清醒了
第 2 章
早上6点
28 大脑的一天:掌控你的生命节律
联合区所处理的信息。
意识在哪里?
大脑皮质联合区负责对身体的意识感知和认同,如行
动计划、空间认知、方位、想象力。该区域与边缘系统(情
感记忆中心)的杏仁核和海马体(认知记忆的组织者)密
切相关。
你醒来开始为今天做计划时,前额皮质便开始工作了。
它是人的意识中心,负责有意识地制订计划、解决问题、
处理想法。它与眶额皮质合作,后者关注目标及行为后果。
有些研究人员认为它是道德、伦理和良知的家园。
发达的大脑,高超的骗术
我们人类都属于“智人”,拥有庞大的大脑,我们的近亲猴
子和猿也是如此。通常,随着体型和代谢需求的增加,物种的脑
容量会增大。根据这个说法,人类、猴子和猿的大脑体积与两倍
于其体型的动物不相上下,这主要得益于新皮质(大脑皮质的一
部分)的大量发育。
大脑体积和行为之间具有有趣的相关性。2004 年的一项研究
表明,在灵长类动物中,随着大脑新皮质的增大,欺骗行为也随
之增多。也就是说,大脑最发达的物种成员之间最容易互相欺骗,
也会欺骗敌人或捕食者。当然,就体型与大脑体积的关系而言,
人类大脑的体积远超过了其他所有动物。
29第 2 章 早上 6 点 意识清醒了
大脑皮质联合区的颞叶,与枕叶相邻,可以帮助你识
别场景、物品和面孔,比如你的卧室、闹钟和睡在你旁边
的面孔。同时它也处理声音、旋律和语言,比如时钟收音
机上的早间新闻。在颞叶上还发现了被称为“韦尼克区”
(Wernicke’s area)的语言中心,它位于大多数人的大脑左
半球,能记录单词和简单句子的意思。
情绪、记忆与意识
第一个孩子出生时的喜悦、“9·11”恐怖袭击事件的
可怕、车祸濒死的体验……你的情绪让这些事情栩栩如生,
在脑海里挥之不去。
情绪、记忆和意识不可分割地交织在一起,以下研究
告诉我们它们的相互联系。
杏仁核是边缘系统的一部分,能产生、识别和调节情
绪。情绪作为神经生物学家所称的潜意识的行为,是记忆
与边缘系统共同作用的结果。
杏仁核产生并处理无意识的情绪状态和体验。它主要
负责识别来自周围环境的危险或可能造成身体伤害的信息,
并通知你做出“战逃反应”。有些研究人员认为杏仁核还参
与了与恐惧无关的情绪,比如好奇心、行动意愿等。
欲望、满意、满足等情绪与伏隔核和腹侧被盖区(大
脑中的“奖赏回路”)密切相关。当检测到积极或令人向往
的情况时,它们与神经递质多巴胺和其他强大的化学物质
共同作用,来提醒大脑皮质和其他脑区。
记忆内容对于意识至关重要,它决定了哪些经历是危
30 大脑的一天:掌控你的生命节律
险或令人期待的。大脑研究人员称有意识的记忆为陈述记
忆。科学家把陈述记忆分为两种。语义记忆是无特定背景
下个体对周围世界中一切事物的认识,如乘法表,与具体
的人、地点或时间无直接关系。情景记忆则是对个人亲身
经历的记忆,其核心是自传式记忆,是自我和自我觉知的
基础。目前的理论认为,海马体负责情景记忆,其周围皮
质控制语义记忆。
扣带回皮质位于负责情绪的边缘系统和掌管思维的大
脑皮质之间,它控制警觉性,并与许多复杂的内脏和躯体
活动及痛反应有关。此外,扣带回皮质与额叶紧密合作,
来识别和纠正错误,这对记忆和生存至关重要。
神经元之间的连接网络
关于意识是如何工作的,学界尚未达成共识。有些研
究人员认为这是大量神经元共同努力的结果,但他们尚不
清楚,来自不同脑区的神经元是如何聚集在一起,并协作
形成意识的。也有研究人员认为,特定的意识知觉对应于
特定的神经元群或脑区,或者意识是一个过程,而非发生
在大脑中某个位置。
但是他们都一致认为,意识的发展有赖于大脑皮质神
经元之间的连接网络。大脑皮质上的神经元之间的连接数
量众多,远远超过与其他脑区的神经元的连接数量。这可
能意味着大脑思维时更多的是在自言自语,而非与控制感
觉输入和运动的脑区进行对话。
研究人员认为,某些意识状态是通过大脑皮质的神经
31第 2 章 早上 6 点 意识清醒了
连接网络在瞬间完成的。在短时间内,大脑皮质的数十亿
神经元之间的突触连接可以突然加强或减弱,让来自神经
网络特定区域的神经细胞暂时共享信息。这是一种短暂的
团队合作,类似于一个社区里的居民为了建谷仓而暂时聚
集在一起劳动。
“小灰细胞”和白质:大脑里的髓磷脂
意识最有可能存在于大脑灰细胞,这会让我们想起阿
加莎·克里斯蒂(Agatha Christie)对笔下主人公赫拉克
里·波洛(Hercule Poirot)的智能的爱称“小灰细胞”。灰
细胞是大脑负责思维的神经元,但这些灰细胞能否正常工
作,大脑中的白质起着举足轻重的作用。
神经系统发育方面的专家 R. 道格拉斯·费尔兹(R.
Douglas Fields)认为,灰细胞构成了大脑皮质中排列密集
的灰质。灰质是大脑半球的表面,负责思考、计算和决策。
但这一层薄薄的灰质下面才是大脑的基石——白质,它几
乎占据了人类大脑的一半,远高于其他动物。
长期以来,科学家们认为,多数情况下白质是被动的,
只起到绝缘神经元的长臂——轴突的作用。但现在他们认
为,在掌握心智和社交方面,白质的作用可能和灰质同样
重要,并有助于解释为什么上了年纪再学新东西有难度。
白质由数量众多的神经纤维组成,在中枢部,由神经
元的轴突或长树突集聚而成。大脑剖面中的白质组织是大
量叫作髓磷脂的白色脂肪物质。髓磷脂对于神经元传递神
经信号至关重要,尤其是能促使神经冲动在负责思维、感
32 大脑的一天:掌控你的生命节律
觉和运动的脑区快速传递。
研究表明,白质的数量与智商直接相关——白质越多,
智商越高。最新研究还表明,有不同心理体验的人,白质
数量会有所不同。那些曾被极度忽视的孩子,胼胝体(连
接大脑两半球新皮质的联合纤维束)的髓磷脂含量比普通
孩子要少 17%。
髓磷脂在我们出生时仅部分形成,一直到 20 来岁,它
在大脑的不同区域才逐渐完成发育,从后脑逐渐遍布至
前脑。
“对于需要长时间练习和重复的学习活动,以及需要大
量整合大脑皮质相距较远的不同区域的学习活动,白质起
到了关键作用,”费尔兹说,“比起祖父母,儿童的大脑还
在大量形成髓磷脂,因而学习新技能就要容易得多。”
这或许可以解释为什么会有最佳学习期。不同年龄的
乐器演奏者的脑成像显示,那些从小(即尚处于髓磷脂形
成早期)开始演奏乐器的人,髓磷脂遍布整个大脑。而那
些成年后才开始演奏乐器的人,只有前脑的白质比小时候
有所增加,该部分的髓磷脂尚在形成中。这也可以部分解
释髓磷脂的形成时间和发育程度是如何影响自控力(特别
青少年的自控力)和某些精神疾病的。相较于正常人,患
有精神分裂症、注意缺陷多动障碍、双向情感障碍、自闭
症的患者,甚至病理性说谎者的大脑中白质更少。
髓磷脂缺陷或缺失可导致多种疾病,包括多发性硬化
和大脑性瘫痪。有证据表明,髓磷脂生成过程中的问题还
会导致其他问题。比如,诵读困难是大脑一块负责数据处
理的区域发生异常引起的。脑成像显示,这些区域中的白
33第 2 章 早上 6 点 意识清醒了
质数量减少,这可能引发了异常。白质异常反映出髓磷脂
发育过程中的缺陷,以及影响白质连接的神经元发育异常。
另外,髓磷脂在大脑中会被定期分解与生成,但在中
年(约 45 岁)以后,再生过程开始减缓。随着年龄增长,
我们都会逐渐失去部分髓磷脂。当髓磷脂减少时,运动员
会逐渐失去其优势;遇到闯红灯的汽车时,我们的反应会
变慢;我们会发现学习网球或下棋变得更难了。
一项关于运动反射反应时间和髓磷脂的研究结果表明:
反射速度在 39 岁时达到峰值,这也与髓磷脂的减少有关。
为什么大脑的外表面有褶皱?
早在 19 世纪,一些科学家就认为,大脑的表面形态与其功
能有关。随着脑科学的发展,这种想法现在看来似乎颇为幼稚。
但现代技术显示,这些科学家至少在一定程度上是正确的,毕竟
大脑的表面形状与某些功能是相关的。
众所周知,思维和所有其他形式的意识经验都发生在大脑皮
质,即大脑的最外层,这也是其如此复杂的原因所在。在进化过
程中,随着人类大脑变大,我们需要比头骨更大的空间来容纳大
脑。褶皱可以在不增大头部大小的情况下,增加大脑的表面区域。
实际上,大脑皮质组织的面积,大约是颅骨内表面的 3 倍大。
这种褶皱结构绝非随意形成。如同撑开的皮筋,神经纤维束
处于拉紧状态。大脑中紧密相连的区域彼此拉近,在它们之间产
生凸起,形成隆起的“山脊”(即回);而连接较弱的区域彼此分
开,形成大脑皮质上低洼的“山谷”(即沟)。脑组织的伸缩也会
影响大脑皮质的构造和单个细胞的形状。
34 大脑的一天:掌控你的生命节律
此外,包括记忆在内的其他大脑功能也会受其影响。阿尔
茨海默病等与年龄相关的疾病可能也与髓磷脂的缺失有关。
正如费尔兹所言,中年之后你仍然可以学习新技能,
但根据我们现在所知,你不可能成为世界顶级的钢琴、象
棋或网球选手。
心脏病发作和卒中的尖峰时刻
早上醒来可是件有风险的事儿。调查显示,卒中和
心脏病发作的高峰期在早上 6 点到正午之间。没人知道确
切原因,但可能是由神经递质及与清醒和压力有关的激素
(如肾上腺素、血管升压素、皮质醇)所导致的。也可能与
有些人在工作日醒来时,一想到工作便压力山大有关。
此时此刻,血压上升最快,皮质醇在体内的含量达到
睡眠时的 10~20 倍。它能让你迅速清醒,快速行动,使你
体温升高,心跳加速,血压很快达到峰值。
皮质醇水平偏高时,可能会对你的大脑和心脏造成伤
害,尤其是当你血压高,且血管弹力不够,或者动脉里有
斑块堆积时。皮质醇的突然增加,可能会对本已脆弱的心
脏造成压力,或使血块松动。你起床之后,皮质醇含量会
逐渐降低,血管收缩剂去甲肾上腺素便会帮助机体处于警
觉状态。
(译者:顾艳艳)
一大早就生气了?大清早,愤怒、冲突及偏执的想法
就出现在了我们的大脑。这是一个比较“艰难”的时刻,
多数人都状态不佳,尤其对于生活在同一屋檐下着急出门
的父母、伴侣、孩子或者室友。
谁送孩子们去上学?谁喝最后一杯牛奶?谁该去洗碗?
这些都可能成为导火索。矛盾会快速升温,你可能会做出
后果严重的行为。你的血压升高,你可能摔门、摔盘子,
或者冲出家门避免事态升级。
事实上,大脑控制着你的情绪,你只是暂时不理智了。
当然,生气可能是有原因的,但是大脑杏仁核已准备
做出反应。生气与杏仁核有关,它是大脑中一个杏仁形状
的区域,负责控制人的情绪,是警惕、恐惧、攻击等基本
情绪的产生地。
清晨一系列感官印象涌入负责感觉接收和分类的丘脑
时,杏仁核就要工作了。一觉察到威胁,比如厨房里一句
俏皮话,它就会马上促使下丘脑引发一系列神经化学反应。
第 3 章
早上7点
一大早的情绪
36 大脑的一天:掌控你的生命节律
它让肾上腺分泌皮质醇和去甲肾上腺素等化学物质,使身
体处于高度警觉状态,增加压力、郁闷及愤怒感。
所有这些原始的情绪都有“刹车系统”。神经递质血清
素能调节情绪平衡并保持良好心情,前额皮质的腹侧区是
控制冲动行为的关键区域,能帮我们抑制愤怒之类的情绪。
但是,前额皮质有时不太负责,尤其在大清早,它受
到杏仁核的抑制。这也难怪,从杏仁核到大脑皮质的神经
连接要比反方向的神经连接多得多。研究表明,有攻击性
的人前额叶通常不太活跃。
理智与血清素
不吃早饭你更容易发脾气。妈妈唠叨一句:“该吃早饭
了”,你就会发脾气。她可能认为不吃早饭会引发低血糖,
其实更科学的解释是引发低血清素。
血清素是由色氨酸等营养物质参与合成的,而色氨酸
只能从饮食中摄取。所以,我们没吃东西时,比如在清晨,
血清素水平就会下降,人也变得烦躁。
科学家早已知悉血清素对情绪调节的重要作用。有些
抗抑郁药(如百忧解)所影响的关键神经递质就是血清素。
这类抗抑郁药也被称为选择性 5-羟色胺再摄取抑制药,是
通过增加大脑中的血清素含量来保持情绪稳定的。
多项研究表明,男性(特别是罪犯)的低血清素水平
与冲动和暴力行为有关系。当然,这种联系也可能与睾酮
有关,因为研究并未在女性身上发现暴力和低血清素水平
的联系。
37第 3 章 早上 7 点 一大早的情绪
血清素在情绪调节中的作用尚不明确,但它似乎与攻
击性、愤怒及大脑控制愤怒的能力有关。当血清素水平低
时,触及敏感话题,我们就不太能够控制自己的反应。低
血清素水平与强迫症、焦虑、抑郁及其他感觉不好的许多
症状有关。
血清素也影响到我们对公平的认知。在一项研究中,
科学家暂时降低了一组志愿者的血清素水平,并让他们
参加“最后通牒博弈”——一种基于不公平资源分配的游
戏。血清素水平正常的志愿者也参与其中。研究发现,那
些血清素水平较低的人更容易在提议中感到不公平,并拒
绝不公平的分配方式,以剥夺另一参与者的筹码。此项研
究的负责人——剑桥大学心理学家莫利·克罗基特(Molly
Crockett)和同事认为这项研究显示了血清素水平和攻击性
行为之间的直接关系。
安抚暴躁的清晨野兽
一旦发火,你就很难控制自己。但你可以通过以下措施,防
止刺激杏仁核:
1. 提前做好计划以减少仓促决定和冲突,如在前一天晚上准
备好衣服、午餐、报纸、公交卡和零钱等。
2. 设置好闹钟早起一点,以避免时间紧张。
3. 吃好早餐以提高血清素水平。
4. 进行几分钟的拉伸、太极或瑜伽、深呼吸、10 分钟的冥想
等。这些都能有效地避免愤怒,而且冥想还会舒缓清晨的压力。
38 大脑的一天:掌控你的生命节律
血清素的合成依赖于色氨酸,而色氨酸只能从饮食中
摄取。其最好的食物来源包括热巧克力、燕麦、香蕉,富
含蛋白质的食物如牛奶、酸奶和鸡蛋。嗯?这不就是早
餐吗?
冥想有助于控制情绪吗?
好多人以清晨冥想来开启一天的生活。他们发现,这
有益于大脑。冥想可以直接作用于大脑,使它放下戒备、
恢复平和、洞悉敏锐,让我们一整天都能平静明晰、有条
不紊。
影像学研究表明,长期的冥想可以改变大脑构造、增
厚皮质、改变脑波类型和节奏、磨炼专注力。同时,冥想
还可以减少焦虑、降低血压、舒缓压力。
冥想有古老的历史,能使人内心平静,专注于某一事
物、想法、感觉或无所关注,从纷繁杂乱的思想和情绪中
得以解脱。
研究表明,冥想可以帮助大脑驱散愤怒及其他负面情
绪。威斯康星大学麦迪逊分校的理查德·戴维森(Richard
Davidson)便是一位冥想者。他一直在研究藏传佛教僧侣
及其他长期冥想者的大脑,观察冥想时大脑内发生了什么。
藏传佛教僧侣每天冥想很长时间,以期把自己从情感,
尤其是消极情感中解脱,并培养对世间万物的仁爱之情。
这些终生冥想者们说,尽管他们中的许多人面临身心上的
极大挑战,但他们的焦虑、烦恼和悲伤比不冥想的人要少
得多。
39第 3 章 早上 7 点 一大早的情绪
戴维森的同事们对 8 名冥想的僧侣进行了脑成像检
测,结果发现他们大脑内的伽马波明显更多。这种波频率
从 25~42 赫[兹]不等,在意识增强时出现。它们是由新
皮质中活跃的神经元产生的,与意识和知觉相关。僧侣冥
想时伽马波水平是静息状态下的 2~3 倍,高于以往任何科
学文献的报道(病理状况除外)。这种影响在额叶上负责情
绪调节的两个区域中尤为明显。对照组的 8 名刚刚接受了
冥想训练的志愿者也接受了脑成像检测,结果显示他们大
脑中伽马波增加很少。戴维森认为,这是僧侣们拥有强大
情感控制能力的神经学依据。
在另一项不涉及冥想者的研究中,研究人员展示给志
愿者令人不安的图像,并观察其大脑活动。他们注意到那
些使用策略使自己在精神上游离的人应对得更好,并且其
前额皮质更活跃。当额叶神经元活跃时,边缘系统,尤其
是杏仁核的神经元便安静下来。
冥想与大脑
冥想通常不被视为宗教行为,但它与某些宗教祈祷类
似,如念经、唱圣歌、专注于人神合一等。与冥想相比,
对祈祷时的大脑研究相对较少,但对修女祈祷时大脑的研
究发现了与僧侣冥想时类似的脑部活动。
对神的信仰从何而来?大脑天生就有灵性吗?由于精
神上的探索及神秘体验由来已久,且几乎存在于所有文化,
科学家们试图研究是否大脑中某个部位负责创造神的概念
或与神交流,这一新的研究领域被命名为神经神学或精神
40 大脑的一天:掌控你的生命节律
神经科学。
利用现代神经科学的研究手段,科学家们试图发现在
祈祷或冥想时,大脑中发生了什么。有些科学家认为,神
秘体验发生在大脑的特定区域——颞叶。但也有科学家认
为还有更广泛的生物学基础。
到目前为止,科学家们仍未达成定论。借助于影像技
术,研究人员在人们祈祷、冥想或神秘体验时观察其大脑,
可以发现某些大脑活动。但大脑活动发生的区域和强度因
人而异,也因从事的活动而异。
神秘主义者所描述的神秘体验各不相同,很难说清,
可能是传统宗教意义上的,也可能是对宇宙或自然的敬畏
之情。
佛教冥想者们达到心神合一时,其脑成像显示,负责
感觉的顶叶活动骤减,而参与计划与专注的右侧前额皮质
活动增多。对数百名佛教冥想者大脑的另一项研究,发现
了类似的现象,但是活动增多的是左侧前额皮质。此外,
最有经验的冥想者,大脑活动最少。
对祈祷中的方济会修女的脑成像检测,也发现了类似
的脑部活动。对正感受到神秘体验,喃喃自语跟上帝交流
的修女们进行脑成像检测的结果显示,其前额叶的活动有
所减少。还有一项研究,让修女们回忆与上帝交流的经历,
结果显示:与社交情感相关的脑岛和与恋爱有关的尾状核
活跃程度较高。
修女们的宗教体验需要多个脑区的参与。“大脑颞叶上
没有某个具体负责的部位,”此研究的负责人马里奥·博勒
41第 3 章 早上 7 点 一大早的情绪
加徳(Mario Beauregard)说,“是遍布全脑的神经网络共
同作用的结果。”
研究人员认为,冥想有积极的效果。最近的研究表
明冥想可以提升专注力。威斯康星大学麦迪逊分校的戴维
森及其同事,曾让 17 位接受了 3 个月冥想集中训练的人
和 23 位冥想新手完成一项专注力任务。他们必须连续挑
选出嵌入在一系列字母中的两个英文数字。和大多数人一
样,新手们挑不出第二个数字,因为他们仍专注于第一个,
这种现象被称为注意瞬脱。相比之下,所有受过集中训练
的冥想者都选出了那两个数字。这表明冥想练习能提高专
注力。
哈佛大学神经科学家萨拉·拉扎尔(Sara Lazar)及同
事的初步研究显示,冥想甚至可以延缓大脑衰老。2005 年
发表在《神经科学杂志》上的一篇论文指出,与 15 位不冥
想的人相比,20 位资深冥想者大脑的特定区域更厚。冥想
者的前额皮质和右前脑岛,比不冥想者厚 0.1~0.2 毫米。最
年长的冥想者的厚度增加最多,这与通常的衰老过程是相
反的。
不同的神秘体验可能来自大脑的不同区域。有人认为
某些神秘体验不过是大脑中的灵光一现,或是癫痫发作。
颞叶癫痫患者往往有更多的神秘体验。颞叶处轻微的电磁
刺激也可以使一部分人产生宗教上的幸福感。
无论源头是什么,无论它发生在哪里,祈祷和冥想都
能让我们更快乐、更健康。这也激励着研究人员去寻找方
法,让更多的人体验到这种愉悦。
42 大脑的一天:掌控你的生命节律
冥想与同情
祈祷和冥想还可以帮助大脑学会同情。一项对长期冥
想者的研究表明,经常专注于仁爱,会影响大脑中负责同
情的区域,人们可以通过训练来培养同情心。
安托万·卢茨(Antoine Lutz)和他的同事们,包括戴
维森,对 16 名资深冥想者(包括一些藏传佛教僧侣)和
16 名冥想新手的大脑进行了 fMRI 扫描。他们分别测量
了两组人在两种情况下的大脑血流量:一种是在不冥想状
态下;另一种是在冥想过程中听到女人的尖叫或婴儿的笑
声时。
这些资深冥想者一听到女人的尖叫,脑岛便立刻被激
活。并且,听到女性的尖叫或婴儿的笑声时,资深冥想者
的某些脑区,如右侧颞顶联合区(负责理解别人的情绪),
比冥想新手更活跃。
该研究并未证明同情心是可以习得的,但它提供了这
种可能性,并对抑郁症之类疾病的治疗有所帮助。同情心
也可以帮助我们更好地避免国内外的冲突。
(译者:顾艳艳)
你早上离开家,到一个去过的地方时,可能不会想该
走哪条路。一定程度上,这归功于大脑对地标的记忆。海
马体是位于大脑深处的一对微小的海马状结构,可以帮助
创造新的记忆,在空间上标记我们的行动,在时间上标注
我们的经历。但是,也有一种专门的神经元,负责在心象
地图上标记你曾去过的地点。
研究人员认为,我们在大脑中绘制了所处环境的心象
地图。当我们处于特定位置时,海马体中的某些细胞(即
位置细胞)会放电,从而在心象地图上标注我们的经历及
发生的地点。
在对小白鼠进行的实验中,研究人员还发现了网格细
胞,位于大脑的内嗅皮质,比位置细胞更具有特异性。研
究人员让小白鼠在一个大的区域自由活动,研究其大脑活
动。结果发现小白鼠大脑中有一种专门的神经元,可以在
周围环境的心象地图上投射出三角形构成的网格图,当小
白鼠移动到网格的特定位置时,网格细胞会放电,来记录
你找到路了吗?
第 4 章
早上8点
44 大脑的一天:掌控你的生命节律
它们的位置和路线。
这一惊人的发现仍有待进一步证实,到目前为止,只
对小白鼠大脑中的网格细胞进行了研究。但是众所周知,
多数哺乳动物的导航系统是相同的。这也可以解释我们如
何在心象地图上不断更新自己的位置,并在时间和空间上
将其与我们的个人经历联系起来。也有研究人员认为,网
格细胞中的空间数据,有助于海马体创造情境,来形成和
储存自传式记忆。
仅仅是对地标的简单记忆,就能很好地解释我们是如
何找到路径的。通过对简单的地标记忆以及查阅地图的研
究,我们发现某些雄性哺乳动物和雌性哺乳动物的大脑有
不同的认路系统。
男人不爱问路吗?
通过估算距离和方位可以找到一个新的地方,这一方
法被称为航位推算法。男人比女人更擅长这一方法。但在
记路标和看指示牌方面,女性可能更擅长。
大脑顶叶皮质的部分区域参与空间知觉,男性的这个
脑区比女性要大。然而脑成像显示,女性的海马体要大于
男性。海马体参与记忆储存、空间知觉和心象地图绘制。
这些差异或许可以解释为什么男性和女性在寻找路径
时使用不同的技巧,却无法解释为什么男性即使迷路了也
拒绝问路。难道是路标指路对习惯了航位推算法的男性没
有帮助吗?
从事学习和记忆研究的神经科学家拉里·卡希尔
45第 4 章 早上 8 点 你找到路了吗?
(Larry Cahill)指出,对小白鼠的实验显示了同样的结果。
雄性小白鼠更倾向于使用方向和位置信息在迷宫中找路,
而雌性小白鼠则更倾向于通过地标来找路。
然而,卡希尔也指出,研究人员尚未证明,雄性小白
鼠问路的可能性比雌性小。
似曾相识的感觉可以用网格细胞来解释吗?
“这个问题问得好。因为网格细胞参与处理周围环境的空间信
息,它所处的脑区从属于一个负责熟悉感的大型记忆系统”,挪威
科技大学神经科学家爱德华·I. 莫索尔(Edvard I. Moser)说。然
而,莫索尔(其团队发现了网格细胞)认为,当我们对一个陌生
的场所感到似曾相识时,位置细胞可能发挥了更大的作用。
大脑负责记录周围环境的不同地点,例如餐桌旁或冰箱前。
海马体中的位置细胞负责环境中的特定位置,当你经过该位置时,
它们便会放电。
同时,大脑还会注意到不同的地点之间的联系。例如,餐桌
位于冰箱右侧 1 米处。网格细胞在特定的位置发生规律性重复放
电。它们位于大脑的内嗅皮质,该区域负责将信息处理后发送给
海马体。网格细胞的几何排布——不仅细胞间彼此相关,且与外
界环境相关——最终帮我们形成了某一特定环境的心象地图。
位置细胞几乎对每次经历都有一种独特的放电模式。因此很
可能是海马体,而非内嗅皮质,决定了某一地点是第一次来还是
故地重游。
简而言之,当你身处一个新地方却感觉似曾相识时,很可能
是该地点所触发的位置细胞放电模式,与你之前到过的地方类似。
46 大脑的一天:掌控你的生命节律
如何找到丢失的钥匙
又找不到钥匙了?你的另一半,或是你的孩子们,可
能会嘲笑你:你总是丢钥匙,找钥匙,即使钥匙就在眼前。
你可能总是忘记把东西放在哪里,但是大脑似乎有一
个系统用来记忆和视觉定位该物品。研究人员称之为“基
于特征的注意”。本质上这是调整你的视觉处理系统,让
它注意特定的颜色、形状或动作,从而形成一种场景意识。
换句话说,就是留意某一样式。这一机制可以帮你找到丢
失的物品。
为了观察该机制的运作过程,加州大学欧文分校的认
知科学家约翰·塞伦切什(John Serences)和索尔克生物
研究所的神经生物学家杰弗里·博因顿(Jeoffrey Boynton)
进行了一项研究。他们让 10 位志愿者在接受大脑 fMRI 扫
描时,接受一项视觉注意任务。在测试过程中,志愿者面
对一个屏幕,屏幕的下半部分是空白的,而上半部分显示
的是一簇簇移动的圆点。
从先前的关于空间注意的研究中,神经科学家们了解
到,视皮质中不同的神经元,负责处理视野中的不同部位。
当注意力集中在某场景的上半部分时,某些神经元会放电,
当注意力转移到该场景的下半部分时,另一些不同的神经
元会被激活。他们惊讶地发现,负责视野下半部分的神经
元会重复负责视野上半部分的神经元的活动模式。这一结
果说明,当你有意识地在视野的某一部分寻找某一特定的
形状或颜色时,比如丢失的钥匙,你可能在潜意识中提醒
47第 4 章 早上 8 点 你找到路了吗?
整个视觉系统来留意神经元的某个活动模式,以便进行更
有效的搜索。
所以,你一定要记得把钥匙放在一个你能看到的地方。
(译者:顾艳艳)
48 大脑的一天:掌控你的生命节律
第二部分
49第 4 章 早上 8 点 你找到路了吗?
上午 9点至正午
外面的世界
很精彩
一大早,你离开家门,走在路上。咦,街对面有一个
熟悉的面孔,你一下子就认出来了,原来是你邻居。你满
脸微笑地看着那个推婴儿车的妈妈,好可爱的宝宝呀!这
时,一个衣衫褴褛的陌生人从你前面走过,你顿时皱起眉
头。到了单位,你马上察觉出上司今天心情是好是坏。
这是社会认知的一个方面,是我们人类一项惊人的技
能。尽管所有人的脸看起来都差不多,然而,我们可以在
1 微秒之内从人群中找到熟悉的面孔,并知道对方是否是
朋友,以及心情如何。
你知道认识谁,不认识谁,知道这些人的想法和感受。
那么,大脑是如何做到这一点的呢?
大脑如何辨认面孔呢?
我们到底是如何识别我们以前见过或认识的人呢?神
经学家们也还不太清楚。但有些专家称,他们知道大脑的
路遇他人
第 5 章上午9点
51第 5 章 上午 9 点 路遇他人
哪一部分在发挥辨认作用。他们认为,在大脑的视觉处理
中心有一个专门的人脸识别中心,叫作梭状回面孔区,这
是一个位于梭状回的豌豆大小的区域,在颞叶与枕叶的相
交处,呈纺锤形。
梭状回的功能是处理颜色信息、识别单词和数字以及
辨别人脸、身体和其他物体。而梭状回面孔区的作用就是
专门识别人脸。通过 fMRI 扫描发现,当识别到人脸时,大
脑这个区域就活跃起来。
我们并非生来就具备这种能力:fMRI 扫描显示,成人
的梭状回面孔区比儿童的大,它会随着儿童年龄的增长而
增长,从而使儿童对人脸的记忆力逐步提高。非常小的婴
儿能认识妈妈,但可能不认识其他人。所以,当你换了不
同的发型、发色或在一个意想不到的情景出现时,那些平
时看见你很高兴的孩子,可能会吓得尖叫起来。研究还表
明,我们更善于识别自己种族的人的面孔,而且衰老、疾
病和心理疾病会影响梭状回面孔区(参见“你是我妈妈
吗?”)。精神分裂症和自闭症患者的大脑中梭状回激活程
度较低(参见 “自闭症患者的镜像神经元”部分)。
对于梭状回面孔区的人脸辨认功能,科学家们的看法
并非完全一致。有人说梭状回面孔区中的神经元和其他大
脑神经元一样,用来区分物体,只是基于观察人脸的经验,
梭状回面孔区中的神经元能更好地识别面部细节。也有一
些视觉专家对大脑中专门人脸识别中心的存在提出质疑,
他们认为,观察人类面孔的过程会训练大脑中的物体识别
区域,从而能够识别特殊的事物。
目前最普遍的看法是,面部识别同所有其他大脑功能
52 大脑的一天:掌控你的生命节律
一样,都是许多脑区相互合作、相互协调的结果。
看脸识人
很多时候,不需要任何语言,仅仅看一个人的脸就可
以做出正确判断。比如上班的时候,你毫不费力就可以觉
察出一个同事真的对你很生气;早上在公交车上,你看得
出坐在对面的那个女人很伤心。
我们可以不假思索地做出这样的判断,无论是在美国
的托皮卡还是西非的廷巴克图。无论我们属于哪种文化、
哪个种族,人类的表情似乎是一致的。加州大学旧金山分
校的心理学名誉教授保罗·埃克曼(Paul Ekman)花了 40
年时间研究人类的面部表情。他记录了 1 万多种面部肌肉
运动的组合以及它们的含义。埃克曼的研究使他(以及其
他人)相信,面部表情具有生物学上的起源,而文化对它
没有什么大的影响。换句话说,世界各地的人们面部表情
都是相似的,不管在哪里,我们都能读得懂。
这是多好的一件事啊!很多时候,人类的生存依赖于
能读懂他人的面孔,并判断出对方是朋友还是敌人。比如,
一个衣衫褴褛的人向你走来,视觉信号先到达大脑视觉神
经和枕叶,然后到其他区域,如警觉性很高的杏仁核和前
脑,进行有意识地思考和做出决定。杏仁核瞬间就做出判
断,此人是朋友还是敌人。然后大脑会核实情况,你会意
识到这是一个本地的工人,而不是一个疯狂的杀手。
几十年来,心理学家一直在研究社会认知,但是关于
大脑是如何进行社会认知的,直到最近才通过大脑成像和
53第 5 章 上午 9 点 路遇他人
其他技术得以了解。研究发现,大脑需要一番努力才能克
服偏见和情绪反应。例如,我们对美的事物反应更积极,
尤其是天真可爱的女人,还有就是同一种族的人。如果一
个陌生人既没有吸引力,又来自不同的种族,而且很生气,
你的杏仁核就会处于警戒状态。事实上,研究表明,大脑
对愤怒的面孔的反应比对蛇的反应更强烈。
女性在社会认知方面比男性更擅长。这是因为女人对
脸的记忆比男人好。瑞典心理学家发现,在记住面孔方面,
女性比男性更胜一筹,尤其是对女性面孔的记忆。原因之
一可能是女性更擅长情景记忆,一种基于个人经历的长期
记忆。另有研究表明,女性对言语信息也有更好的记忆力,
你是我妈妈吗?
有些人根本记不住别人的长相,即使是亲戚或朋友也记不
住。在陌生的环境里,有些人甚至从亲妈面前走过也认不出来。
这种症状叫“面孔失认症”,或叫脸盲。据估计,全世界有
2%~3% 的人生来就有这类症状。据推测,这是由于右梭状回出
了问题导致的,梭状回是大脑中负责脸部识别的部分。有的人是
因脑部受伤引起,有的则是梭状回病变引起。面孔失认症是无法
治愈的,但患者可以通过其他方式辨认他人,比如通过分辨发色、
走路方式和说话方式等。
另一种跟辨认有关的疾病是“替身综合征”,有此症状的人
能辨认出其他人,但是没有任何情感联系。他们坚信所爱之人已
经被其他人冒充了。这种症状往往是疾病引起的,比如颞叶受损、
痴呆或精神分裂等。
54 大脑的一天:掌控你的生命节律
并擅长用言语信息来判断一个人潜在的动机或意图——这
一点似乎很多男性望尘莫及。
模仿与镜像神经元
你从来没有做过幻灯片演示,同事一步一步地教你制
作;昨晚在健身房,教练向你展示了如何做一个瑜伽动作;
今天早上你教 3 岁的孩子如何系鞋带。
我们每天通过模仿来学习,科学家 10 年前就发现了
其中的原因。他们发现人脑中都有所谓的镜像神经元:这
种神经元分散在我们大脑的关键部位,当我们做出某一动
作或者观察别人做同样的动作时,它们都会处于激活状态。
当我们想要做某个动作的时候,这些神经元也会激活。在
动物实验中,研究人员发现,猴子即使仅仅听到同伴做某
种熟悉的动作的声音,它们的镜像神经元也处于激活状态。
镜像神经元存在于大脑的运动前区皮质、下顶叶和后
顶叶、颞上沟以及脑岛,它们负责人的运动、认知、语言
以及对他人的感受和意图的理解等。
镜像神经元有助于解释同感、动作学习以及语言技能
的生理原因,并为一些社会和心理问题的解释提供基础。
暴力视频游戏的负面影响与镜像神经元也有关系。研究表
明,模仿暴力游戏会强化伤害他人带来的快乐。
自闭症患者的镜像神经元活动比较迟钝,部分原因是
他们的镜像神经元系统存在缺陷。
55第 5 章 上午 9 点 路遇他人
自闭症患者的镜像神经元
自闭症一词来自希腊语“autos”,意思是“自我”,指
一种近乎孤立和不合群的状态,通常在儿童早期出现。自
闭症患者经常会不理解别人的感受和想法,在运动、语言
和识别他人方面也有问题。
专家们不确定是什么导致了自闭症。众所周知,它是
一种具有遗传成分的大脑紊乱。研究表明,自闭症患者在
特定大脑区域有异常,包括面部识别和镜像神经元分布的
区域,这些区域在与他人交际方面是必不可少的。
“话到嘴边”现象
我们都有某个词就在嘴边却怎么也想不起来的经历。这种情
况有两个原因:一是你上年纪了;二是这个词你用得太少了。
研究发现,大脑语言系统中,有一块区域跟“话到嘴边”现
象有关。“话到嘴边”现象常被认为是上了年纪导致的,但波莫纳
学院的德博拉·伯克(Deborah Burke)的团队发现,左脑岛灰质
密度下降时,“话到嘴边”现象更频繁。这个脑区与人类对声音的
产生和处理有关。该研究证明了伯克和同事的假设:当一个词语
不经常使用时,脑海中有关该词语各种形式的联系就会变弱。
“词汇不会单独存储在大脑中,”伯克说,“你要把声音信息
与语义信息、语法信息等联系到一起。但随着时间的流逝,声音
信息比其他信息更容易遗忘,这就导致了‘话到嘴边’现象的
发生。”
56 大脑的一天:掌控你的生命节律
最近的一项国际研究中,研究人员注意到自闭症患者
的梭状回面部识别区域的活跃能力较低,他们对 7 名患有自
闭症的儿童和成人的大脑进行了解剖,并将其与 10 个正常
的大脑进行了比较。他们发现,自闭症患者的视皮质和大脑
皮质看起来正常,但梭状回的神经元密度和数量都较低。
哈佛医学院对镜像神经元的一项研究发现:与非自闭
症儿童的神经活动相比,自闭症儿童在看见别人的手指动
作时,镜像神经元反应迟钝得多。因此,他们无法识别他
人的行为,而这正是镜像神经元最基本的功能。
另一项研究中,研究人员向自闭症和非自闭症儿童展
示了一些有独特面部表情的人的照片。两组儿童都能模仿
如果我能读懂你的心
我们都在用各种方式揣测别人的心,并且天天如此。社交互
动正是基于我们对他人的想法和行为的揣测。我们以自己的想法
去解读别人的思想,预测他们的行为,并基于这种理解去修正自
己的行为。麻省理工学院丽贝卡·萨克斯(Rebecca Saxe)的研
究表明,我们脑海中负责这项功能的部分被称为颞顶交界区,位
于人脑中颞叶(负责发音、记忆和听力)和顶叶(负责感知)之
间。fMRI 显示,颞顶交界区在人们揣测别人想法时变得活跃。
该研究是心智理论的一部分,通过揣测他人和自我的想法与
感受,了解两者的差异,并预测他人的行为。这是个热门领域,
科学家们一直在想象、推理和争论我们大脑中做出判断的到底是
哪个部分,我们怎样做出道德选择,以及在社会互动中是怎样做
出判断的。
57第 5 章 上午 9 点 路遇他人
照片上的表情,说出人物的情绪,但是只有非自闭症的一
组的镜像神经元有所反应。
这些研究还不能解释自闭症的所有症状,但对于深
入了解自闭症患者的异样表现以及大脑中的相应区域有所
启示。
(译者:赵善青)
电话响了,没人接,你在接另一部电话;两个人拿着
文件在等着你;电脑不断提示有新邮件;与老板预约的会
议已经迟到 5 分钟了,还要解释项目为何延期和超支。
你甚至在家里就感受到压力:冰箱坏了,汽车电瓶报
废了,电脑死机了,5 岁的宝宝哭闹了,和伴侣又吵架了。
一想到压力,我们就头大。
其实,发生的一切并不重要。重要的是你的下丘脑是
如何反应的。
大脑的压力
对于大多数早起的人来说,上午 10 点左右是一天中最
忙碌的时段,也是压力最大的时段。
压力是指我们对面临的需求或挑战的一种无能为力。
应激反应是你的大脑试图与强大的生理反应建立平衡。这
是一种生存技能,源于早期人类面对危险时的快速反应,
压力达到巅峰
第 6 章
上午10点
59第 6 章 上午 10 点 压力达到巅峰
帮助身体随时准备战斗或逃命。
今天,我们面对精神或情感上的压力时,大脑也会做
出同样的应激反应。感官或大脑皮质感受到压力时,下丘
脑就开始行动。这会引发杏仁核、脑垂体和肾上腺的一系
列连锁反应,当然离不开神经冲动、大量分泌的激素和神
经递质的作用。
肾上腺会分泌肾上腺素和糖皮质激素。这些化学物质
会增强肌肉运动,加快心血管循环,使氧气更快地在体内
传输,并暂时停止诸如发育之类的非必要活动。
慢性压力
压力会在大脑中产生一种令人兴奋的化学物质,让人
精神振奋。这是好事吧?事实并非如此。
我们的身体做出应激反应是需要付出很大代价的。代
价之高,只能偶尔为之。比如,应激源是硝烟弥漫的战场,
是凶猛攻击的山狮,是地震,是洪水,是火灾,是可以理
解的。
但对大多数人来说,压力不是因为大灾难,而是日常
生活中的小事情引发我们身体巨大的应激反应。从长远来
看,这些日积月累的压力会造成恶性循环。它会大大损伤
我们的器官,杀死我们的脑细胞。
偶尔的应激反应对我们是有益的。它可以使我们重新
充满活力,给生活带来热情。但是长期的压力会让你消沉。
就像慢性疼痛一样,慢性压力是身体一直在报警,最终会
改变你的思想和身体。
60 大脑的一天:掌控你的生命节律
压力是脑细胞的杀手
当你急着赶在最后期限前完成任务的时候,焦虑会在
你的大脑中干扰,让你无法好好思考。所以精神压力会大
大降低脑力工作的效率。
压力还是脑细胞的杀手。用小白鼠进行的实验发现,
只需要让小白鼠承受很小的压力就可以毁坏大脑海马体中
新生的神经元——海马体是大脑中主管记忆和情感的区域。
大脑的海马体不断产生新的神经细胞,这是我们赖以
学习的必要条件。科学家们早就知道,慢性压力会抑制神
经发生(即神经生长),并导致抑郁。罗莎琳德·富兰克林
大学医学科学学院的丹尼尔·彼得森(Daniel Peterson)和
同事研究了大脑对单个压力事件的反应过程。
研究人员将一只稍小的成年实验鼠和两只大实验鼠放
在一个笼子里,两只大的实验鼠迅速袭击了新来的小实验
鼠。之后研究人员把稍小的实验鼠移走,20 分钟后,他们
发现稍小的实验鼠的应激激素水平是那些没有经历这种遭
遇的实验鼠的 6 倍。在研究小的实验鼠的大脑时,发现它
产生的新神经元和没有压力的实验鼠一样多。然而,当对
其他实验鼠进行同样的实验,并在一周后检查它们的大脑
时,发现新生成的神经元只有三分之一存活了下来。
压力增加患阿尔茨海默病的风险
越来越多的证据表明,长期的压力导致焦虑或恐惧,
会使大脑更容易患上阿尔茨海默病。
61第 6 章 上午 10 点 压力达到巅峰
圣地亚哥的索尔克生物研究所的一个研究小组,对小
白鼠进行了大约半小时的身体上的限制,给它们制造压力。
这一简单的过程就改变了它们脑中的 T 蛋白,这是一种会
促进神经元活动的神经递质,被改变的 T 蛋白正是造成阿
尔茨海默病的主要原因。
经过一段时间的压力后,T 蛋白在 90 分钟后能重新变
回原来的状态。但是如果连续经历两个星期的压力, 变异
的 T 蛋白就再也无法调整到正常状态了,蛋白质分子就会
慢慢形成结节。该研究的负责人罗伯特·A. 里斯曼(Robert
A. Rissman)说,这是患阿尔茨海默病的第一阶段,也是阿
尔茨海默病的特点之一。
一项研究表明,仅仅是容易焦虑和紧张就可能导致老
年人记忆衰退。芝加哥拉什大学医学中心的罗伯特·威尔
逊(Robert Wilson)和同事就人类的压力进行了研究。他
们在 12 年的时间里对上千名老年人的压力影响进行了调查,
结论是:那些经常感到紧张和不安,也就是容易焦虑的志
愿者比那些随和的人患轻度认知障碍的风险高 40%。
轻度认知障碍不算是严重精神功能问题,也不会干扰
日常活动,但需要引起注意,因为这是阿尔茨海默病的前
兆。虽然大脑解剖并没有发现阿尔茨海默病的证据,但研
究人员认为,记忆系统逐渐衰退,可能会使大脑更容易患
上相关的疾病。
想象中的压力会伤害大脑
我们的应激反应不仅来自真实的事件,比如老板的严
62 大脑的一天:掌控你的生命节律
厉责骂,而且来自想象中的事件。有时这是有益的,比如
当你在黑暗的、空荡荡的街道上独自行走时,警惕一些是
件好事。
但是,斯坦福大学研究压力的专家罗伯特·萨波尔斯
基(Robert Sapolsky)教授说,当你长期想象并不存在的
危险时,你就会从警觉逐渐过渡到焦虑、神经衰弱,甚至
成为偏执狂。焦虑会损坏大脑的边缘系统,尤其是杏仁核,
使想象中的或抽象的信息与真实的感觉混淆。所以,愤怒
的表情和愤怒的行为会带来同样的影响,而且,仅仅是想
到愤怒的行为就会产生同样的效果。由于这些信息大部分
是潜意识的,杏仁核在你意识到之前就已经被激活了。
压力的七大危害
如果需要理由来减少压力,不妨想一想在光滑的路面上旋转
的轮胎。高强度的压力会让你像那轮胎一样疲惫不堪。而且不仅
仅是身体上的损耗,以下是研究发现的压力对大脑的危害:
1. 杀死脑细胞。
2. 导致抑郁以及几乎所有的器官疾病。
3. 更容易患上阿尔茨海默病。
4. 抑制海马体中记忆的形成。
5. 损害帮我们推理、设定目标和做出决定的前额皮质(参见
“上午 11 点 选择与决策”一章)。
6. 阻碍与记忆相关的功能,比如测试。
7. 容易患上广泛性焦虑症。
63第 6 章 上午 10 点 压力达到巅峰
多任务处理
又是上午 10:30 左右,你的任务是早晨的两倍甚至是
三倍,已经是超负荷了。我们差不多都是这种状态:一边
在键盘上打字;一边打电话,还要开车、叠衣服、做饭、看
邮件、浏览文章(你正在浏览文章哦)。散步和嚼口香糖可
能对减压暂时有用,但研究表明,无论是在办公室、家里
还是通勤汽车上,当你同时处理多项任务时,压力会使你
的大脑高度紧张,影响注意力和记忆。
这样,你做事效率会大大降低,而且你的海马体(记
忆形成的地方)和前额皮质(大脑做决策的地方)还会受
到伤害。这会影响你学习新的事物和技能,甚至还会引
发假性注意缺陷障碍——极力寻找新的信息,但是却无法
专注。
多任务处理的极限
越来越多的研究表明,同时处理好几个任务,而不是
一次只处理一项任务,不但会花费更长的时间,而且还会
使完成每项任务的能力降低。这自然会导致疏忽、草率和
错误。尤其是对司机、空中交通管制员、医生和宝爸宝妈
们,这会带来很多危险。
20 世纪 30 年代,人们就已经知道,处理一项任务的
信息可能会干扰另一个任务。我们的大脑也是喜欢“自动
驾驶模式”的,因为这样它消耗的能量要少得多。因此,
它会快速而无意识地执行自动化的过程,不管我们想让它
64 大脑的一天:掌控你的生命节律
怎么做。例如,看到一个单词时,我们就会无意识地理解
它。如果单词意思与同时提供的其他信息相矛盾,干扰就
产生了。在实验中,参与者被要求说出一个单词的颜色,
比如绿色,但是单词是用不相容的红色表示的,结果参与
者没能顺利说出颜色。同时处理两项任务,大脑必须抑制
自动化的反应(比如阅读)来处理需要集中注意力的事情
(比如命名颜色)。
科学家们认为,大脑不可能同时执行两个或多个任务。
在某种程度上,人们可以通过练习来提高多任务处理技能,
至少可以处理那些例行的公事。因为例行公事时,大脑只
需简单地自动应付,不必太专注。一些科学家认为,大脑
在 3 秒钟的时间内会极其专注,就像频繁更换频道一样。
在 一 项 对 多 任 务 大 脑 的 磁 共 振 成 像(magnetic
resonance imaging,MRI)研究中,卡内基梅隆大学认知
脑成像中心的研究人员发现,当人们试图完成两项任务时,
大脑的整体活动都会下降,这让他们感到震惊。他们发现,
在处理多项任务时,大脑活动比处理单项任务减少了至少
三分之一。
压力与死亡
现在你终于确信压力是不好的。可你知道吗?压力比
不健康的生活方式更糟糕。它让你的大脑直接或间接地对
心脏造成伤害。
根据英国最近一项研究,长期生活在充满压力的环境
中,可以直接导致身体的疾病,并使患心脏病的风险增加
65第 6 章 上午 10 点 压力达到巅峰
三分之二,而另外三分之一的原因竟然是由压力造成的不
健康的生活方式,如不健康的饮食、吸烟、缺乏锻炼,以
及这样的生活方式导致的高血压和高血糖等。
这个发现来自一个长期的大型项目——英国白厅的研
究,该项目始于 20 世纪 70 年代初,追踪了 18 000 名英国
男性公务员。调查发现,级别最低的白领员工的过早死亡
比例竟然是最高的。事实证明,压力跟工作量或责任没有
什么关系。确切地说,与压力有关的是员工对所做工作的
控制感,以及他们是如何工作的。
以毒攻毒:用应激激素来降低压力
皮质醇是肾上腺在压力状态下分泌的一种激素。慢性压力会
使其水平增高。大多数的研究都着眼于皮质醇长期的负面影响,
但皮质醇也可以帮助大脑减少消极的情绪。
德国比勒费尔德大学的心理学家奥利弗·T. 沃尔夫(Oliver
T. Wolf)和赛尔坎·黑特(Serkan Het)为 22 名年轻女性服用 30
毫克的皮质醇——这是相当高的剂量,给另一组 22 名女性服用
安慰剂。然后给这两组人施加压力,让她们在一次虚拟的工作面
试中发表演讲,而且有严厉的考官和录像监视。压力测试表明,
服用皮质醇的女性受到的负面影响更小。
皮质醇是如何提供这种保护的,目前还不清楚。但众所周
知,它活跃于几个负责调节情绪的大脑区域。它可能会干扰你的
情感记忆,让你忘记不愉快的经历。如果这是真的,我们就可以
使用皮质醇来治疗那些在可怕的事件中幸存下来并患有应激障碍
的人。
66 大脑的一天:掌控你的生命节律
接下来,白厅二期研究揭示了 20 年的压力对受试者的
心脏会造成什么影响。2008 年,研究人员发现,压力水平
最高的人的心率变异性最低。心率变异性可用于衡量神经
系统(内部调节系统)对心脏节律的自主控制能力。长期
的压力会削弱心脏对不断变化的需求的反应能力,而低心
率变异性则会导致心脏病发作风险,还会增加心脏病的致
死率。
让大脑远离压力
好消息来啦,压力可以通过药物、谈话疗法、锻炼或
减压活动来控制,至少是减轻。好的方法有很多,比如冥
想、瑜伽或太极等。
药物治疗对许多人没有太大作用,很多人因为担心药
物的副作用,不愿意服用药物。非药物治疗的效果其实也
是不错的。关于精神与身体的相互作用,压力和疾病之间
的关系,大家都耳熟能详了。而且我们也知道,我们的大
脑和免疫系统是相互影响的,所以我们的心态会影响我们
的健康。
研究表明,每天 30 分钟的冥想可以提高注意力和专注
力,还会降低血压和其他压力症状(参见“早上 7 点 一
大早的情绪”一章)。
音乐也会降低压力,无论你是在表演还是在倾听。旧
金山港湾地区的广播电台有一档古典音乐节目为“理智之
岛”,对一些人来说确实是这样。人们听这个节目可以让自
己在单位、家里或办公室里保持平静。
67第 6 章 上午 10 点 压力达到巅峰
“心流”与压力
当事情进展很顺利时,有人称之为沉浸在 “心流”中;
当事情像早上的交通一样混乱不堪时,有人称之为“压力
山大”。
刺激和挑战对我们有很多好处,让我们保持警觉和兴
趣。适度的短期压力会增强记忆,甚至还会使我们的味觉、
嗅觉、听觉更加敏锐。在适度的压力下,较少的刺激就可
以使感官兴奋,并将信息传递给大脑。事实上,在巨大的
危险或压力下,我们的大脑会有一种近乎狂喜的感觉。所
以,从事新的活动、全神贯注的投入会锻炼我们的大脑,
促进新神经元的生长。
压力上升到一定水平就会刺激神经元,继而毁坏神
经元。到目前为止,还没有一个普遍接受的标准来确定
压力在哪个水平是有益的,在哪个水平是有害的。20 世
纪 70 年代,心理学家米哈里·齐克森米哈里(Mihaly
Csikszentmihlyi)创造了“心流心理学”这个术语,用来描
述当我们的能力正好能够应对所面对的挑战时,我们全神
贯注投入到工作中,能够锲而不舍,并且享受工作乐趣的
状态。比如,美国高尔夫球手泰格·伍兹(Tiger Woods)
在最后一轮冠军比赛中那精准的一击。齐克森米哈里在
《心流:最优体验心理学》中写道,“人们对压力的反应决
定了他们是化不幸为力量,还是置身痛苦不能自拔。”
音乐制作是齐克森米哈里所描述的一种“心流”体验。
最近的一项研究表明,沉浸在“心流”中的大脑能控制许
多活动。
68 大脑的一天:掌控你的生命节律
爵士乐大师曾说过,即兴创作曲调就像进入另一个世
界一样美妙。美国国家卫生研究院的研究人员对此进行了
研究。他们让 6 名专业的爵士乐钢琴师在几天之内记住一
首新的乐曲。然后,分别在他们演奏新乐曲和演奏即兴创
作乐曲的时候,对其大脑进行 MRI 扫描。
研究发现,音乐家们在即兴表演时,大脑内侧前额皮
质(负责自我表达等有关活动的区域)引发了更强烈的活
动。与此同时,背外侧前额皮质(负责计划和自我审查等
的区域)的活动则有所下降。这和做梦时大脑的活动类似。
研究人员指出,同样的模式可能会出现在各种即兴
创作中。这也许就是我们所说的大脑在“心流”状态时的
模式。
(译者:赵善青)