大腦使用手冊
你是否真正了解自己腦殼裡的「核桃仁」?讓我們一起來探索這個近在咫尺的神秘世界
直到上個世紀80年代,人們還認為酷似核桃仁的大腦是一種生物電腦。不過,最新的研究顯示,相對於電腦的硬體,人腦更具延展性和流動性,並且會隨著每次的行為和感覺發生改變。事實上,終其一生,大腦都如同一個小宇宙一樣充滿變數地運轉下去。一個想像不到的事實是,大腦形成初期有一個作「減法」的過程。胎兒在母腹中孕育的前六個月,神經元開始伸出突起,以每秒鐘200萬的速度形成連接神經元的 「突觸」,即神經鍵。這樣,胎兒在出生前三個月的時候便獲得了一生最多的腦細胞數量,完全多於實際的需要。到出生前的幾周,情勢發生逆轉,神經元之間互相競爭,吸收了更多同類的神經元開始形成具備某些特定功能的迴路。這個清除多餘腦細胞的過程被科學家稱之為「神經達爾文主義」。 然後,新生兒開始經歷大腦發育的第一個關鍵期,這期間它所獲取的經驗很可能成為刺激大腦發育的決定因素。例如,新生兒對世界上各種語言的敏感度都是等同的,它們甚至會發出母語中沒有的音節。但是,如果接下來的時間某個特定的語言、中文、或西班牙語充滿了它的耳朵,它會對這些聲音尤其敏感,而逐漸失去對其他語言的反應。這個階段,經驗刺激被轉化為可接收的信號傳達到突觸,然後在神經元細胞之間傳遞。人的幼年時代,神經被髓磷脂(myelin)所包裹,這種隔離加速訊息的傳遞,允許更快速的大腦運動,並最終發展為同時運行多項任務的能力。就是說,如果大腦中具有大量的髓磷脂,那麼大腦神經網路將會工作得更快,並使得一個人學習起來更容易。令人驚異的是,髓磷脂的增長直到中年才會最終完成。
而且,大腦的不同部位是以不同的速度和不同的方式發育的。人的心智最早產生於大腦的前額葉皮質(prefrontal cortex),它位於人的前額後面並延伸到耳朵附近。人之所以能控制自己的行為,為自己的將來謀劃,並衡量不同的選擇、擁有社會價值,都倚賴於此。然而,這一部分卻是大腦中最後發育成熟的。一直到25歲,前額葉皮質才會完全成形。而對於智力發育十分重要的灰質和白質來說(一般認為,灰質好比大腦中的一個個信息處理單元,而白質則是聯繫這些信息處理單元的網路),進入青春期之前才是灰質發育的第二個重要階段。基於以上兩點,我們可以確定,在人的整個成年階段,大腦都具備重塑和重組的能力。具體來說,由突觸連接神經元所構成的巨大而複雜的信息處理網路高度可變,這體現在突觸的可塑性上。突觸上的變化正是所有學習和記憶的基礎: 最開始的連接是隨意啟動的,但通過某種正反饋,經驗被積累起來——強健的、經常被使用的突觸會變得更強健,而弱小不經常使用的突觸會萎縮。不論是在正常衰老、智力發育遲緩抑或是神經變性疾病等病例中,通過某些方法來增加突觸的數量或是減緩突觸的損失可能是非常有用的。因此,即便年老時大腦的延展性會有所下降,但教會日漸老去的大腦一些新技能,什麼時候都不算遲。研究顯示,即使年屆六旬乃至七旬,只要經過集中訓練,人的記憶力還能重現活力。大腦的延展性是沒有界限的。大腦地圖及簡要圖釋 首先要聲明,目前任何對大腦結構及功能的探索都無法解釋人類思維的真實過程,儘管左、右兩個大致對稱的半球很清楚地呈現在我們面前,而了解半球外層皺摺形成的溝、裂也並無困難,然而,至今科學工作者都不能把某個思維功能定位於大腦某個特定部位,人類的心智地圖因此無法得到物理上的還原。正如你將在以下列表中看到的那樣:我們的種種思維能力分散在大腦的不同部位。因此,一個還算恰當的比喻是:大腦工作的時候,如同一個室內交響樂團協作式的演奏場景。圖示:按照半球外層的溝和裂,可把大腦皮層分為額葉、頂葉、枕葉和顳葉。額葉和頂葉被中央溝分開,顳葉在外側裂下面,與枕葉和頂葉相連接,但沒有明確分開的溝。
意識VS語言—額葉 額葉被認為是思維控制的中樞,幾乎和所有的行為都相關,包括如何獲取意識、如何對周遭環境作出反應,另外,這部分還負責對日常生活行為進行判斷,語言表達,賦予語言以意義——聽起來額葉是理性行為的控制者,但這只是表面現象,具體來說:左額葉主要負責與運動相關的語言控制,右額葉則是在無涉語言的功能上發揮影響。因此,在總體功能上,它還掌管著情緒反應和人類的性行為。 額葉位於頭蓋骨的前端,這使得它很容易受到損傷。磁共振實驗顯示,一般而言額葉是腦外傷最常見的區域。殘酷一點說,神經科學關於大腦的研究非常依賴人們的身體創傷,同時這也可以解釋為什麼我們對這一部分的功能了解的相對詳盡。味覺VS邏輯—頂葉 這一位置為我們帶來疼痛、觸摸、品嘗、溫度、壓力等軀體感覺,具體位置在頂葉中央溝後面的中央後回。軀體感覺僅僅是頂葉的功能之一,它另外還負責關乎整體感覺信息,尤其是視覺感受的輸入。作為我們的視覺中樞,頂葉分布在大腦的後部,因此不是那麼容易受到損害,儘管任何比較明顯的腦部創傷都可能引起視覺系統的微妙變化。這個敏感的部位使得我們能夠操縱物體,進行有目的的運動,並幫助我們建立起空間感知系統,形成真切的認知。而更重要的是,它能夠集合不同的感覺去理解單一概念,從而形成與數字與邏輯相關的基本信息。 聆聽VS觀看—顳葉與枕葉
顳葉位於兩半球的外側,是管理兩耳聽覺的神經中樞。具體而言,每一半球的聽覺區,都具有管理兩耳聽覺的功能,因此,如果一個半球的聽覺區受到傷害,對整體的聽覺只有輕微的影響。 不過,倘若顳葉遭到了損害,患者可能無法對詞語和圖畫進行分類。進一步研究發現,除了處理聽覺信息,顳葉還能夠形成一些對視覺形象的感知和記憶,同時負責對物體的分類。 但真正掌管視覺,負責處理視覺信息的部位在它的左邊——枕葉。睡眠VS運動—腦幹與小腦 呼吸、心率、吞咽、視聽反射、血壓、消化、體溫、睡眠,這些行為都和腦幹相關。的確,腦幹在基本的注意力和人的意識上扮演重要角色。另外,來自身體的所有信息都需經過腦幹和大腦發生聯繫。小腦大概是我們最為了解的部位,它掌管平衡和運動的協調,並負責記憶人體對於運動行為的反射。大腦體操 儘管擁有一個潛力無限的大腦,然而,我們無時無刻不感到大腦衰老的威脅。資料顯示,兒童使用創造力有80%,小學生75%,中學生50%,大學生25%,成人卻只有10%甚至更少。怎麼辦?如何激發大腦的潛能以保持它的年輕?一個最為有效的方法莫過於不斷地挑戰它。創造力的激發非常依賴經驗的積累,用中國古人的智慧理解就是:無他,唯手熟耳。 正如鍛煉肌肉一樣,更多的練習會讓肌肉變得更為結實,這對於腦細胞一樣行之有效。以下是幾個操作性較強的腦部體操,讀者不妨一試。每天15分鐘的快走能保持良好的體能狀態,並減緩腦神經細胞的流失速度。保持愉快,笑口常開,可增加肺呼吸量,增加大腦的氧氣供給,提高大腦的生理功能。
多做細緻的手工活動,比如練習書法、繪畫、彈琴或者健身球鍛煉。手指技巧活動能給腦細胞以直接刺激,可以增強腦的活力,使其功能發達。
比較相似的事物,如一對雙胞胎的容貌,有專家稱,使大腦變得更有效率、更為敏銳的辦法是讓它總是辨別事物間的差別。在一頁紙的中央寫下你下一個項目的大綱,選用一個詞作為主題。然後記下所有從這個詞生髮出來的想法,在相似的主意間連線,並加入相關的描述。該練習有益於右腦和左腦的協作。接受新的任務對於保持大腦活力非常重要。每個大腦細胞都有約10萬通向其它細胞的連接點。讓你的大腦參與不同的活動,比如學習一項新的技能、遊戲或者一門新的語言。啟動多種感官做同一件事,加入平常少用的感官如嗅覺、觸覺,避開大腦預期模式,如閉著眼找電燈的開關,回憶拖鞋放哪,桌椅在哪以及房間的方位等。自助游,最好租車或搭乘大眾交通工具。到當地的市集逛逛,和當地人聊天,使大腦保持能隨時面對新問題的最佳狀態。意想不到的挑戰將使大腦神經胞有機會發展新連結。消極或者積極的情感刺激下,大腦皮層興奮和工作的範圍不同,但都能激發大腦的創造力,強烈的情感刺激能夠影響創作的過程。創造力之謎 流行觀點認為,相對於左半球偏重邏輯和客觀性,右半球更具有創造力。這個說法可能過於簡單化了。首先應當確定,由於大腦和身體的連接具有上下倒置、左右交叉的特徵,因此右腦控制人的左眼、左身、左手、左腳,為了刺激右腦必須多使用左眼、左耳、左手和左腳。對於作為佔大多數的左腦型人來說,如果每天都能抽出一點時間用左手寫字,可以激活右腦的運動。 右腦專司圖像、音樂、運動之類的反應,多接觸繪畫、雕刻等藝術品,多聽古典名曲、梵唱等優美的音樂有助於右腦的開發。許多人在慢跑、散步或收聽音樂的時候,靈感如泉涌,那都是因為刺激右腦所產生的結果。 雖然右腦是靈感之源,但絕非創造力的全部——有個突發的點子闖入你的大腦,為了印證它的可行性,你會把它和其他的主意結合起來分析,最終發展出一個解決問題的方案。突發其想,通常是右腦在積極活動。而為了印證調用以前的記憶並做出邏輯判斷,這就是左腦在司其職了。 整體來看,人類的創新是左右腦協同工作的結果。在這個意義上,關於創造力的過程,大約分為六個可描述的階段:產生興趣(左/右腦),有所準備(左腦),謀劃(左腦),闡發(右腦),確認(左腦)和實施(左/右腦)。 根據美國加州大學的羅伯特?奧斯坦教授(Robert Orrstein)的研究發現,當左右腦均衡思考時,大腦功能將達到一般思考的五至十倍。往往這個時候總易產生絕妙的創意。因此,要想獲得激發創造力,最恰當的做法應當是在保證大腦優勢半球的基礎上盡量做到左右腦並用。
在左右腦並用的過程中,還涉及另一個更為大眾所忽略的層面:左腦和右腦在可行的軌道上並進,如果左右腦的連接出現了問題,右腦誕生的怪異的點子,無法達到左腦,則這個創意會可悲地淪為白日夢,難有實際操作的可能。
事實上,思維誕生於包括四個部分的大腦皮層。前兩個是我們熟知的左右腦半球,後兩個是大腦邊緣系統的左部分和右部分。構成邊緣系統的主要部分是海馬和杏仁核。左右腦由胼胝體(corpus calosum)連接,而邊緣系統的左右部分是由海馬連合(hippocampal commissure)所聯合。當左右腦同時運動的時候,邊緣系統負責情緒、動機、條件反射、記憶儲存等中樞活動的協同和調節。對於人類的創造力而言,大腦的邊緣系統相當重要。額葉對於判斷和思維的靈活有重要作用,顳葉和邊緣系統的結構可以提供動力和動因。因此,這部分被認為對人的創造力更具價值。
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