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脑科学:我们每天都在重塑大脑

Posit Science在《美国国家科学院院刊》发表了一份研究报告,他们发现60至87岁的老年人,经过一天一小时,一周5天,8至10周的听觉记忆训练后,他们的记忆从一般70岁老年人的记忆提升到五六十岁的记忆,因此许多老人将他们记忆的时钟往回拨了十年左右,有的人甚至可以拨回25年。

这个增进的效果在3个月后的追踪调查中仍然存在,加利福尼亚大学伯克利分校的威廉·贾格斯(William Jagust)研究团队做了上课之前和之后的正电子断层扫描(PET),发现他们的大脑并没有“新陈代谢退步”即神经元逐渐不活跃,这在老人大脑中常常可以看到。这个研究同时也比较了上过听觉记忆课程的71岁老人,跟没有上这些课但是用同样的时间在看报纸、听有声书或玩计算机游戏的同年龄老人,结果发现没有上过课的老人前额叶有新陈代谢继续下降的现象,而上过课的则没有。这些人的右顶叶及跟记忆和注意力测验有关的其他大脑区域的新陈代谢不降反升。这些研究显示大脑练习不但减低跟年龄有关的认知功能退化,而且反而可以增加认知能力。最主要的是这些进步其实只因为花了四五十个小时做大脑练习而已,假如花的时间更多,说不定效果会更好。

训练成功地逆转了老人认知功能的时钟,使他们的记忆、解决问题能力和语言能力更像年轻的时候,甚至二三十年前的他们,一个80岁的老人可以在操作行动方面像五六十岁的人。当我们年纪大时,视力逐渐退化,不只是眼球的关系,我们大脑视觉处理的能力也变弱了,老人比较容易分心,也比较容易失去他们的视觉注意力。Posit Science目前在发展计算机课程来使老人集中注意力到作业上,而且加速他们视觉处理的速度,他们让老人在计算机屏幕上搜索不同的对象。针对前额叶也有一些练习可以增加我们的“执行力”,如锁定目标,把目标从背景中抽离及做判断决策。这个练习也同时帮助老人分类,将同类东西放在一起,在听到复杂的指令后,能按部就班地执行,以及加强他们联结记忆的能力,这可以增进老人把人、事、物放在正确情境中的能力。

当我们年纪大时,许多人放弃了绘画、钩针、打毛线、弹奏乐器或木雕等年轻时的爱好,因为我们的手已经不能再做精细的工作了,Posit Science精细运动控制的课程会使大脑中褪色的地图重新鲜明起来。粗略运动控制在我们年龄增加时,逐渐下降,使老人失去平衡,容易摔跤,走动不易。这个问题除了前庭功能的失常之外,还有一个原因是我们脚的感觉回馈系统衰退了。人们穿了几十年的鞋子,限制了从脚到大脑感觉的回馈,假如我们是打赤脚,我们的大脑会从脚踩在不同的地面上得到很多的回馈,鞋子是一个相当平扁的平台,把刺激分散掉,而且我们现在走的路面越来越人工化,越来越平坦,这使我们大脑脚底地图的分化越来越不显著。于是我们开始使用拐杖、走路器,或其他帮助我们平衡的东西,我们用补救的方法而不是去练习大脑退化的系统,就加速了这个系统的衰退。

可塑性是我们的大脑每天锻炼的结果。利用核磁共振成像(MRI)对人脑的扫描表明,随着时间的推移,新的出租车司机会更加熟悉伦敦的道路,并进一步扩大大脑中负责导航的部分。那些音乐家的大脑——即使是成年后才学习音乐乐器的——他们手指对应的头部区域比不会乐器的人要发达得多。核磁共振成像还表明,每天打坐的佛教僧侣会增大大脑区域的体贴和反思区。由于成人大脑仍具有可塑性,因此你要小心选择你的做法和学习内容,你的大脑会永久记录下你的习惯。人们总是认为是大脑影响了人们的行为,而不是行为影响了大脑,但实际上你的大脑影响了你的行为,然后你的行为反过来塑造了你的大脑。

大脑中的神经元被激发后,头脑才开始重塑。时间和实践重塑大脑,这是一件好事。但我们并不希望我们的每一个思想、每一句话,或某个动作都成为我们行为变化的永久记录。大脑出现可塑性的迹象需要一个月左右。当非音乐家练习某种乐器的时候,功能性核磁共振显示出大脑大约在3至4个星期后出现活动模式的变化。如果要产生有意义的转变,大脑的可塑性需要更长的时间。比如伦敦的出租车司机需要两年的时间才能在市内熟练驾驶而不迷路;成功的弦乐演奏家至少需要7至17年时间的训练;佛教僧侣需要在15至40年中,10000至50000个小时的冥思练习。

持续性注意是大脑可塑性形成的关键步骤。伦敦出租车司机、成功的弦乐演奏家和佛教僧侣都需要每天保持持续的注意力,每天练习好几个小时,最终才能形成大脑的可塑性。反复练习是我们塑造大脑的方法,保持长时间的持续注意力,形成经验并深入大脑,甚至进入我们的基因。

脑不是一个没有生命、任由我们填满的容器,它是一个活生生的东西,有自己的胃口,只要有恰当的营养和练习就可以生长和改变自己。长期以来,科学家认为,成人大脑是无法改变的,在过去50年中的新发现已经证明这种观点是错误的。脑细胞神经元可以以惊人的速度发展,成人大脑有100万亿至1000万亿个“突触”。“可塑性”被用来描述大脑在整个生命中变化的能力,从史前时代就存在于大脑中,虽然可塑性更容易发生在童年,但神经元细胞一直在不断取得新的连接,形成新的途径,并接通成人的大脑。这就是为什么重塑你的大脑永远不会太晚。大脑比我们所能想象得还更开放,大自然在尽力帮助我们知觉到并且了解身边的世界。它给了我们一个大脑,用改变它自己的方式在这个善变的世界中存活下来。

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