曾经人们以为大脑发育到青春期后期和成年早期就结束了,大脑在成年之后就基本定型,然后就开始走下坡路了。现在科学家知道,大脑在成年之后依旧保留着巨大变化的潜力。这种能力叫做“神经可塑性”,指的是神经连接生成和修改的能力。我们的大脑终身都保有神经可塑性。

神经可塑性体现在大脑被外界刺激影响而随时可以产生变化。当你长期练习某一种大脑功能,就可以让负责这个功能脑区的神经连接生成和巩固。当你每天坚持练习弹钢琴,大脑中负责手指活动的脑区就会长出更多的神经纤连接,手指在大脑中的“地盘”也会随之变大;当你每天学英语,你的大脑语言皮层中负责英语读写的区域也会越来越大。

但是如果你偶尔偷懒,几天没练钢琴,或者几天不学英语,大脑中刚刚建立起来的“钢琴神经网络“或”英语神经网络“的巩固过程就会罢工,变得日渐虚弱,一些微弱的神经连接甚至会被修剪掉,几天后当你重拾钢琴和英语的时候,就会觉得生疏许多。总而言之,我们的大脑在一生中都是可以改变的,而且对环境有着积极的适应。

你在出生时就拥有了你一生中能拥有的几乎所有神经元。神经元会长出很多“小手”和别的神经元连接在一起,这些小手叫做“神经突触”。在你生命的头15个月左右,大脑神经元之间的神经突触连接数量就已经达到最大了。在这个过程中,会有大量的神经元因为没事可做“郁郁而终”——大约有一半的胚胎神经元最终将因为没有能够和其他的神经元建立有效连接而最终凋亡了。

另外那些因为有用武之地而幸存下来的神经元,它们的轴突(比较长的神经突触)外面会被胶质细胞包裹上,这个过程叫做髓鞘化。为什么神经元轴突外面要包裹上髓鞘呢?因为大脑的神经元需要远距离传输信息,比如从位于额头后方的前额叶传到位于大脑正中间的内侧颞叶,或者从位于后脑勺的枕叶传递到耳朵边上的颞叶。神经纤维的髓鞘化就像是电线周围包了一层橡胶绝缘层一样,可以让神经信号在大脑中的传输速度和质量都大大提高。

在这之后,大脑又会大幅修剪发育得错综复杂的神经连接,就像修建新长出的小树苗一样,把用得很少的神经连接修剪掉,只留下重要的、反复使用的神经连接,让大脑的能量和物质得到高效使用。对神经纤维“分叉”的大幅修剪过程会一直持续到青春期结束。

距离遥远的神经元是怎么样互相连接在一起的呢?这看起来是一个非常不可思议的现象,科学家其实到现在为止也说不出个所以然来。

到目前为止一个流行的理论认为,距离遥远的神经元通过共同产生同步的放电活动来了解到对方的存在,向对方伸出友谊的小手——神经突触,最终连接在一起。不过,科学家至今为止还没能够理解神经连接形成具体的过程是怎么样的。

不仅大脑网络终生都可以被修改,积极地适应环境,大脑中还有一个重要的区域终身可以产生新的神经元。这个神奇的区域就是海马体

海马体是人类大脑中终身会产生新的神经元的区域。这个区域也是空间记忆形成的中心。比如当你在一个新的环境中学习认路的时候,大脑中的海马体就会被激发而产生新的神经元。

新的海马体神经元和突触一旦整合到大脑原有的神经网络中去,就可以提高大脑的空间记忆能力,甚至促进海马体之后的进一步成长。英国曾经有个研究测量了伦敦的士司机的大脑,研究结果发现他们的海马体平均来看比一般人的海马体明显更大——这都得益于伦敦复杂道路的训练。

虽然大脑终身都有可塑性,都可以根据环境变化随时作出修改,但是很多人还是会觉得学习新技能、新知识是件有点痛苦的事。这是为什么呢?

我们的大脑在做任何一件事的时候,几乎都不是单个神经元可以完成的,而是需要成群结队的神经元群落表现出周期性的活动来完成。这个效果类似于足球场观众席上波浪形传播的人潮

而记忆的形成过程在微观上也是不同区域的神经元群周期性地同步激活形成的。

具体来说,大脑里距离遥远的神经元之间同步激活,这种同步性因为一些科学家还没弄懂的原因使得两个地方的神经元向着对方长出新的神经突触,最终彼此神奇地连接在一起,完成记忆的编码和巩固。记忆巩固的这个过程通常需要反复的激活才能达成。比如说学习英语单词,我们通常都做不到过目不忘,而是需要反复地去背一个单词,背上十遍八遍才可能记住。

如果你觉得学习某个知识技能对你来说毫无吸引力,甚至有点痛苦,很可能是因为你尝试学习的知识和你的实际能力,或者你对知识的期望相距甚远。比如说学英语,当你一开始学习英语的时候,每一个单词和语法都是从无到有的过程,需要在大脑中建立全新的回路。

新回路的建立是一个艰难的过程,并且学了之后还经常会忘。每次忘了单词或者语法你就很容易觉得沮丧,所以学英语的时候很容易三天打鱼两天晒网,比较难以坚持下去。但是当你英语学到比较不错的时候,大脑的英语回路变得比较稳固,再往上添砖加瓦就会变得相对简单。这时学英语的难度就降低了,感觉就没那么痛苦了。

大脑可塑性的确会随年龄增长而有所下降,不过直到老年,大脑仍然保有一部分可塑性。随着年纪变大,虽然我们学习新知识、适应新环境的能力会有所下降,但是因为大脑可塑性会一直存在,所以学习能力也会一直存在,活到老学到老是完全可行的。

神经可塑性

大脑神经可塑性的十大原则

神经可塑性表明大脑在生命的过程中可以不断改变,比如,完成某一特定任务的神经回路可以从一个地方移到另一个地方;灰质的厚度可以变厚或变薄;神经突触连接可以变强或变弱。

神经可塑性是大脑原生的能力,目的是适应个体的发育成长过程,或者是在大脑损伤之后通过可塑性重建连接。发育中的大脑比成年人的大脑具有更好的可塑性。即使是成年人的大脑,也是有可塑性的。

1, 用进废退 — “Use It Or Lose It”

长时间不积极参与任务的神经回路(神经连接)会退化。这样的例子数不胜数。有些音乐家在一段时间停止练习后,负责音乐的神经回路会因为缺乏使用而退化。当再次弹奏音乐时,他们会有生疏的感觉,需要额外的时间和尝试来重新强化神经回路。

2, 越用越好 — “Use It and Improve It”

增强特定大脑功能的训练可以提高这种功能。例如一个中风的病人身体一侧的功能被削弱以后,他很可能会减少对这一侧身体的使用。这里所说的身体功能的障碍来源于人脑中控制这一侧的神经元损伤的结果,而不是这一侧的肌肉,韧带或骨骼造成的结果。为了恢复这一侧的身体功能,常常使用一种称为约束诱导运动疗法(Cimt)。这种方法通过限制健康的手臂,迫使患者尽可能地使用瘫痪的手臂。这种训练可以帮助恢复因为中风受伤的一侧人脑的功能。

3, 针对性 — “Specificity”

神经可塑性和大脑接受的训练性质直接相关。从治疗的角度来看,有针对性的特定的活动或运动模式对于形成特定神经回路非常重要。例如,加强吞咽的练习也可能与产生语言的脑区和神经回路有关,但是加强吞咽的练习不一定能产生语言。

4, 不断重复是巩固神经回路最好的方式 — “Repetition Matters”

通过训练达到神经网络的整形需要足够多的重复。在康复环境中,治疗师面临的挑战往往是量化患者需要多少时间或多少疗程才能恢复某些技能。不论是病人自己,亲人,还是保险公司,都想知道,“病人要练多久才能好起来?”医生虽然不知道确切的时间,但是他们知道,要产生这些变化,需要成千上万次重复的训练。

5, 强度要大 — “Intensity Matters”

诱发可塑性需要足够的强度。有时候,强度和重复是同一个概念。有研究还表明,治疗计划越密集,一个人越有可能取得成果,而且随着时间的推移,这些改善也就越有可能延续下去。

6, 越早越容易 — “Timing Matters”

以康复为例,在恢复的过程中,不同的时间点有不同的可塑性。这里的假设是,在大脑受到创伤的初期,大脑自己要求恢复的欲望最强。所以越早通过训练引发神经性改变,康复的机会就越好。相反,如果错过早期恢复的机会,大脑会用它自己的方法来适应创伤。而这种适应可能不是我们想要的苟且的办法。

7, 显着性 — “Salience Matters”

训练最好有足够显着的可见的效果,可以加强可塑性。病人从训练中得到了什么?对他意味着什么?这些问题的答案会影响他们的训练效果。对治疗师来说,要知道什么对病人很重要,因为情绪可以改变训练的实际强度,也会巩固记忆。如果训练效果对病人很明显也很重要,他们更容易坚持,也更容易记住学习的技能。

8, 年龄 — “Age Matters”

训练引发的可塑性更容易发生在年轻的大脑中。年轻的大脑已经比衰老的大脑更具可塑性和适应性。

9, 可转移 — “Transference and Generalization”

虽然说训练在一般情况下是有针对性的,但是针对一种任务的训练产生的神经网络的塑性可以提高完成类似任务的能力。在培训过程中,治疗师需要关注一项特定的技能或活动如何被推广或转移到现实世界的活动中。

例如,短期记忆和导航寻路处于同一个脑区。对短期记忆的训练也可能会影响到导航的能力。

10, 补偿和干扰 — “Interference”

大脑补偿所形成的可塑性,会阻碍训练想要达到的效果。例如,当病人能够进行神经治疗,而没有进行治疗时,他们会对一些缺陷的机能采取补偿。补偿也是一种大脑可塑性的反应。一旦他们学会一种不同的补偿方式,就很难更改。即使补偿方法不是最好的方法。补偿本身也是神经可塑性的一种表现。只是新的变化不一定是我们想得到的。

“神经可塑性打破了人们固有的观念,在康复,学习和成长等各个方面带给人新的启发,过去科学家往往认为在婴儿关键期后,大脑结构往往不发生变化。事实上,大脑由神经元细胞和神经胶质细胞构成,这些细胞互相连接,通过加强或削弱这些连接,大脑的结构因此发生改变。”

神经元会一直生长变化也说明我们的人生有无限的可能性

所以“改变”显得至关重要了,只有改变自己,神经元才会焕发新生,长出新的神经元,加以巩固后就是不一样的自己了。

如果不去改变,就只能一遍一遍地重复旧有的神经回路,过着重复的人生,而且随着一次次重复而因循守旧。

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愿你在探索智慧的路上走的更远!

芒格学院
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