如果不了解我们大脑是如何运作的,我们会错过很多。
效率、方法、记忆力,这些都藏在我们大脑的作息之下,影响我们生活的方方面面。
今天,让我们来了解《大脑天性》,在自我成长的路上走的更快一些吧!
《大脑天性》
作者:克里斯·帕克 约翰·沙利文
1·
大脑和预测
神经科学家们越来越倾向于将大脑视为一个先进的预测机器。
研究表明,大脑并不只是被动地从我们的感官接收信息并对信息进行分类;相反,它一直在利用这些信息预测接下来会发生什么,以及采取什么行动和反应最有可能取得成功。
通过一种被称为“预测编码”(predictive coding)的过程,我们的大脑基于经验做出适应性的反应,随着我们的预期被不断满足,大脑会做出越来越精准的预测。
更重要的是,当遇到不符合预期的情况时,大脑也能通过适应性反应形成更精确的预测。错误会导致新的预测、新的学习以及我们大脑的根本性变化。英国精神病学家和控制论学家W.罗斯·阿什比(W.Ross Ashby)在50多年前就已经说过:“大脑的全部功能可以简要概括为四个字:错误修正。”看来他说得没错。我们的大脑一直在不停运转,它努力从我们所经历的结果中寻找原因,进而将我们日常生活中可能遇到的意外或不可预测性降到最低。
此外,关于大脑功能,杰拉尔德·埃德尔曼(Gerald Edelman)建立了一套被称为“神经达尔文主义”(Neural Darwinism)的庞大理论;他也因这套理论而被授予了诺贝尔医学/生理学奖。从本质上讲,我们的大脑可以基于经验和反馈建立复杂的适应系统(解剖学意义上的系统,也是结构意义上的系统),以此来实现适应和生存,这一能力又被称为“人类韧性”。神经系统已经经历了数十万年的成长/进化,在进化的道路上,大量的研习和发展赋予我们无数的天赋和能力来为自己的生活指引方向。
这个过程不仅仅受感官输入的影响。我们的感知不可避免地会受到信念、偏见和过去经验的引导和影响。只有当这些信念、偏见、经验受到挑战时,当预测失灵时,这些被感知到的信息才会由更高层次的神经系统进行加工,而我们的期望也会得到调整。
无论是个人、团体还是整个社会想要取得成功,都少不了这种准确预测并根据需要进行调整的能力。这种能力恰好是又一个有力的证据,证明我们的“指挥官”是多么的绝妙。
说到这里,让我们用一个有趣的方式来结束本章吧。让我们设想一下,当我们想要绞尽脑汁寻找恰当的词汇来描述大脑那些令人难以置信的能力时,我们会遇到哪些挑战。
我们的大脑——你的大脑——可远不仅仅是智力和理性思考的源泉。当然,正因如此,人类的本质远远超越了智力上的能力。我们是物理的、情感的、直觉的、复杂的。
正如作家约翰·格林(John Green)所指出的:“大多数人都把自己视为有文学特质的个人或者有数学特质的个体。但事实是,那个被称为‘人类大脑’的大规模处理器既不是文学器官,也不是数学器官。大脑既是文学的,也是数学的,甚至还有更多侧面。”
也许,这正是我们发现自己总是忍不住要将大脑与我们创造的高效能实体进行对比,以此来诠释我们对大脑的理解的原因。也正是出于这种原因,我们很喜欢将人脑和超级电脑进行比较。或者——在约翰的著作中——将人脑和高性能汽车进行比较。毫无疑问,约翰是个汽车发烧友。
如果你听到有人总爱用高性能汽车来比拟人脑,并在两者之间进行一些相关性比较,你很容易就能猜到这个人肯定是个神经学家而且还是个汽车狂人,对吧?
约翰在我们最初的一次谈话中对我说:“克里斯,你什么时候要是有几分钟空闲时间,一定要好好看看轩尼诗毒液GT或柯尼塞格刀锋R。你能在它们身上找到我们关于极速飞车所能想象的一切。
它们有着完美的流线造型和低调的外表。即便它们停在原地不动,也处处透着速度超群的气质!从某些方面讲,一辆具备超速度的超级跑车是我们大脑的一个绝佳比照,因为脑神经冲动以268英里的时速在大脑中穿梭,每秒钟我们的大脑中都会发生十几万次化学反应。”
“比超级跑车更令人折服的是,我们的大脑成功维持它的能量、平衡及其高水准的能力。一辆超级跑车之所以出类拔萃,其核心在于它的燃料、油、设置——也就是其平衡与悬挂的核心。
不过,大脑所需要的远没有那么多,但大脑所需都必须得到持续的供应。实际上,大脑既可以从糕点中获取能量,也能从全谷物食物中获取能量。我们都知道,并非所有的卡路里都具有同等的价值,但是事实是,大脑能在次优状态下产生能量。这很了不起,对吧?”
克里斯:“是的,约翰。但我有一个问题。”
约翰:“什么问题?”
克里斯:“柯尼塞格怎么拼写……?”
事实是,一旦我们在描述和解释人类大脑时偏离了科学语言,我们就要面临制造误解和误会的风险。我们频繁地用“超跑”一类的词汇去替代“柯尼塞格”,只因为前者更简单,然后同样因为这种简单的特点,这种替代用法成了一种常用说法,进而这种替代会频繁带来误解,这种误解对我们的思维和行为都有负面影响。
最近,在一次运动效能大会上,约翰经历了一段(对他来讲可以说是)习以为常的对话。当他的同事跟他谈论肌肉记忆时,约翰解释说:“我们总爱用肌肉记忆这个词来描述自主动作和协调性的习得,但是这个用语是错误的。因为肌肉是没有记忆的。
肌肉完全是由大脑控制的,更确切地说是受小脑控制。所以当我们说到入门运动员的肌肉协调性时,我们应该用‘不成熟的运动模式’(immature motor patterns)这一术语。当我们谈及那些掌握高级技巧的运动员时,我们应该用‘成熟的运动模式和协调性’这一术语。”
“这些描述性的术语听上去并不像肌肉记忆那么有吸引力,但请注意两者之间的区别。肌肉记忆这种表述方式会产生错误的引导,让你以为:你只要一遍一遍地重复某些动作,日积月累就能形成相应的技巧。但是这种信念完全不正确。动作需要被重复,但不是无止境的重复。对于大脑而言,越多并不意味着越好——越好才是越好。大脑喜欢效率。如果训练过度,大脑不仅会变得迟钝,而且会变得更弱。这个规律也同样适用于其他亚系统,比如心血管系统和神经肌肉系统。”
“这种术语的差异不容忽视,因为一个术语夸大了一种魔术般的过程,而另一个术语则强调一种缜密的大脑训练过程以及学习过程。这个例子再次提供了一个有力的证据,让我们认清自己是如何让自己与大脑真正在意的事实渐行渐远的。我们必须尽可能避免使用并远离以下几类术语,包括:那些忽视大脑重要性的术语、那些限制大脑重要性的术语、那些打消我们对大脑的好奇心的术语。深入大脑,我们将找到解决方案;无视大脑,我们的双眼会被神奇的魔法蒙蔽。”
2·
脂肪、肠胃和虫子
大脑是贪婪的
在我们初次介绍大脑的时候提到过:尽管成年人的大脑平均只有大约3磅重,但是它在休息的状态下能够消耗全部热量的30%。这让大脑看上去很贪婪,对吧?
贪吃的大脑约翰身形匀称苗条,他的体重大概是180磅。这么算来,他的大脑只占体重的1.6%。然而这1.6%却消耗掉了他从食物中摄取来的近1/3的热量。更不用说大脑在日复一日地处理问题、进行预测和实施保护的过程中需要消耗多少能量。这恰好能够提醒我们,营养对我们来说有多么重要。
从某种意义上讲,当我们进食的时候,我们是在为大脑提供能量。被大脑消耗掉的这么多能量是为了维持正常大脑的电传导,它是大脑保持正常功能的基础。
我们可能会把自己看作一个封闭的能量系统。这意味着我们的大脑依赖于我们摄入的能量。之前约翰曾指出,世界上最好的汽车也无法从不合适的燃料中创造出可用的能源,然而大脑与车不同,它具备这种能力。但是,大脑具备的这种能力——无论燃料是否合适,都能保持继续运转的能力——不该成为我们忽视营养质量的原因。实际上,了解这一点之后我们恰恰应该更加注重营养。我们可以通过一些微小的调整来获得短期和长期的收益。
我们能够掌控的事情并不多,但是我们的确可以掌控自己每天吃什么。我们的家庭、工作和社会承诺可能会限制我们进行身体运动的时间。在单位,我们可能不得不每天花大量的时间盯着电脑屏幕。我们的工作时间表可能排得满满当当,并没有充足的时间来进行休息。但是,一谈到我们吃什么、喝什么,吃多少、喝多少的问题,我们是有选择的。而且我们也拥有个人权力来行使这种选择。
我们很容易就能意识到进行营养管理能给身体带来好处。你可以选择一种食谱来帮助自己减肥,或者选择一种有助于增肌的饮食计划。我们都知道我们吃的东西会直接影响我们的外在面貌。然而,我们想说的是你要做的远不止这些。我们应该把营养的摄入——以及P.R.O.C.E.S.S.流程中的所有其他要素——视为对大脑具有重要作用的优先因素。进行充分的体育锻炼,给自己足够的时间进行休息和恢复,再结合我们在后面的章节将要介绍的要素,这些做法都会给我们带来很多益处。
同样地,通过对营养摄取进行良好的管控,我们能够——也将会——获得很多益处。所有要素中占据最高优先级的是指挥官。即便对我们大部分人来说“脂肪、肠胃和虫子”看起来完全不像是一个靠谱的标题,但是从“营养是大脑的燃料”的角度来理解,这个标题的确有其合理性。
★让我们先简单谈谈脂肪。
你的大脑近60%都是脂肪。新近的研究表明脂肪酸是影响大脑性能和表现的重要因素。一些研究将大脑损伤与饮食结构缺乏脂肪酸的摄取挂上了钩。看来通过为大脑适当补充脂肪有助于防止某些大脑疾病的发生,进而对学习和记忆产生积极影响。
例如,加州大学洛杉矶分校神经外科和生理学院的教授费尔南多·戈麦斯皮尼拉(Fernando GomezPinilla)表示:很多食物——比如鲑鱼和核桃等——中都含有欧米伽3脂肪酸,这种脂肪酸就具备上述积极影响。戈麦斯-皮尼拉说:“欧米伽-3脂肪酸能够强化突触可塑性,而且它似乎能够积极影响某些分子的表达,这些分子存在于突触之中,与学习和记忆有关……欧米伽-3脂肪酸对大脑的正常运转至关重要。”
但是,需要注意的是,饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的类型多种多样,科学家们仍在努力了解它们在体内是如何运作的。
现在该聊聊肠胃和虫子了。
大脑和肠胃之间的关系不容小觑。事实上,这种关系至关重要,肠胃的影响相当深远以至于很多人将其称为“第二大脑”!当使用这个术语时,人们实际上指的是胃肠神经系统。
胃肠神经系统也被称为内源性神经系统,它始于食道——食道是连接喉咙和胃的肌肉管道——终于肛门,贯穿了整个胃肠道系统。胃肠神经系统是一个复杂的网络,由大约5亿个神经元构成,这些神经元、神经递质和蛋白质嵌在食管、胃、小肠和结肠的组织鞘中。胃肠神经系统与中枢神经系统之间分布着广泛的相互联系、信息交互的网络。
它看似是在大脑和脊髓之外独立运转的,同时又通过发出和接收神经冲动、对情绪做出反应而与大脑存在一些互动。正是由于这种主观上的独立性,加之它对我们整体健康和效能的重要影响,胃肠神经系统被称为“第二大脑”。
的确如此,我们大多数人对情绪和直觉性的感觉(gut feeling)这些词都不陌生,除此以外,我们的胃肠道还在决定我们的生活经历方面发挥着作用。在此领域有着广泛的研究课题也就不足为奇了。
我们的消化系统包含数量庞大的微生物,它们被称为微生物群(microbiota)。它们是你胃肠道里的“虫子”。它们包括1000种不同种类的已知细菌,至少十倍于其数量的病毒,超过300万个基因——其数量比人类基因的数量还要多。据估计,数以万亿计的微生物生活在我们的胃肠道中。这是什么概念?我们来对比一下,活在你肠胃里的微生物数量要比你全身的细胞数量还要多出10倍。
在成人体内,这些复杂的微生物群合起来大约有一公斤重,而且它的组成因人而异。其中只有三分之一是为我们大多数人所共有的,剩余的三分之二则是如同性格一般因人而异、千人千面的。从某种意义上讲,在我们的体内运行着一个独特的迷你生态系统。这个系统被称为微生物群落(microbiome)。
我们和微生物群落之间存在一种共生关系。我们为胃肠道中的微生物提供营养,而它们影响着我们的大脑以及我们的多种功能。例如,微生物群落有以下作用:
帮助身体消化一些胃和小肠无法消化的食物。
帮助生产某些维生素。
维持免疫系统的完整性。
当这种被称为“内脏—大脑轴”的关系有效运作时,我们能够维持一种平衡,使我们在身体方面和情感方面都表现良好。而一旦“内脏—大脑轴”的运转出现问题,我们就会面临失衡的风险,而我们的效能就会下降。我们之所以能知道这些,是因为研究人员正在研究微生物群对我们的思想和情感的调节作用。有证据表明,我们的肠道微生物和大脑之间的关系可以影响我们对世界的感知以及我们的行为。我们肠道中的微生物似乎能够对以下方面产生影响:
神经递质的释放。
我们的免疫系统。
能量管控。
情绪管理。
大脑信息传递。
话虽如此,该领域的研究还在继续,关于微生物如何影响大脑这一问题尚无清晰明确的结论。不过,研究人员已经达成了一些普遍的共识,他们认为可能有几种机制在共同起作用。例如,胃肠神经系统像大脑一样,利用超过30种神经递质——包括5-羟色胺、多巴胺和GABA——影响我们的情绪体验。事实上,95%的5-羟色胺存在于肠道中,而它正是调节幸福感的神经递质。5-羟色胺水平低还与免疫系统功能下降有关。
此外,似乎有一些微生物能够激活迷走神经(vagus nerve),它是最长的脑神经,从颈部和胸部一直贯穿到腹部。它是内脏和大脑之间的沟通主线。而免疫系统自身则在内脏和大脑之间扮演着另一条重要的通信路径的角色。
虫子和大脑之间的相互作用看上去可能有些出人意料,不过,这种交互关系已经存在了很长时间。毕竟,细菌自人类诞生之时就已经存在于我们的体内了。但是,这并不能回答“为什么”的问题。它们的存在有什么好处?我们人类作为一个物种,得到了什么?好,我已经强调过微生物群落能够影响我们的情绪这一事实,显然情绪也包括压力水平。有证据表明,某些食物与肠道细菌相互作用,对我们的大脑和情绪状态产生积极的影响。例如,2013年发表的一项研究揭示出每天吃两次酸奶能够带来的惊人效果。
酸奶中含有被称为益生菌(probiotics)的活菌,这种细菌也存在于其他乳制品中。益生菌本质上是很脆弱的,它们在带来益处之前可能就已经被胃酸杀死了。考虑到肠道微生物的独特特性,当我们摄入益生菌时我们实际上只是赌上了一线希望——希望它们能对我们有好处。研究结果表明,每天喝两次酸奶能带来的好处之一是这似乎可以提升平静感。
有25名健康女性参与了研究,其中12人连续四周每天喝酸奶,其余的人则不喝。所有人都在这四周之前和之后分别进行了大脑扫描,以此来衡量她们在看到各种不同的面部表情——包括愤怒和悲伤——时的反应。差异很显著。喝酸奶的12人比剩下的人反应更加平静,这使得研究人员认为酸奶中的细菌影响了女性的肠道微生物,进而对她们的大脑化学活动产生了影响。
爱尔兰科克大学的神经学家约翰·克莱恩博士(Dr John Cryan)认为微生物对情绪调节的另一种益处可能体现在它能提高我们的社交能力。他的论点是:一个人越快乐,就越有可能社会化并因此而受到欢迎。这不仅对人类的生存和成功至关重要,也对肠道微生物的生存至关重要。我们与他人互动得越多,我们的微生物得以传播的机会就越多。于是,至少我们的一部分肠道微生物有可能出于自己的生存目的而改变了我们的行为。如果是这样的话,将来会有进一步的证据证明我们与肠道中的细菌之间存在共生性关系。
这种关系还有可能会影响我们认知能力的发展。研究人员手中有越来越多的证据表明记忆和学习等过程受到微生物群的影响,也许在某种程度上甚至可以说这些认知过程依赖于我们的微生物群。这又引出了另一个问题:既然我们的认知能力能够随着时间不断发展,这是否意味着我们肠道中的微生物也会随着时间的推移而不断发展?
答案是肯定的。主流观点认为——尽管有些研究正在对主流观点发起挑战——新生儿出生时肠道是无菌的;因此,细菌的初始移植取决于母亲体内的微生物情况和其他因素——比如分娩方式、环境的性质、饮食和抗生素的使用。随着婴儿年龄的增长,它的微生物群变得更加多样化,到婴儿一岁大的时候他们会形成自己独特的微生物概况。持续发育到两岁半左右的时候,孩子的微生物群就与一个成年人类似了。
每个人的肠道环境的性质和构成决定了哪些微生物能够生存并获得繁荣。食物通过消化系统的速度和肠道内壁的黏液量就是两个非常重要的环境因素。这两个因素会因压力水平的增加而受影响,当然饮食习惯的改变也会对它们产生影响。
3·
肥胖和认知能力下降有关
越来越多的证据表明,肥胖除了对身体有很多有害影响以外,它还对认知能力有负面影响。有一项研究对60岁出头的参与者进行了长达8年的追踪,研究显示:肥胖人群的海马体每年会萎缩近2%。海马体是大脑中负责记忆处理过程的重要区域。2%的年损失率与患有阿尔茨海默症的患者所经历的脑萎缩近似,这个萎缩速度几乎是正常体重人群的两倍。
研究人员使用核磁共振成像(MRI)检测了400多人的大脑。在检测的最初期他们就已经明确地意识到肥胖人群的海马体比正常人群的小——即便在考虑了诸如身体运动和教育水平等因素的影响后,结论仍然显而易见。该研究的合著者尼古拉斯·切尔布因博士(Dr Nicolas Cherbuin)表示,2%的萎缩率除了会引发记忆的缺失,还可能会引发其他问题,包括情绪变化和决策困难。
许多国家的老年人口在不断增长,而且肥胖的问题也在加剧,而这些研究发现如醍醐灌顶,呼唤我们需要通过有影响力的社会运动来改变行为。匹兹堡大学的神经学家朱迪·卡梅隆(Judy Cameron)说过:“肥胖人士和久坐人士的老化过程是在缺乏神经保护的情况下悄然发生的。通过减肥和增加运动,他们能够更好地预防神经退行性(neurodegenerative)疾病。这个信息需要被广而告之。”
切尔布因也同意该观点。他说:“如果我们现在不采取行动,我们将在二三十年后付出更多代价。我们当真不能眼睁睁看着它发生。”
在我们继续讨论水合作用(hydration)之前,我们还要分享两个关于饮食的问题。
★超级食品的迷信
现在你或许能意识到,每件事都是一个过程。其实,如果想要让我们自己以及我们的生活发挥到极致,我们最好能够让这个过程个性化——并意识到这是一个持续不断的、伴随一生的过程。有很多事情虽小但是却很重要,我们必须把它们做好。正是组合和协同使情况变得不同。
我们或许希望有一种神奇的、包治百病的灵丹妙药,能够满足我们身体、认知、情感和社会需要的方方面面。但无论我们对它多么渴求,现实是这种东西并不存在。如果我们想要提升自己的表现,我们要持续地将一些元素进行结合。对营养元素来说也是如此,对全面的大脑管理过程来说亦复如是。
尽管有些食物被贴上了超级食物的标签,我们仍然强烈建议你将健康饮食建立在多样性的基础之上,而不要陷入一种误区——认为特定的食物会为人体带来巨大的好处,以至于它能够限制或终止我们对其他食物的需求。
近年来,被推上超级食品神坛的食物包括抗氧化剂以及欧米伽-3、-6和-9脂肪酸。我们会在本章中再提到它们,但是它们的角色是个人营养拼图中的重要组成部分,而不是什么高高在上的超级明星。我们之所以建议您考虑全面饮食而不要局限于所谓的超级食品,还有另一个原因,那就是饮食不可避免地会成为文化和生活方式的一部分。我们成长的环境以及与之相关的日常生活、行为、价值观和信仰都会对我们产生深远的影响。运动水平、日常压力、我们日常社会活动的性质和类型,都是与我们的饮食有关的因素,它们共同决定着我们的健康和能力。
那么,我们的目标就是,在理解以下要点的基础上建立合理的营养摄入方案:
1没有任何一种超级食物可以抵消长期的不健康饮食模式带来的负面影响。
2如果我们能够对食物进行恰当的组合,我们就是在支持并保护我们的大脑和身体。
这就引出了我们的第二条信息。
★抗炎症食物
只要我们的身体感知到外来入侵,我们的免疫系统就会开启攻击模式。这个过程叫作炎症反应(inflammation)。这是我们试图保护自身健康的一个重要途径。偶尔发作的炎症反应应对的是真实存在的威胁,这样的炎症反应对我们的健康来说是必不可少的,而我们要依靠自己的身体来做这件事。然而,与生活的其他方面类似,一旦出现不平衡,问题就会随之而来。
有时,即使没有入侵的威胁,炎症也会持续发生。当这种情况发生时,炎症本身就变成了敌人。事实上,一些最主要的疾病——包括癌症、心脏病和糖尿病——都与慢性炎症有关。
研究人员告诉我们,有些食物和饮料可能具有消炎的效果,而有些食物和饮料则会导致发炎。我们必须做出明智的选择。如果我们的营养得当,就可以降低患病的风险。如果我们做错了,我们很可能无意中加速了炎症性疾病的进程。
所以哪些食物是消炎的,哪些是引发炎症的?
好吧,我要说的可能在你意料之中,通常被认为有害于健康的食物恰好就是那些会引发炎症的食物,包括:红肉和加工肉类、油炸食品、白面包、点心和含糖饮料。其中多数食物也会导致体重增加,当然,这进一步增加了不必要的炎症风险。
作为一种反向平衡,还有一些食物似乎具有启动抗炎机制的作用。包括:苹果、草莓和黑莓等水果,绿叶蔬菜、鱼类、健康的油、坚果和全谷物食品。一项小研究发现食用亚麻籽的人在为期六周的时间内相较于未食用亚麻籽的人,炎症标志物明显减少。在另一项研究中,研究人员发现,吃姜的萃取物似乎可以减少结肠炎症标志物。