
大脑具有可塑性听起来是非常迷人且令人振奋的,但对于可塑性本身的认知在社会上有太多的误解和夸大,需要专业的认识和坚定的实践才能真正的开启可塑性。
本期Huberman Lab播客中,斯坦福大学医学院神经生物学与眼科学教授Andrew Huberman主要讨论了一个问题:
神经可塑性的本质是什么?如何才能重塑大脑?
一、大脑发育的“黄金期”错过不再来
我们出生时“神经元连接”是过剩的,随着成长,某些连接会被强化、变得更强,另一些则会消失,神经系统会根据你的独特经历变得“定制化”,也称为“发育性可塑性”(developmental plasticity)。
但“同步激活,同步连接”(fire together, wire together)这种可塑性仅在25岁之前适用。
青春期后(约14、15岁以后),人类大脑和神经系统几乎不会新增神经元。同时随着年龄增长,所谓的“细胞外空间”会被“细胞外基质”和神经胶质细胞填满,这时想改变已有的连接就变得非常困难。
25岁以后,若想改变这些“神经元连接”,就必须通过一些特定过程。而这些过程是“受调控的”,你不能只是决定“要改变大脑”,还必须通过一系列步骤改变内在状态,才能让大脑发生改变。
二、不是每一段经历都能改变大脑
一个流传已久的误解是“你经历的每件事都会改变你的大脑”,比如“听完这场讲座,你的大脑会不一样”、“上完今天的课,你的大脑会和两天前不一样”等等。
科学研究表明,只有当我们有意识地意识到自己想改变某事时,我们即将做、听、感受或体验的事才会被标记并告诉大脑“这事值得关注”,并释放某些神经化学物质(肾上腺素、乙酰胆碱等),让那些在化学物质“游走”期间活跃的神经元强化或削弱连接,神经系统才会改变。
三、“旋转鼓实验”:高度专注的成年人也有可塑性
20世纪90年代,加州大学旧金山分校迈克·梅泽尼奇实验室的研究生格雷格·雷琴佐恩做了著名的“旋转鼓实验”来验证“成年人的大脑无法改变,没有可塑性”这一观点。
研究团队让成年受试者参与一项触觉任务:受试者坐在桌前,面前有一个带有凸起的旋转鼓(凸起间距有细微差异)。实验中,当凸起的距离变近或变远时,被实验者要按杠杆示意。这些差异很细微,所以被实验者必须高度关注凸起间距的细微变化(受试者均非盲文使用者,无相关技能基础)。
随着受试者持续专注于凸起间距的变化并做出反应,其大脑中“手指的神经表征”出现快速可塑性变化——即大脑中负责处理手指触觉的区域发生重组,使受试者能更敏锐地检测间距差异。
研究团队还设计了对照实验:让受试者触摸旋转鼓,但要求其专注于听觉提示(如音调变化时需做出反应)。结果显示:此时仅大脑的听觉区域出现可塑性变化,负责触觉的脑区无变化。
这一实验推翻了“成年大脑不可塑”或“所有体验均能改变大脑”的观点,明确了“高度专注”是成年大脑可塑性的核心触发条件,且定向发生,而非泛化的整体变化。
四、神经可塑性的“神经化学三要素”
当我们高度专注时,大脑的多个部位会释放两种神经递质,它们会“标记”那些有机会改变的神经回路。
1.肾上腺素(epinephrine),来自脑干,提供警觉性
第一种神经化学物质是肾上腺素。身体中的肾上腺素由肾脏上方的肾上腺释放,大脑中的肾上腺素由脑干中的“蓝斑核”(Locus Coeruleus)释放。
蓝斑核会通过轴突把肾上腺素输送到整个大脑。但它只有在高度警觉时才会释放。这个回路的设计是非特异性的,本质上是“唤醒整个大脑”。因为肾上腺素通过结合特定受体,会增加神经元活跃的可能性。
但警觉性本身还不够,它是“必要非充分条件”。
2.乙酰胆碱(acetylcholine),来自脑干,放大目标信号并标记待改变回路
“丘脑”区域一直被各种感官输入轰炸,比如房间里的灯光、手边的电脑。但当我们专注于某件事时,大脑会形成一个“注意力圆锥”,其实就是乙酰胆碱放大了信号,让它比周围所有信号都强。
3.乙酰胆碱,来自前脑的基底核,标记待改变回路
有研究人员实验表明,通过电极刺激基底核释放乙酰胆碱,同时激活蓝斑核(释放肾上腺素)与脑干部位乙酰胆碱,发现受试者仅需1次体验,目标神经回路(如听觉、触觉相关)就会快速重组,实现“一次性高效学习”。
上述三者缺一不可,且仅针对“被高度专注的特定体验”定向生效,所以被动体验不会激发可塑性。
五、如何激发可塑性
1.寻找改变的动力
爱、恨、愤怒、恐惧等都会促进自主神经兴奋和肾上腺素释放,关键是找到“为什么要做这个改变”的理由,以确保对任务有警觉性、精力和注意力。
2.“辐辏运动”(Convergence Movement):视觉专注带来大脑专注
心智专注跟随视觉专注,提高专注力的最佳方法是“辐辏运动”。
视觉系统可以模糊、游移,也可以高度聚焦于空间中的某个点。而以“视觉专注”为基础的行为练习,能让你培养出强大的专注深度和持续时间。
(1)“视觉专注”:视觉聚焦是大脑专注的“锚点”
我们要么能看清小范围空间的细节,要么能扩大视野看到大范围的空间但细节很少,但不能同时看清所有东西的细节。
瞳孔是视觉感受器最密集的地方,我们视野中心的敏锐度比周边高得多。
当眼睛聚焦时,会做两件事:首先,视线往往集中在视野中心,两只眼睛会“辐辏”,看向同一个点;其次,眼睛的晶状体会调节,让大脑不再看到整个视觉世界,而是看到一小片视觉图像。
此时不仅视觉范围缩小,随着视觉专注度的提高,大脑中的神经元会被激活,触发去甲肾上腺素(和肾上腺素类似)、肾上腺素和乙酰胆碱的释放。
(2)如何练习“视觉专注”
如果你在电脑前办公时,感觉很难专注,花60-120秒,把视觉注意力集中在屏幕的一小块区域(比如屏幕边缘),让眼睛聚焦在那个位置,这样不仅会提高那个位置的视觉敏锐度,还会激活大脑的专注度,其它场景也类似,找到一个视觉锚点即可。
简而言之,想提高专注力,就练习视觉专注。视觉图像越清晰,你能盯着它越久,注意力水平就会越高。
3.做事情的时候,手机必须“断舍离”
手机很容易锚定注意力。
首先,手机屏幕很小,很容易把视觉注意力限制在一块小区域。其次,正如人们所说的“一图胜千言”、“一视频胜万图”。
我们看到动的东西时,注意力自然会被吸引,很多人现在很难阅读大段的文字,其中一个原因就是习惯了看视频等动态内容。
事实是,我们看的动态刺激越多,看的视频越戏剧化、越强烈,就越难专注于纸上的文字或者听播客。
大脑的乙酰胆碱、肾上腺素、多巴胺等神经资源有限,观看电影、刷短视频等被动体验会 “消耗” 这些资源,但仅带来短暂兴奋,无法激活 “主动学习所需的神经可塑性”。
六、神经可塑性如何落地
神经可塑性不会在清醒时发生,而是在睡眠中。
如果你白天专注学习一个或多个“超昼夜节律”(90分钟),当晚和接下来的几晚睡觉时,那些被乙酰胆碱“标记”的神经回路会强化,其他的会消失。
这意味着,几天后或一周后醒来时,你会永久掌握这些知识。所以,搞定睡眠是强化学习的关键。
还有一种方法可以部分满足深度睡眠的需求:进行“非睡眠深度休息”(NSDR)。
《细胞报告》发表的一篇论文显示,人们做一项很难的空间记忆任务(要记住15-16个灯光亮起的顺序)。学习后立刻进行20分钟非睡眠深度休息或小睡,学习效果比只睡一晚好得多。所以,用NSDR或短时间小睡能加速学习。
七、最后
童年可塑性的关键是“做个孩子”;而成年可塑性的关键则是“保持警觉、高度专注,然后进行非睡眠深度休息和深度睡眠”。
最后,祝大家身体和大脑都能“重回年少时”。
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