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神经可塑性:在我们的身心系统中培育“大峡谷”

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20世纪90年代末期,神经科学领域对成年人的大脑还较为悲观。当时盛行的观点认为,在进入成年后,我们的大脑几乎都会陷入困境。人们相信,在经历严重损伤或退化性疾病之后,成年大脑将无法产生新的脑细胞,即神经元(neuron),也无法在神经元之间重新建立连接,即无法构建神经元网络(neural network)。也就是说,成年人的大脑在结构和功能上是固定不变的。

事实证明,这种观点是错误的。

神经科学家现在已经知道,大脑在我们的一生中都在不断发生变化。[7]每产生一次感官输入、身体动作、激励信号、想法、情绪、应激唤醒以及刺激和反应之间的协同作用,我们的大脑都会根据不断重复的经验来进行自我重塑。这就是神经可塑性的概念。和年轻的大脑一样,成年人的大脑能够修复受损区域,重新划分执行某项任务的区块并指派它们去完成新的任务,产生新的神经元[这一过程被称为神经发生(neurogenesis)]及新的神经网络。

例如,一项经常得到引用的有关神经可塑性的研究检验了伦敦出租车司机的记忆与大脑结构。[8]要想在伦敦开出租车,司机必须学习“相关知识”,也就是从市中心出发方圆6英里(约合9.7公里)内每条街道的具体位置。经过几年学习之后,那些无须参考地图就能载客前往目的地的司机最终能够获得出租车驾驶牌照。这是一项繁重的空间记忆训练!可以想象的是,在伦敦开出租车越久,司机掌握的相关知识就越牢固。实际上,大脑成像研究似乎已经证实了伦敦出租车司机的海马体比相同年龄和性别的其他群体的海马体更大,而海马体恰恰是让我们能够巩固显性记忆的大脑区域。此外,出租车司机在伦敦开得越久,其海马体的变化也越大。

正如这个例子所示,大脑和身体的其他部分一样,也会发展其使用得最多的“肌肉”,有时还会牺牲其他方面的能力。通过有意识和无意识地参与并重复某些心理过程,大脑会变得更有效率。随着时间的推移,支持某种特定心理机能的大脑区域将会重组神经元之间的连接结构,创造出更有效的神经活动模式。正如加拿大心理学家唐纳德·赫布(Donald Hebb)在1949年预见的那样:“同时激活的神经元紧密连接在一起。”

这样一来,大脑中的区域可能会基于不同的重复经验而缩小或扩大,功能也随之变得更少或更多。[9]大脑在我们的一生中都保持着这样的能力。就像科学作家沙伦·贝格利(Sharon Begley)的精彩描述所言:“我们大脑的特殊结构——不同区域的相对大小及区域之间相互联系的强度反映了我们曾经的生活。就像沙滩上的沙子会留下我们的脚印一样,大脑能记住我们做过的决定、我们习得的技能以及我们采取的行动。”[10]

有趣的是,大脑还可以在没有任何外界输入的情况下得到改变或重组。实际上,大脑在思维模式的不断重复或慢性应激唤醒之下会发生改变。例如,每当对未来的负面事件产生担忧时,我们就会激活杏仁核,这是生存脑中负责神经感知的区域,它会无意识地进行威胁扫描。随着时间的推移,当担忧成为一种习惯时,杏仁核——和其他大脑区域一样包括两个部分——的体积就会增大,而增大的杏仁核将让人对忧虑变得更加敏感,从而引发更为严重的焦虑,加剧恶性循环。[11]

我在讲授神经可塑性时常会用美国科罗拉多大峡谷来打比方。诚然,这个比喻从地质学角度来说并不正确,却又十分明确,容易引起人们的注意。想象一下,在大峡谷形成之前,亚利桑那沙漠北部有一个平坦的台地。因此,下雨时,人们无法预测雨水的流向。然而,试想在某一时刻,平坦地面上的某处出现了一个凹陷,制造出一个比台地其他地方都要低洼的不规则平面。那么再次下雨时,雨水会流向何处?当然会流入这个凹陷。随着雨水的流入,这个凹陷将越来越深。如果降雨持续,那么这个凹陷将会变成一条溪流,继而成为一条河谷。在加速侵蚀之下,河谷变成了峡谷。最终,在经历许多暴风雨之后,我们就有了科罗拉多大峡谷。因此,现在的雨水几乎不可能流向大峡谷之外的其他任何地方。因为这条沟壑实在太深了。实际上,我们需要通过大工程和艰巨的努力才能将水流引导至其他地方。

人类大脑正是由许多这样的“峡谷”组成的,它们是我们感知、思考、感受、反应和行动的习惯方式。我们的“峡谷”有时相当微妙,比如每当走进一个房间,我们首先注意到的是所有不对劲的地方。当然它们有时也非常明显,比如每当感到孤独或悲伤时,我们就会吃曲奇饼干。无论它的脚本代码是什么,每当执行大脑“峡谷”的程序时,我们都会对它进行强化,这使得我们以后越来越难不去执行这些程序。

神经可塑性可以归结为:任何经历的不断重复都会让你在未来再度这么做时变得更容易,同时让你更难不这么做。这就是为什么开始一个全新的习惯相当困难,以及为什么我们需要经过数周的专门练习才能养成一个新习惯。这也是为何我们很难改正旧习的原因,尤其是在我们感到压力或失调时,这种习惯就会被触发。

由于大脑对任何重复的经历都有可塑性,所以神经可塑性在有害或有益的方面都具有强大的影响力。就有害的方面而言,慢性压力、创伤、抑郁、焦虑和创伤后应激障碍会造成我们认知水平的下降,特别是在学习新知识或技能、记忆事物和集中注意力等方面。[12]

实际上,失调在认知上的主要症状表现为记忆力的退化,例如,忘记自己为何要走进一个房间或常常将钥匙放错地方。这些不仅仅是“老年症状”,也是我们失调的征兆。我们已经在第2章托德的故事中看到了这样的影响,托德经常穿错制服,忘记完成任务,而这影响了他所在连队的表现。

正如托德的经历证明的那样,失调会导致大脑中与显性学习和记忆有关的海马体区域的结构发生改变。实际上,脑成像研究表明,被诊断为创伤后应激障碍的人士(包括参与过越南战争和海湾战争的老兵、民事警察及性虐待或身体虐待的受害者)与没有经历过这种创伤的相同年龄及性别的群体相比,他们的海马体要小得多。[13]

反复经历慢性压力和创伤也会导致我们的神经可塑性适应压力环境。正如我之前指出的那样,大脑会培养其使用得最多的“肌肉”,有时甚至要牺牲其他能力。例如,一项针对美国陆军士兵的大型研究发现,那些在伊拉克服役的士兵在计算机化认知测试中的反应速度比没有在伊拉克服过役的士兵更快。[14]然而,这些派驻伊拉克的士兵在空间记忆、语言及集中注意力的能力方面都出现了显著下降。在他们返回家乡后,这种认识水平的下降又持续了两个多月。也就是说,在驻军期间,他们的大脑形成了快速反应能力,这是在伊拉克时更加必需的一种生存技能,其代价却是牺牲了其他方面的心智能力。

当然,神经可塑性的作用也可能是有益的。例如,在部署战斗任务前参加过MMFT训练的士兵的持续注意力和工作记忆能力都有所改善,即便是在紧张的战前训练期间。[15]他们大脑中与情绪调节、冲动控制和内在感受(对身体感觉的意识)有关的区域也表现出了功能上的变化。此外,40年来的实证科学研究也已证明正念训练(从为期8周的正念干预到长达数年的广泛实践经验)在神经可塑性方面的种种好处,包括

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