大腦袋不一定聰明峡继,腦萎縮也許還有好處:劍橋9堂趣味腦科學(xué)課

21歲時(shí),英國(guó)物理學(xué)家霍金被診斷出肌萎縮側(cè)索硬化癥匈挖,就是人們所說的“漸凍癥”碾牌。即使在醫(yī)療技術(shù)進(jìn)步的今天,這種疾病患者的平均壽命也只剩2至5年儡循。結(jié)果霍金活了55年舶吗,直至2018年去世。

有人說择膝,漸凍癥比癌癥更殘酷誓琼,沒有任何治愈的方法。開始時(shí),走路摔跤腹侣;后來叔收,無法寫字、四肢失去控制傲隶,再后來饺律,無法說話、無法呼吸伦籍,最終窒息死亡蓝晒。

那么腮出,為什么霍金比其他患者長(zhǎng)壽得多呢帖鸦?

部分原因可能是他在很年輕的時(shí)候就確診了,而大多數(shù)患者五十多歲才被診斷出來胚嘲。

英國(guó)生物學(xué)家亞歷克西斯·威利特和珍妮佛·巴內(nèi)特認(rèn)為作儿,更可能的原因是,霍金找到了對(duì)抗病魔的方法——工作馋劈。

霍金非常聰明攻锰,思維活躍,意志堅(jiān)強(qiáng)妓雾。也就是說娶吞,他的大腦超凡脫俗,與眾不同械姻。高效的腦力活動(dòng)可能更好地保護(hù)他免受“漸凍癥”的進(jìn)一步傷害妒蛇。

亞歷克西斯·威利特是劍橋大學(xué)生物醫(yī)學(xué)博士。珍妮佛·巴內(nèi)特是神經(jīng)科學(xué)家楷拳、心理學(xué)家绣夺。他們發(fā)現(xiàn)抗精神藥物導(dǎo)致了腦萎縮現(xiàn)象,對(duì)腦萎縮與認(rèn)知能力的關(guān)系產(chǎn)生了濃厚的研究興趣欢揖。他們將自己的思考和研究成果寫成了這本書《我們的腦子夠用嗎陶耍?》

這本書提出的問題是,人類需要多少腦子她混?在理想化的狀態(tài)下烈钞,我們需要自己全部的腦但如果人腦發(fā)生正忱ぐ矗或異常的變化而部分缺失毯欣,我們也有能力適應(yīng)生存和發(fā)展的需要

一晋涣、腦的進(jìn)化:我們何以生而為人仪媒?

所有動(dòng)物的腦的構(gòu)成部分幾乎是一樣的,只是數(shù)量和組合方式差異很大。例如算吩,有些動(dòng)物大腦中的嗅球特別大留凭,意味著發(fā)達(dá)的嗅覺功能。而人類視覺功能的腦區(qū)則很大偎巢。

人腦的進(jìn)化方式?jīng)Q定了我們可以做很多其他動(dòng)物無法完成的事情蔼夜。同時(shí),也有許多事情其他動(dòng)物可以做到压昼,人類卻無能為力求冷。

毫無疑問,將人類與動(dòng)物區(qū)別開來的是人腦的強(qiáng)大功能窍霞。那么人腦與動(dòng)物腦的根本區(qū)別是什么呢匠题?

1.人腦進(jìn)化的兩個(gè)缺陷

人腦與身體的質(zhì)量比例是動(dòng)物界中最高的。相對(duì)巨大的腦袋瓜給我們帶來了許多超越其他物種的獨(dú)特品質(zhì)但金。但也給我們帶來了許多問題韭山。

首先,龐大的腦就需要一個(gè)龐大的顱骨來容納它冷溃。而直立行走意味著人類婦女的骨盆必須變窄钱磅,因此生產(chǎn)時(shí)留給嬰兒頭顱的空間十分有限。

怎么辦呢似枕?長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果就是盖淡,相比其他哺乳動(dòng)物,人類嬰兒大約提前出生6個(gè)月凿歼。此時(shí)的腦發(fā)育不良褪迟,尺寸僅為成年后的25%左右。剛出生的黑猩猩寶寶的腦大約是成年個(gè)體的50%毅往,其他靈長(zhǎng)類則接近75%牵咙。

另外,人類嬰兒呱呱墜地之時(shí)攀唯,頭上都是未閉合的骨板洁桌,以便順利通過產(chǎn)道,也有助于隨后幾年腦的迅速擴(kuò)張侯嘀,直到骨骼最終長(zhǎng)合另凌。

這是一種非常巧妙的方式,使得腦的大部分發(fā)育過程得以在脫離子宮后完成戒幔,使得人腦擁有其他動(dòng)物都不具備的認(rèn)知能力和生存發(fā)展機(jī)會(huì)吠谢。

當(dāng)然,這也確實(shí)意味著我們的孩子特別脆弱诗茎、容易受到攻擊工坊。而小狗和羊羔等哺乳動(dòng)物的幼崽,出生后幾分鐘就能站起來跌跌撞撞地行走。相比之下王污,我們的寶寶幾個(gè)月內(nèi)都不能行走罢吃,經(jīng)過十多年的發(fā)育培養(yǎng),才能獨(dú)自生存昭齐。

人腦的另一個(gè)缺陷是消耗能量極大尿招。人腦的重量約1.5公斤,占體重的2—2.3%左右,卻需要身體全部能量的20%來維持大腦運(yùn)轉(zhuǎn)阱驾,這一比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他許多動(dòng)物就谜。這使得人類在尋找食物上花的時(shí)間更多,供給骨骼肌的能量逐漸減少里覆,導(dǎo)致人類運(yùn)動(dòng)能力隨之下降丧荐。

2.決定人與動(dòng)物區(qū)別的不是腦容量

決定人與動(dòng)物區(qū)別的根本因素不是腦的尺寸租谈,而是結(jié)構(gòu)篮奄,特別是神經(jīng)元的數(shù)量捆愁。

人腦包含約860億個(gè)神經(jīng)元割去,在所有動(dòng)物中是最多的。這使得人類具有獨(dú)一無二的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)和特殊能力昼丑。

我們有復(fù)雜的聲帶和強(qiáng)健的舌頭呻逆,以及非凡的語言能力。這些因素促使人類發(fā)展出了高度復(fù)雜的溝通能力菩帝。人類能有效溝通咖城,匯聚智慧,就可以分工合作呼奢,就能夠創(chuàng)造復(fù)雜的社會(huì)和技術(shù)宜雀,從而不斷擴(kuò)展人類的能力邊界。

涉及到個(gè)體與他人握础、社會(huì)相關(guān)聯(lián)功能區(qū)域就是人腦中最重要的部分辐董。歸根結(jié)底,這正是我們生而為人的根本禀综。

3.大腦如何建構(gòu)人的個(gè)性简烘?

大腦將我們與動(dòng)物區(qū)別開來,還將我們每個(gè)人區(qū)分開來定枷。隨著我們的成長(zhǎng)孤澎,氣質(zhì)的早期差異會(huì)發(fā)展成人格的終身差異,塑造出各不相同的你和我欠窒。這是遺傳基因和環(huán)境效應(yīng)共同作用的結(jié)果覆旭。

關(guān)于環(huán)境效應(yīng),《我們的腦子夠用嗎?》提出一個(gè)觀點(diǎn)型将,個(gè)體成長(zhǎng)的“環(huán)境”要么是共享的絮供,要么是獨(dú)特的。決定個(gè)性的是遺傳和獨(dú)特環(huán)境茶敏,共享環(huán)境產(chǎn)生的影響很小壤靶。

比如一個(gè)家庭中,兄弟姐妹所處的共同成長(zhǎng)環(huán)境是類似的惊搏,但個(gè)性差異很大贮乳。父母可以影響共享的環(huán)境,卻不能左右獨(dú)特環(huán)境恬惯。

那么向拆,什么是個(gè)人成長(zhǎng)的獨(dú)特環(huán)境呢?獨(dú)特環(huán)境不是那些主動(dòng)降臨酪耳,我們被動(dòng)接受的事情浓恳,而是我們“選擇”的結(jié)果。

在生命中的每一刻碗暗,在基因的驅(qū)動(dòng)下颈将,我們會(huì)對(duì)環(huán)境做出選擇。這些選擇會(huì)形成一個(gè)越來越大的“環(huán)境”言疗,從而塑造了我們的個(gè)性晴圾。

獨(dú)特環(huán)境中的什么因素會(huì)影響兒童發(fā)育呢?其中一個(gè)重要因素是同伴的影響噪奄。令人驚訝的是死姚,孩子選擇和誰一起上學(xué),和誰一起出去玩勤篮,這些事情比父母帶來的影響更強(qiáng)都毒,因?yàn)楹⒆幽軓耐g人身上學(xué)到社交互動(dòng)。

所以碰缔,不是環(huán)境塑造了人账劲,而是人“選擇”了環(huán)境。這個(gè)選擇實(shí)際上就是人的適應(yīng)能力手负、生存能力和發(fā)展能力涤垫。

二、腦的萎縮:另一種方式的進(jìn)化竟终?

距今20萬至80萬年左右蝠猬,人腦尺寸才開始迅速擴(kuò)大。這種快速的變化與劇烈的環(huán)境變遷有關(guān)统捶,人類從樹上遷移到了陸地上生活榆芦。人腦的尺寸最終達(dá)到了龐大的1500立方厘米柄粹,與最早的祖先相比,足足擴(kuò)大了3倍匆绣。1萬至1.5萬年前驻右,人腦就停止了增長(zhǎng),之后出現(xiàn)下降崎淳。

1.人腦的體積在萎縮

與人腦體積的峰值相比堪夭,人類的腦體積已經(jīng)下降了大約100至150立方厘米,相當(dāng)于一個(gè)網(wǎng)球的大小拣凹。

這是為什么呢森爽?可能因?yàn)殡S著復(fù)雜社會(huì)的出現(xiàn),人們不再需要為了生存殫精竭慮嚣镜。腦適應(yīng)了生活方式的變化爬迟,更有效地處理信息不再需要這么龐大的形態(tài)菊匿。

可以用手機(jī)來類比付呕,以前的手機(jī)體積巨大、功能有限跌捆,而現(xiàn)在的手機(jī)則越來越輕薄徽职、智能、功能強(qiáng)大疹蛉。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)活箕,腦萎縮的程度與認(rèn)知功能變化沒有關(guān)系人腦體積雖然下降可款,但人腦變得越來越聰明。

2.腦萎縮其實(shí)很尋常

從人類進(jìn)化的歷史長(zhǎng)河來看克蚂,腦萎縮并非特別不尋常的事闺鲸。而且從個(gè)體的生命歷程來看,腦萎縮在腦出現(xiàn)問題時(shí)就會(huì)發(fā)生埃叭,比如神經(jīng)系統(tǒng)疾病摸恍、腦外傷、酒精和藥物濫用赤屋。

即使我們很健康活過一生立镶,腦萎縮也必將發(fā)生。通常從30多歲開始类早,隨著年齡的增長(zhǎng)媚媒,我們的腦會(huì)萎縮,尤其是額葉皮質(zhì)涩僻。

某些情況下缭召,腦的特定部位出現(xiàn)萎縮似乎是有益的栈顷。比如,在正常發(fā)育中嵌巷,兒童的腦灰質(zhì)會(huì)逐年減少萄凤,但白質(zhì)會(huì)增加√履模灰質(zhì)減少量最大的兒童在智力功能方面發(fā)展得也最好靡努。

還有的人樂于失去腦功能的某些方面。例如晓折,存在焦慮和抑郁癥狀的人可能會(huì)希望自己大腦的邊緣系統(tǒng)功能減弱颤难,邊緣系統(tǒng)控制著我們的情緒。

3.分布式認(rèn)知與腦損傷修復(fù)

書中有個(gè)例子已维,科爾·科恩是一位作家行嗤,擁有加利福尼亞藝術(shù)學(xué)院寫作和批判研究的藝術(shù)碩士學(xué)位。盡管她的智力始終高于平均水平垛耳,卻一直都有學(xué)習(xí)障礙栅屏,無法完成許多看似簡(jiǎn)單的任務(wù)。

比如堂鲜,她難以判斷時(shí)間和空間栈雳,在沒有手表計(jì)時(shí)的情況下,不能感知時(shí)間的流逝缔莲。如果站在路邊時(shí)哥纫,她無法估算一輛迎面駛來的汽車,會(huì)在10秒還是30秒內(nèi)抵達(dá)身旁痴奏。

成年后蛀骇,醫(yī)生才發(fā)現(xiàn)科爾·科恩的大腦缺少頂葉部分,在時(shí)間读拆、空間意識(shí)和數(shù)字上存在問題擅憔。

先天或者后天原因缺失一部分大腦的人們,會(huì)喪失一部分的能力檐晕。但是暑诸,他們很可能像科爾·科恩一樣,在其他方面做出杰出的業(yè)績(jī)辟灰,也可以生活得相當(dāng)不錯(cuò)个榕。這是由于人腦神奇的“修復(fù)”功能。

人腦如何適應(yīng)這種結(jié)構(gòu)化的損傷芥喇?科學(xué)家發(fā)現(xiàn)西采,人腦可以持續(xù)不斷地自我重組,腦細(xì)胞能夠建構(gòu)新的連接乃坤,并改造它們的活動(dòng)路徑苛让。促進(jìn)人腦修復(fù)的因素包括基因沟蔑、環(huán)境、教育水平等等狱杰。

腦科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)瘦材,個(gè)體教育水平越高,腦損傷后恢復(fù)狀況越好仿畸。對(duì)于兒童來說食棕,較低的壓力和較多的父母關(guān)愛,能夠促使大腦恢復(fù)得更好错沽。

腦科學(xué)家據(jù)此提出了一種“分布式認(rèn)知”的理論簿晓,是指認(rèn)知和知識(shí)具有共享性,會(huì)分布在我們周圍的環(huán)境中千埃。如果你擁有很好的環(huán)境工具憔儿,就可以承受失去更多腦子。

三放可、最強(qiáng)大腦:人腦將如何適應(yīng)AI時(shí)代的挑戰(zhàn)谒臼?

AI來自人腦,在某些方面又超越人腦耀里。AI擅長(zhǎng)的是程序化的事情蜈缤,它們將取代那些重復(fù)性高、勞動(dòng)密集型工作冯挎〉赘纾“被失業(yè)”的我們,應(yīng)該投入到創(chuàng)造性高房官、更有價(jià)值的腦力勞動(dòng)上趾徽。

迎接AI時(shí)代,鍛煉出“最強(qiáng)大腦”易阳,我們可以做什么附较?學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)潦俺、不斷地學(xué)習(xí),特別是孩子們徐勃,因?yàn)樗麄兛赡芫褪茿I時(shí)代的領(lǐng)導(dǎo)者事示。

1.嬰幼兒時(shí)期要發(fā)展情感處理綜合能力

如果繪制人腦學(xué)習(xí)技能的發(fā)展曲線,我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)它在嬰幼兒時(shí)期上升最快僻肖,在35歲左右達(dá)到巔峰肖爵,然后保持平穩(wěn),從50歲左右開始加速下降臀脏。

嬰幼兒時(shí)期是人腦最重要的成長(zhǎng)時(shí)期劝堪,事實(shí)上冀自,嬰兒的神經(jīng)元連接數(shù)量比成年人多得多酝掩,大腦思維的活躍程度也超過成年人秤涩。

嬰幼兒要學(xué)習(xí)的技能非常多,但最應(yīng)該學(xué)習(xí)的技能之一是情感處理綜合能力蛮穿,也就是與人連接的能力余境。一方面可以促進(jìn)大腦的全面發(fā)展驻呐,另一方面,孩子未來能夠正確處理與他人情感關(guān)系芳来,既不冷漠自私含末,也不情感泛濫。

要知道AI 機(jī)器人的弱點(diǎn)是無法識(shí)別和擁有人類的情感即舌。情感相關(guān)的工作是AI 機(jī)器人永遠(yuǎn)無法取代的佣盒。

2.成年后要發(fā)展認(rèn)知儲(chǔ)備能力

腦科學(xué)家發(fā)現(xiàn),有些人具備阿爾茨海默病的所有病理特征顽聂,但卻沒有明顯的認(rèn)知損傷肥惭。特別是那些智商高、受教育年限長(zhǎng)和挑戰(zhàn)性工作經(jīng)歷多的人患老年癡呆癥的風(fēng)險(xiǎn)更低芜飘。為什么會(huì)這樣呢务豺?因?yàn)樗麄冋J(rèn)知儲(chǔ)備較為充沛。

認(rèn)知儲(chǔ)備能力是指通過不同的大腦網(wǎng)絡(luò)和其他認(rèn)知策略來優(yōu)化或最大化認(rèn)知表現(xiàn)的能力嗦明。

認(rèn)知儲(chǔ)備是腦功能的后備庫笼沥,減輕腦損傷影響的“緩沖區(qū)”,反應(yīng)了腦損傷的恢復(fù)能力娶牌。

令人鼓舞的是奔浅,認(rèn)知儲(chǔ)備可以畢生持續(xù)建構(gòu),遵循“用進(jìn)廢退”的原則诗良。不管多大年紀(jì)汹桦,參加具有挑戰(zhàn)性的認(rèn)知活動(dòng)、學(xué)習(xí)新技能都有益于大腦健康鉴裹。

3.讓我們活成“超級(jí)老人”舞骆,優(yōu)雅地老去

要讓腦健康地面對(duì)老年,我們要做的是:其一径荔,盡可能地優(yōu)化腦軟件的運(yùn)轉(zhuǎn)督禽。這個(gè)需要情緒管理和認(rèn)知儲(chǔ)備。其二总处,最大限度地減少對(duì)腦硬件的持續(xù)損害狈惫,主要通過盡可能地保持其血液供應(yīng),方法是運(yùn)動(dòng)鹦马。這點(diǎn)對(duì)于老年人來說胧谈,更為重要忆肾。

心理學(xué)的解釋是運(yùn)動(dòng)能增加心理喚醒和警覺性,從而提高我們處理信息的能力菱肖。生物學(xué)的解釋是客冈,運(yùn)動(dòng)會(huì)釋放一系列的化學(xué)物質(zhì),其中一些物質(zhì)是腦細(xì)胞的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力蔑滓,可以促進(jìn)新記憶的形成郊酒。

在《我們的腦子夠用嗎?》這本書中键袱,我們認(rèn)識(shí)了人腦的過去燎窘、現(xiàn)在和未來,了解到人類擁有在多樣化的環(huán)境中生存發(fā)展的偉大能力蹄咖。疾病褐健、損傷、遺傳和環(huán)境命運(yùn)的變幻無常之手澜汤,點(diǎn)燃我們大腦和人生的奇光異彩蚜迅。

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