六种习惯提升大脑能力(组图)

科学家发现:成年人大脑的可塑性,远比预计的强。我们的日常行为和周边环境,都能引起大脑神经回路的重新连接、功能重组和位置的改变。有些人甚至认为:不同的思考方式也足以重塑大脑。


有时,截肢患者会出现“幻肢症状”(phantom limb)——以为截去的肢体仍然存在,并感到它传来强烈的痛、痒等感觉。美国神经科学家「维莱亚努尔·S·拉马钱德兰」(Vilayanur S. Ramachandran)曾针对有过幻肢感的患者进行了一项研究,其中一位患者名为汤姆他失去了一只手臂。

实验中拉马钱德兰发现:如果触摸汤姆的脸,他会感到研究人员,似乎也在触摸他已经失去的手指。

实际上,身体的每一部分都对应着大脑体感皮层(somatosensory cortex)的一块特定区域;而与手相对应的区域,紧邻脸部对应的区域。于是,拉马钱德兰推断:汤姆的体感皮层,已发生了明显改变。

拉马钱德兰总结说:由于汤姆的那只手已经失去,不可能再向体感皮层输入神经信号;于是负责处理脸部信号的区域,就接管了原来处理手部输入信号的区域。因此,当研究人员触摸汤姆的脸时,会使他觉得有人也在触摸他断肢上的手指。

上述神经回路的重新连接,体现了神经可塑性(neuroplasticity),说明成年人的大脑,具有自我改变和重塑的能力!科学家发现,成年人大脑的可塑性远比预计的强。我们的日常行为和周边环境,都能引起大脑神经回路的重新连接、功能重组和位置的改变。有些人甚至认为,不同的思考方式也足以重塑大脑。

现在,研究人员已经知道 ─ 新神经元的产生(即神经发生,neurogenesis)是成人大脑的一个基本特征。研究显示:与学习和长时,记忆高度相关的海马区,是神经发生最活跃的脑区之一。

参与处理气味信息的「嗅球」(olfactory bulb),也是神经发生比较活跃的脑区。然而,并非所有的新生神经元都能存活;事实上,它们中大多数都会迅速凋亡,(参见《环球科学》2009年第4期《拯救新生脑细胞》一文)。

新细胞的存活不仅需要营养,还得和成熟神经元形成突触连接。科学家希望找出,影响神经发生速率,和新生脑细胞存活率的各种因素 —— 脑力和体力锻炼,都能促进神经元的存活。

方法一:运动

研究表明:小鼠在滚轴上训练一段时间之后,海马区神经元数量显著增加,在学习和记忆测试中表现得更好。针对人类的研究也显示,体育锻炼能提高大脑的执行能力(包括计划、组织、多任务处理能力等)。

众所周知运动能改善情绪,经常运动的人老了以后,也不容易患痴呆症(dementia)。常运动的老人的执行力,比久坐不动的老人更强!即使是那些在沙发上窝了一辈子的老人,如果现在就开始运动,也能提高执行力。

这种现象可能与很多机制有关!运动可以增加大脑的血流量,将更多的氧分、能量和营养物质,运送给忙碌的神经细胞。

研究表明:运动,可以促进大脑分泌神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF),促进神经细胞的生长,改善神经细胞间的联系,提高它们的存活率。不过,所有研究都无法解释“四肢发达,头脑简单”又是怎么回事。

前沿研究

研究表明:边运动边听音乐,运动效果会更好!

实验中,自愿者分别进行了两次训练。首次训练时,他们什么也不听,安静地完成训练任务。第二次训练中,他们边听维瓦尔第(Vivaldi)的《四季》(Four Seasons)边运动。每次训练结束后,研究人员都会评估,自愿者的情绪和表达能力。

虽然运动本身,就能改善情绪并提高表达能力;但第二次训练后,自愿者在表达能力测试中的得分,却是第一次训练后的两倍。也许,你应该让保险公司为你的新iPod埋单。

你知道吗?

‧大量研究表明,运动能改善睡眠质量、提高免疫力——还有它办不到的事吗?

‧想让大脑从运动中获益,我们并不需要像「查克·诺里斯」(chuck norris,美国动作电影演员)一样,成为世界空手道冠军。针对老人的研究表明 ─ 每天步行20分钟,就能保持身心健康。

方法二:饮食

大脑和身体一样需要营养和能量!

那么,哪些食物能提升大脑智力,哪些又会损害智力呢?众所周知的坏家伙是 ─ 饱和脂肪酸,它对大脑和身体健康,都有严重的不良影响。

如果,给大鼠喂食饱和脂肪酸含量较高的食物,它们在学习和记忆测试中就会表现不佳,常吃这类食物的人,患痴呆症的风险也较高。

然而,并非所有脂肪都不是好东西。脑袋的大部分,都是由脂肪酸构成的 —— 细胞膜和髓磷脂鞘(myelin covering)的形成都需要脂肪酸;摄食某些脂肪,尤其是鱼类、坚果,和种子中的Ω-3脂肪酸十分重要。阿尔茨海默病、抑郁症、精神分裂症,和其他一些大脑功能紊乱病症,可能都与Ω-3脂肪酸浓度过低有关。

水果和蔬菜也有益于大脑健康。

因为,果蔬中的抗氧化剂(antioxidant)含量很高,这些化学物质,能与自由基原子发生还原反应,从而使脑细胞免受伤害。

研究人员发现,给老年大鼠喂食富含抗氧化剂的食物,可以使它们保持较强的学习和记忆能力,甚至,还可以减少由中风引起的大脑损伤。


前沿研究

除了食物种类,进食量也会影响大脑智力!

研究表明,摄入热量较低(比正常水平低25%~50%)的实验动物,不仅比其他动物寿命更长,而且大脑功能也有所改善!在记忆和协调测试中也表现得更好,它们抵抗阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病的能力,同样有所增强。

你知道吗?

‧最好的补脑食物:核桃、蓝莓和菠菜等。

‧婴儿尤其要摄入足量脂肪!如果,婴儿摄入的脂肪量不足,就会影响髓磷脂鞘的形成,不利于神经元传递神经信号。幸运的是,母乳中的脂肪含量高达50%。

‧一般说来,经常食用富含Ω-3脂肪酸食物的人,患中枢神经系统疾病的几率较低。

方法三:兴奋剂

兴奋剂能加速神经系统运行,使人心跳加快、血压升高、精力旺盛、呼吸急促。最著名的兴奋剂莫过于咖啡因了(确切地说,咖啡因是全世界使用最广泛的“毒品”)!

咖啡因能刺激中枢神经系统,使大脑更清醒,反应更灵敏。不过,过量使用咖啡因,刺激效应就会过强,导致紧张、焦虑和失眠。

可卡因(cocaine)和安非他明(am-phetamine),就没有咖啡因这么“温和” 了。它们以另一种机制影响大脑功能,却会产生类似效果。

大脑中,多巴胺、5-羟色胺等神经递质的释放,会使人产生愉悦的感觉;而摄入可卡因或安非他明会,促使大脑释放这些神经递质,使人心情愉快,反应灵敏、精力充沛。

虽然听起来不错,但可卡因和安非他明都极易让人上瘾,如果摄入过多,就会引起精神疾病或戒断症(withdrawal)。当然,如果摄取剂量过高,还会导致使用者死亡。


前沿研究

毫无疑问,大量摄入咖啡因后果将不堪设想(轻则易怒,重则死亡),但是小剂量或中剂量,却能提升智力,尽管作用机制尚未知晓。

研究表明:喝两杯咖啡能增强短时记忆,缩短反应时间。功能性磁共振成像(functional MRI,fMRI)结果也显示:在服用咖啡因的自愿者的大脑中,与注意力相对应的脑区明显更为活跃!

研究表明:咖啡因,还能延缓老年妇女记忆力衰退。

你知道吗?

我们摄入的咖啡因有3/4来自咖啡,因此每天不要喝太多咖啡。100杯咖啡中,就含有约10克咖啡因,这样的剂量,足以引发致命的并发症。

文学作品中,最著名的一位兴奋剂服用者,当数大名鼎鼎的神探福尔摩斯。小说中很多地方都提到,他通过注射可卡因来放松心情。看来,伸张正义确实很辛苦。

方法四:电子游戏

电子游戏能拯救生命!如果,外科医生每周至少玩几小时的电子游戏,相比不玩游戏的医生,他们在手术室出错的几率要减少1/3。

研究表明:电子游戏的确能提高思维灵敏度、手眼协调性、深度知觉和模式识别能力。玩游戏的人,能在更长时间内集中注意力,信息处理能力也更强。

当不玩游戏的人,玩一个星期的游戏(当然是以科学的名义),他们的视觉技能的确有所提高。有趣的是,大家通常认为玩游戏是不务正业;然而研究发现,玩游戏的白领其实更自信,更善于处理社会关系。

当然,说到电子游戏的不良影响,我们不能不提到一个著名理论:在现实世界中玩电子游戏,会增加暴力事件的发生几率。许多研究都证实,两者确实存在关联性。

常玩暴力游戏的年轻人,对图像图形的反应变慢,说明他们对这类信息逐渐适应,已没有以前那么敏感。另一项研究表明:玩家在玩第一人称射击游戏时,大脑的活动状态,与做出攻击行为时类似。

当然,这并不能说明上述玩家,在现实生活中真的有暴力倾向。虽然,两者之间的联系值得探究,但是直到目前为止还没有数据证明,电子游戏的盛行,确实与年轻人的暴力行为有关。



前沿研究

一项最新研究表明,电子游戏会激活大脑中,与奖赏有关的神经回路,而且,对男性的作用远甚于女性。

研究人员专门设计了一套电子游戏,让不同性别的人来玩,同时用fMRI观察他们的大脑反应。

游戏中,两种性别的人表现得都很好,但fMRI显示:男性的边缘系统(limbic system,参与处理奖赏信息)更加活跃。

对于男性玩家而言,组成奖赏回路的各个结构联系得更为紧密,而且这种联系越紧密,玩家在游戏中的表现也会越出色。但在女性玩家中,似乎就没有这种关联。通常来讲,男性迷恋上电子游戏的几率,是女性的两倍。

你知道吗?

‧在美国,电子游戏产业的产值高达100亿美元。

‧2003年,美国一名16岁男孩,开枪打死了两名警察,和一名警察调度员。两年后,受害者家属起诉了游戏公司 —— 这家公司制作发行的电子游戏《侠盗车手》(Grand Theft Auto)广受大众喜爱。

起诉书称:该男孩是因为沉溺于暴力电子游戏,才走向犯罪道路的。

方法五:音乐
 
当你在听皇后乐队的精选集时,听觉皮层正在处理音乐的各个组成元素:音量、音调、音色、旋律和节奏。不过,音乐作用于大脑后,不仅能让你听到声音;还能激活奖赏中心,抑制杏仁核的活性,缓解恐惧等消极情绪。

一项广为人知的研究认为,听莫扎特的音乐能提高认知能力,结果世界各地的父母,都跑去为孩子购买古典乐CD。直到现在,仍有很多人认可“莫扎特效应”,但当初的研究结果,已经不那么令人信服了。

音乐,对智力水平的提升其实很有限,作用时间也很短。然而,音乐确实能使人产生某种共鸣,从而缓解焦虑和失眠、降低血压、减轻痴呆症患者的痛苦,并且有利于新生儿生长。

音乐训练能改变大脑结构

音乐家的运动皮层、小脑 (cerebellum)和胼胝体(corpus callosum,连接左右大脑半球的组织)比普通人更发达。

弦乐器演奏家的大脑中,控制手指的那部分,感觉皮层比其他人更多。音乐训练,究竟能否令人更聪明?目前仍无定论,然而一些研究证实,音乐课能够提高小孩子的空间能力(spatial ability)。



前沿研究

上音乐课接受音乐训练,能让小孩的脑干对人声更敏感!最近一项研究显示,脑干与最基本的声音编码有关,就算没有音乐天赋,多听音乐也能改善脑干结构。

全世界的小孩都振作起来吧,音盲也没有关系!就像要多吃蔬菜一样,多听音乐对你们有好处。

你知道吗?

‧不用听,仅在脑海中想象一首歌的旋律,就能激活听觉皮层;不用看,仅仅想象一段乐谱,就能激活视觉皮层。

‧对牛弹琴的意外收获:古典、舒缓的音乐,可以提高奶牛的产奶量。

方法六:打坐冥想

别再揪住苹果不放了!如果你相信科学研究,那么每天练习一次瑜伽或打坐,也能让你远离医生。

打坐,有助于缓解焦虑症、高血压、哮喘、失眠、糖尿病、抑郁症等各种病症,还能减轻疼痛,甚至改善皮肤状况!长期冥想的人称:他们感觉更加轻松自在,更具创造力。

研究人员通过观察大脑成像图,发现打坐确实能改变大脑结构。

一般说来,脑细胞会在不同的时间放电,但在打坐时它们似乎会同步放电。在经常打坐的人的大脑中,与积极情绪有关的左侧前额叶,显得非常活跃。而且该脑区越活跃免疫功能就越强!

打坐能使大脑皮层变厚,尤其与注意力和感觉相关的区域。不过,皮层厚度的增加,似乎并非因为大脑生成了新的神经元;而是神经元间的联系更紧密,支持性神经元增多这一区域的血管也增粗了。



前沿研究

打坐,有助于人们集中注意力,提高处理认知任务的能力!研究人员历时三个月,训练自愿者练习内观禅修(Vipassana meditation),使他们更容易集中精神。

实验中,自愿者需要在一系列字母中,挑出随机跳入的数字。经过打坐冥想训练的人,能更轻松而准确地找出屏幕上一闪而过的数字。

你知道吗?

‧自愿者中也包括一些僧人,他们的打坐时间都超过了10,000小时,也就是一年多。

本文留言

近期读者推荐