研究：大腦可以重塑 六種習慣提升大腦能力

研究：大腦可以重塑 六種習慣提升大腦能力
http://blog.xuite.net/wise.lee88/myisland/32133213
來源：《環球科學》 撰文 埃米莉·安特斯（Emily Anthes） 翻譯 馮澤君

有時，截肢患者會出現幻肢症狀（phantom limb）——以爲截去的肢體仍然存在，並感到它傳來強烈的痛、癢等感覺。美國神經科學家維萊亞努爾·S·拉馬錢德蘭（Vilayanur S. Ramachandran）曾針對有過幻肢感的患者進行了一項研究，其中一位患者名爲湯姆——他失去了一隻手臂。

實驗中，拉馬錢德蘭發現，如果觸摸湯姆的臉，他會感到研究人員似乎也在觸摸他已經失去的手指。實際上，身體的每一部分，都對應著大腦體感皮層（somatosensory cortex）的一塊特定區域，而與手相對應的區域，緊鄰臉部對應的區域。於是，拉馬錢德蘭推斷，湯姆的體感皮層已發生了明顯改變。

拉馬錢德蘭總結說，由於湯姆的那只手已經失去，不可能再向體感皮層輸入神經信號，於是負責處理臉部信號的區域，就接管了原來處理手部輸入信號的區域。因此，當研究人員觸摸湯姆的臉時，會使他覺得有人也在觸摸他斷肢上的手指。

上述神經回路的重新連接體現了神經可塑性（neuroplasticity），說明成年人的大腦具有自我改變和重塑的能力（參見《環球科學》2009年第4期《科技重塑大腦》一文）。科學家發現，成年人大腦的可塑性遠比預計的強。我們的日常行爲和周邊環境，都能引起大腦神經回路的重新連接、功能重組和位置的改變。有些人甚至認爲，不同的思考方式也足以重塑大腦。

現在，研究人員已經知道，新神經元的産生（即神經發生，neurogenesis）是成人大腦的一個基本特徵。研究顯示，與學習和長時記憶高度相關的海馬區，是神經發生最活躍的腦區之一。

參與處理氣味資訊的嗅球（olfactory bulb），也是神經發生比較活躍的腦區。然而，並非所有的新生神經元都能存活，事實上，它們中大多數都會迅速凋亡（參見《環球科學》2009年第4期《拯救新生腦細胞》一文）。新細胞的存活不僅需要營養，還得和成熟神經元形成突觸連接。科學家希望找出影響神經發生速率和新生腦細胞存活率的各種因素——腦力和體力鍛煉都能促進神經元的存活。

方法一：運動

研究表明，小鼠在滾軸上訓練一段時間之後，海馬區神經元數量顯著增加，在學習和記憶測試中表現得更好。針對人類的研究也顯示，體育鍛煉能提高大腦的執行能力（包括計劃、組織、多工處理能力等）。衆所周知，運動能改善情緒，經常運動的人老了以後也不容易患癡呆症（dementia）。常運動的老人的執行力，比久坐不動的老人更強。即使是那些在沙發上窩了一輩子的老人，如果現在就開始運動，也能提高執行力。

這種現象可能與很多機制有關。運動可以增加大腦的血流量，將更多的氧分、能量和營養物質運送給忙碌的神經細胞。研究表明，運動可以促進大腦分泌神經營養因數（brain-derived neurotrophic factor, BDNF），促進神經細胞的生長，改善神經細胞間的聯繫，提高它們的存活率。

不過，所有研究都無法解釋“四肢發達，頭腦簡單”又是怎麽回事。

前沿研究

研究表明，邊運動邊聽音樂，運動效果會更好。實驗中，自願者分別進行了兩次訓練。首次訓練時，他們什麽也不聽，安靜地完成訓練任務；第二次訓練中，他們邊聽維瓦爾第（Vivaldi）的《四季》（Four Seasons）邊運動。每次訓練結束後，研究人員都會評估自願者的情緒和表達能力。

雖然運動本身就能改善情緒並提高表達能力，但第二次訓練後，自願者在表達能力測試中的得分卻是第一次訓練後的兩倍。也許，你應該讓保險公司爲你的新iPod埋單。

你知道嗎？

·大量研究表明，運動能改善睡眠質量，提高免疫力——還有它辦不到的事嗎？

·想讓大腦從運動中獲益，我們並不需要像查克·諾裏斯（chuck norris，美國動作電影演員）一樣成爲世界空手道冠軍。針對老人的研究表明，每天步行20分鐘，就能保持身心健康。

方法二：飲食

大腦和身體一樣需要營養和能量。那麽，哪些食物能提升大腦智力，哪些又會損害智力呢？衆所周知的壞傢夥是飽和脂肪酸，它對大腦和身體健康都有嚴重的不良影響。如果給大鼠喂食飽和脂肪酸含量較高的食物，它們在學習和記憶測試中就會表現不佳，常吃這類食物的人患癡呆症的風險也較高。

然而，並非所有脂肪都不是好東西。腦袋的大部分都是由脂肪酸構成的——細胞膜和髓磷脂鞘（myelin covering）的形成都需要脂肪酸，攝食某些脂肪，尤其是魚類、堅果和種子中的Ω-3脂肪酸十分重要。阿爾茨海默病、抑鬱症、精神分裂症和其他一些大腦功能紊亂病症可能都與Ω-3脂肪酸濃度過低有關。

水果和蔬菜也有益於大腦健康，因爲果蔬中的抗氧化劑（antioxidant）含量很高，這些化學物質能與自由基原子發生還原反應，從而使腦細胞免受傷害。研究人員發現，給老年大鼠喂食富含抗氧化劑的食物，可以使它們保持較強的學習和記憶能力，甚至還可以減少由中風引起的大腦損傷。

　　前沿研究

除了食物種類，進食量也會影響大腦智力。研究表明，攝入熱量較低（比正常水平低25%～50%）的實驗動物，不僅比其他動物壽命更長，而且大腦功能也有所改善，在記憶和協調測試中也表現得更好，它們抵抗阿爾茨海默病、帕金森病和亨廷頓病的能力同樣有所增強。

你知道嗎？

·最好的補腦食物：核桃、藍莓和菠菜等。

·嬰兒尤其要攝入足量脂肪。如果嬰兒攝入的脂肪量不足，就會影響髓磷脂鞘的形成，不利於神經元傳遞神經信號。幸運的是，母乳中的脂肪含量高達50%。

·一般說來，經常食用富含Ω-3脂肪酸食物的人患中樞神經系統疾病的幾率較低。

　　方法三：興奮劑

興奮劑能加速神經系統運行，使人心跳加快、血壓升高、精力旺盛、呼吸急促。最著名的興奮劑莫過於咖啡因了（確切地說，咖啡因是全世界使用最廣泛的“毒品”）。咖啡因能刺激中樞神經系統，使大腦更清醒，反應更靈敏。不過，過量使用咖啡因，刺激效應就會過強，導致緊張、焦慮和失眠。

可卡因（cocaine）和安非他明（am-phetamine）就沒有咖啡因這麽“溫和”了。它們以另一種機制影響大腦功能，卻會産生類似效果。大腦中，多巴胺、5-羥色胺等神經遞質的釋放，會使人産生愉悅的感覺，而攝入可卡因或安非他明會促使大腦釋放這些神經遞質，使人心情愉快，反應靈敏、精力充沛。

雖然聽起來不錯，但可卡因和安非他明都極易讓人上癮，如果攝入過多，就會引起精神疾病或戒斷症（withdrawal）。當然，如果攝取劑量過高，還會導致使用者死亡。

　　前沿研究

毫無疑問，大量攝入咖啡因後果將不堪設想（輕則易怒，重則死亡），但是小劑量或中劑量卻能提升智力，儘管作用機制尚未知曉。

有研究表明，喝兩杯咖啡能增強短時記憶，縮短反應時間。功能性磁共振成像（functional MRI，fMRI）結果也顯示，在服用咖啡因的自願者的大腦中，與注意力相對應的腦區明顯更爲活躍。有研究表明，咖啡因還能延緩老年婦女記憶力衰退。

你知道嗎？

我們攝入的咖啡因有3/4來自咖啡，因此每天不要喝太多咖啡。100杯咖啡中就含有約10克咖啡因，這樣的劑量足以引發致命的並發症。

文學作品中最著名的一位興奮劑服用者，當數大名鼎鼎的神探福爾摩斯。小說中很多地方都提到，他通過注射可卡因來放鬆心情。看來，伸張正義確實很辛苦。

方法四：電子遊戲

電子遊戲能拯救生命。如果外科醫生每周至少玩幾小時的電子遊戲，相比不玩遊戲的醫生，他們在手術室出錯的幾率要減少1/3。研究表明，電子遊戲的確能提高思維靈敏度、手眼協調性、深度知覺和模式識別能力。玩遊戲的人能在更長時間內集中注意力，資訊處理能力也更強。當不玩遊戲的人玩一個星期的遊戲（當然是以科學的名義)，他們的視覺技能的確有所提高。有趣的是，大家通常認爲，玩遊戲是不務正業，然而研究發現，玩遊戲的白領其實更自信，更善於處理社會關係。

當然，說到電子遊戲的不良影響，我們不能不提到一個著名理論：在現實世界中，玩電子遊戲會增加暴力事件的發生幾率。許多研究都證實，兩者確實存在關聯性。常玩暴力遊戲的年輕人對圖像圖形的反應變慢，說明他們對這類資訊逐漸適應，已沒有以前那麽敏感。另一項研究表明，玩家在玩第一人稱射擊遊戲時，大腦的活動狀態與做出攻擊行爲時類似。

當然，這並不能說明上述玩家在現實生活中真的有暴力傾向。雖然兩者之間的聯繫值得探究，但是直到目前爲止還沒有資料證明，電子遊戲的盛行確實與年輕人的暴力行爲有關。

　　前沿研究

一項最新研究表明，電子遊戲會啟動大腦中與獎賞有關的神經回路，而且對男性的作用遠甚於女性。研究人員專門設計了一套電子遊戲，讓不同性別的人來玩，同時用fMRI觀察他們的大腦反應。遊戲中，兩種性別的人表現得都很好，但fMRI顯示，男性的邊緣系統（limbic system，參與處理獎賞資訊）更加活躍。對於男性玩家而言，組成獎賞回路的各個結構聯繫得更爲緊密，而且這種聯繫越緊密，玩家在遊戲中的表現也會越出色。但在女性玩家中，似乎就沒有這種關聯。通常來講，男性迷戀上電子遊戲的幾率是女性的兩倍。

你知道嗎？

·在美國，電子遊戲産業的産值高達100億美元。

·2003年，美國一名16歲男孩開槍打死了兩名警察和一名警察調度員。兩年後，受害者家屬起訴了遊戲公司——這家公司製作發行的電子遊戲《俠盜車手》（Grand Theft Auto）廣受大衆喜愛。起訴書稱，該男孩是因爲沈溺於暴力電子遊戲才走向犯罪道路的。

　　方法五：音樂

當你在聽皇后樂隊的精選集時，聽覺皮層正在處理音樂的各個組成元素：音量、音調、音色、旋律和節奏。不過，音樂作用於大腦後，不僅能讓你聽到聲音，還能啟動獎賞中心，抑制杏仁核的活性，緩解恐懼等消極情緒。

一項廣爲人知的研究認爲，聽莫札特的音樂能提高認知能力，結果世界各地的父母都跑去爲孩子購買古典樂CD。直到現在，仍有很多人認可“莫札特效應”，但當初的研究結果已經不那麽令人信服了。音樂對智力水平的提升其實很有限，作用時間也很短。然而，音樂確實能使人産生某種共鳴，從而緩解焦慮和失眠、降低血壓、減輕癡呆症患者的痛苦，並且有利於新生兒生長。

音樂訓練能改變大腦結構。音樂家的運動皮層、小腦 （cerebellum）和胼胝體 （corpus callosum，連接左右大腦半球的組織）比普通人更發達。絃樂器演奏家的大腦中，控制手指的那部分感覺皮層比其他人更多。音樂訓練究竟能否令人更聰明？目前仍無定論。然而一些研究證實，音樂課能夠提高小孩子的空間能力（spatial ability）。

　　前沿研究

上音樂課，接受音樂訓練，能讓小孩的腦幹對人聲更敏感。最近一項研究顯示，腦幹與最基本的聲音編碼有關，就算沒有音樂天賦，多聽音樂也能改善腦幹結構。

全世界的小孩都振作起來吧，“音盲”也沒有關係！就像要多吃蔬菜一樣，多聽音樂對你們有好處。

　　你知道嗎？

·不用聽，僅在腦海中想象一首歌的旋律，就能啟動聽覺皮層；不用看，僅僅想象一段樂譜，就能啟動視覺皮層。

·“對牛彈琴”的意外收穫：古典、舒緩的音樂可以提高奶牛的産奶量。

方法六：冥想

別再揪住蘋果不放了。如果你相信科學研究，那麽每天練習一次瑜伽也能讓你遠離醫生。冥想（即沈思並放鬆）似乎有助於緩解焦慮症、高血壓、哮喘、失眠、糖尿病、抑鬱症等各種病症，還能減輕疼痛，甚至改善皮膚狀況。長期冥想的人稱，他們感覺更加輕鬆自在，更具創造力。

研究人員通過觀察大腦成像圖，發現冥想確實能改變大腦結構。一般說來，腦細胞會在不同的時間放電，但在冥想時，它們似乎會同步放電。在經常冥想的人的大腦中，與積極情緒有關的左側前額葉顯得非常活躍。而且該腦區越活躍，免疫功能就越強。

冥想能使大腦皮層變厚，尤其與注意力和感覺相關的區域。不過，皮層厚度的增加似乎並非因爲大腦生成了新的神經元，而是神經元間的聯繫更緊密，支援性神經元增多，這一區域的血管也增粗了。

　　前沿研究

冥想有助於人們集中注意力，提高處理認知任務的能力。研究人員歷時三個月，訓練自願者練習內觀禪修（Vipassana meditation），使他們更容易集中精神。

實驗中，自願者需要在一系列字母中挑出隨機跳入的數位。經過冥想訓練的人，能更輕鬆而準確地找出螢幕上一閃而過的數位。

你知道嗎？

·自願者中也包括一些僧人，他們的冥想時間都超過了10,000小時，也就是一年多。