在我们的一生中,大脑经历的变化比身体其他任何部位都多。这些变化大致分为5个阶段,每一个都深深影响了我们的能力和行为。但是在这些过程中我们并非不能有所作为,我们在每一个阶段都有办法让大脑达到最佳水平,并将最佳状态延续到下一阶段。
在子宫内:准备阶段
在我们呱呱坠地之前,大脑已经有8个多月大了。它在怀孕4周内开始发育,此时,胚胎3层细胞中的某一层卷起来形成了神经管。1周之后,神经管的最顶端开始弯曲,逐渐形成了由前、中、后脑组成的基本结构。
这之后,大脑的生长和发育主要受基因控制,但即便如此,想要在这一阶段让大脑发育得最好,还是得在出生前尽可能给予它最好的环境。也就是说,在发育的前几周,母亲不能有压力,要养成良好的饮食习惯,远离烟酒等有毒物质。事实上,如果仔细想想大脑发育的工程量,你就会觉得大脑能在4个主要叶区和10个不同脑区中完成1000亿个脑细胞和几百万个支持细胞的构建,绝对称得上是演化工程上的一项壮举。
我们已经知道大脑发育早期需要多种营养,比如叶酸对于神经管闭合至关重要,而缺乏叶酸会导致脊柱裂(部分脊柱长在身体外)、无脑畸形(多个脑结构发育失败,此病会致死)等。动物研究显示,营养不良,尤其是蛋白质缺乏,会让神经元的生长和连接受阻,而神经元从形成位置向最终目的地迁移需要铁和锌。突触生长和膜功能的维持则需要长链多不饱和脂肪酸。一般来说,健康的饮食习惯能够满足这些需求,但要是胎盘效率低下,就会阻碍发育,而其元凶就是高血压、压力和吸烟等。单一营养太多也不是好事,患糖尿病的孕妇如果病情控制得不好,会导致葡萄糖水平过高,从而危害胎儿大脑的发育。
到大脑构建的最后时期,胎儿已然拥有了听力和记忆,此时胎儿的经历也开始参与对大脑的塑造。
童年:充分汲取
童年时代是大脑一生中最有活力、最为灵活多变的阶段。伴随着我们探索周遭世界的步伐,它疾速地生长,疾速地建立连接又打破连接。我们在出生前就已经开始学习了,在孕期22~24周,胎儿会对声音或者触摸做出反应,但是如果这些刺激反复出现,胎儿就会忽略掉它们,这是一种被称为习惯化的简单记忆。从大约32周开始,胎儿开始出现条件反射,这是一种更复杂的记忆形式,此时,任意一个刺激都可以被当作信号,关联到另一件事情上,比如,将一个声音和轻轻一戳关联起来。研究发现,胎儿对音乐、母亲的声音、气味和语言的记忆都形成于孕期第30周并在出生后仍保留。
出生对大脑功能的改变意外地少。尽管对接触敏感的躯体感觉皮层在婴儿出生前就有活性了,但其他皮层区还要等两三个月才会有活性,到那时候才最终掌控随意运动、逻辑推理和知觉等功能。额叶在6个月和1岁之间开始出现活性,从而触发情绪、依恋、计划、注意和工作记忆等的发展。到18个月左右,顶叶和额叶的环路整合度变得更高,随之产生了对自我的意识。3到4岁的时候,人们才会意识到其他人也有自我意识。
早年的生活经验有助于我们形成健康的情绪,父母疏于照顾或者粗暴对待都有可能永远改变孩子的大脑。例如,父母的冷落或者童年创伤可能会影响一个人后来对压力事件的情绪反应,让他们容易出现抑郁症和焦虑症等问题。
不过还是可以跟父母们分享一个好消息:你的孩子绝不会因为什么原因停止玩而开始工作。研究显示,促进性的环境,一对一地和孩子玩游戏,比如,捉迷藏、搭积木、唱儿歌和认形状等,都有助于提高孩子的智商并促使他们在以后的人生中热爱学习。
到6岁时,孩子的大脑质量大概是成年后的95%,并且能量消耗达到顶峰。这个时候,孩子们开始建立起逻辑和信任,也开始理解自己的思考过程。他们的大脑随着生活经验的增长而继续生长、建立和打破连接,然后在女孩11岁、男孩14岁左右时灰质容量达到顶峰,之后就进入青春期,大脑又得经历一次彻底的改变。
青春期:构建与重构
青少年自私又鲁莽、不理智且易怒,这一切在一定程度上源自于青少年大脑里发生的构建事件。心理学家过去将青少年时期的这些不良特质归因于飙升的性激素,因为儿童在进入青春期之前脑容量就已经接近成年人的大小了。但是最近,影像学研究发现青少年和20岁出头的年轻人的大脑发生了广泛的结构改变,这些充分解释了那些狂乱的青葱岁月。
位于美国马里兰州贝塞斯达的美国国立卫生研究所的杰伊·吉德(Jay Giedd)和同事们对将近400个儿童进行了跟踪研究,在他们成长的过程中,每隔2年对他们的脑部进行扫描。结果发现,伴随青春期的是灰质的快速精简,青少年每年精简掉1%的灰质直到20岁出头。大脑精简掉了许多童年时期过量产生却没有使用过的神经连接。这个过程从最先成熟的基础感觉和运动脑区开始,接着是与语言和空间定位相关的区域,最后是更高级的与处理和执行功能相关的脑区。
最后成熟的脑区包括一个背外侧前额叶皮质,它位于额叶最前端,参与控制冲动、评价和决策,这或许能解释为什么一般青少年不易做出最优决策。该区域也参与控制和处理杏仁核发出的情绪信息,这或许是青少年情绪反复无常的原因。
不过,在灰质被精简掉的同时,大脑的白质却在增多(见图7.1)。白质是一种包围神经元的类脂质,它的作用是有助于更加迅速地传导神经电脉冲,也有助于稳定那些经过精简留下来的神经连接。这些改变有利有弊,在这个阶段,大脑还是像幼年时期那样灵活,所以我们仍在努力汲取知识。另外,缺乏控制的冲动会导致危险的行为,比如吸毒、酗酒、抽烟和无保护措施的性行为。所以,虽然青少年有潜力将大脑塑造成精干、冷酷的信息处理机器(不管他们想不想要这样),但他们的决策环路仍在形成过程中,脆弱的大脑仍需要保护,最好能阻止来自他们自身的伤害。
图7.1 大脑发育的青春期
成年时期:滑坡
好了,现在你已经到了20岁出头的年纪,大脑也终于进入了成年期。那么请趁它状态好的时候尽情享受之。脑力在22岁左右到达顶峰,然后只能持续5年,之后就是一直走下坡路了。
这个漫长的下降过程始于27岁,贯穿整个成年期,不过不同能力的下降速度有所不同。奇怪的是,最先开始下降的是计划和任务协调等与执行/控制相关的能力,这些也是青少年时期最晚出现的能力。它们与前额叶和颞叶皮质相关联,这些区域一直到20岁出头还在发育。
当大脑的处理速度下降,工作记忆存储的信息变少时,情景记忆(与具体事件的回忆相联系)能力也在快速减退。到底有多快呢?根据美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的心理学家阿特·克莱默(Art Kramer)等人的研究,从25岁左右开始,按照简易精神状态检查表的标准,我们的得分每10年下降1分(见图7.2)。这个检查满分为30分,测试的是算术、语言和基本运动能力,通常被用来评估痴呆患者能力的衰退速度。在临床上,下降3~4分就算是能力显著下降了。换句话说,人在25岁到65岁之间的衰退程度是有现实影响的。
图7.2 认知能力的下降情况(最高分为30分,在临床上,下降4分算是显著下降)
这听起来很让人沮丧,但其实也有好处。成年后下降的能力依赖的是“流体智力”,就是大脑的基本处理速度。但是所谓的“晶体智力”(大概等同于智慧)却呈相反的走向。所以,虽然随着脸部凹陷、臀部松弛,你的流体智力也一同下降,但你的晶体智力会和腰线一样持续增长。这两者似乎能互相平衡,至少持续到我们六七十岁的时候。
保持身心活跃、健康饮食、杜绝烟酒和毒品等看上去都能减缓这种衰退。如果现在开启自律生活已经太迟,也不要恐慌,你还有一个逆转的机会。
老年:衰退但不是消失
到你退休的时候,大脑毫无疑问已经大不如前了。你会忘记别人的名字,茶壶也不时会出现在冰箱里。
记忆力大不如前是有原因的,到了人生的这个阶段,我们大脑中的关键区域持续地流失脑细胞,比如海马这个记忆加工脑区。一开始,这不是什么大问题,即使到了老年,我们的大脑还能靠灵活应变来弥补。但是,到了某个点,人就开始能感觉到脑细胞的流失。
运动肯定有助于阻止此事。诸多研究都显示,1周3次的温和锻炼能够增强老年人的注意力和抽象逻辑思维,这可能是因为运动能刺激新的脑细胞生长。运动也能帮助我们稳定血糖水平。随着年龄的增长,人的血糖调节能力变差,导致血糖容易激增。这会影响海马里的齿状回,从而影响记忆形成。因为活动身体能帮助调节血糖,出门四处走走或许有利于降低血糖,有望提高记忆力。
事实上,大脑为了让人们过上舒适的退休生活,已经竭尽所能。在你二三十岁爱冒险的年纪,在你不断尝试的中年时期,它一直在默默学习如何把注意力集中在积极的事情上。加拿大阿尔伯塔大学的神经生物学家弗洛林·达尔科斯(Florin Dolcos)认为,到65岁时,我们更善于让正面的情绪体验最大化。在实验中,他发现超过60岁的人记得更多关于正面或中性情绪的照片,而相较而言,年轻人记得更多负面情绪的照片。
磁共振成像扫描揭示了其中的原因。杏仁核是负责处理情绪的脑区,虽然扫描结果显示,超过60岁的人的杏仁核被正常激活了,但是它和另外一些脑区的联系却出现了异常:相比年轻人的大脑里的杏仁核,老年人的杏仁核和海马之间的相互作用更少,但和背外侧额叶(参与情绪控制)的联系增多。达尔科斯认为这可能是因为老年人经历了更多需要控制情绪反应的情景所致。
所以也不用那么悲伤绝望。事实上,你完全可以停止担忧。研究显示,过得悠然自得的人似乎比那些整天被压力笼罩的人更不容易得痴呆。在一项研究中,少社交但泰然处世的人比那些孤立而忧郁的人患痴呆的风险低50%。这可能是因为压力引发了皮质醇水平的升高,引起了前扣带回皮层的萎缩,这个脑区与老年人的阿尔茨海默病和抑郁症有关系。
所以说,尽管我们的大脑不会像皮肤那样长皱纹并松弛、下垂,但也需要照顾和关心。当你察觉到衰老信号时,不妨出门散散步、玩个填字游戏、努力笑一笑,这没准还能偿还点年轻时欠下的“债”。