《我们的脑子够用吗?》大脑的动态发展,受到遗传和环境的影响

半之受用
2020-05-05 看过

大脑,是宇宙当中最复杂的物质。它是全身的统率部,身体内部的一切变化,以及外部的各种变化对本体的刺激,全部都由脑部来统率。大脑的发展会不会随着时间和年龄的增长而停止?它的衰退期又会有着怎样的变化? 《我们的脑子够用吗?》这本书里引用了大量的实验论证还有专家们的结论,旨在揭示人脑的能力——在最理想和不理想的条件下,在过去、现在和将来——人脑的变化发展。本文的作者带着我们跨越形形色色的物种和地域,穿越古老的时间迷雾,告诉了我们大脑的发育是一个动态的发展,不仅如此,它的个体差异也受到遗传和环境的影响。 一大脑的动态发展 脑的发展在整个人生中经历的巨大的变化,从无助的婴儿到迟暮的老人,巅峰时刻到衰退沉寂,脑结构经历了独特的发展曲线。书中探索了人脑的生长发展过程,引用了瑞士一位心理学家让.皮亚杰的认知四阶段(第一阶段:感知运算阶段0-2岁;第二阶段:前运算阶段2-7岁;第三阶段:具体运算阶段7-11岁)通过这一过程我们发现,脑部结构中的各个功能区就像肌肉那样,是循序渐进地发展。 1)大脑发展的早期岁月 在怀孕最初的三个星期,细胞堆积在一起,形成一个椭圆形的球体,细胞不断地自我复制,形成神经管,神经管底部形成的脊髓顶部,就是大脑的最初形态。在动物界中唯有人类的生长期是最为漫长的。这是因为直立行走付出的代价就是骨盆变窄,婴儿要通过窄长的骨盆,就不得不在大脑和身体还没有完全发育的情况下降生。 刚出生的婴儿,大脑甚至比我们的近亲还要小。可是,在生命的最初几年,婴儿脑部各项功能都在飞速发展,脑部结构也发生了巨大的变化。例如抓握、行走、语言还有更为高阶地对世界的感受,而这些行为的出现也说明了脑功能在不断发展,这其中最重要的一点就是神经元的连接数量;还有一个即使轴突的髓鞘化,大脑收集和处理外界信息的速度和效率是否更快速就取决于髓鞘化的进程。 这其中,就会出现一个脑部发展的特点,髓鞘化的进程是在不断地发展,最后到达的大脑前额叶普皮层一直要到十几二十岁才可以完成,大脑的前额叶主导着人体的高级认知,例如工作记忆、控制和执行注意力,也就是说,这一功能完全成熟是在三四十岁。 这一点跟《论语》中的一句话也能对得上号:“三十而立,四十不惑!”三十岁到五十岁,是人生的一个巅峰期,而这个巅峰不仅仅是人的阅历和经验达到一个稳定状态,也说明了,脑部构造的各项机能也趋于完善和和谐。 这是不是就代表巅峰之后,大脑就会出现衰退期呢? 2)大脑发展的不同阶段 在生命的早期,脑得可塑性会很强。但也仅仅指得是脑部构造其中一部分,脑并不是一个静止的器官,人类的生育能力巅峰来得很早,但是对于大脑的某些功能来说,可能到了二十几岁还在发展期,甚至,脑中的部分事物还会持续发展。例如,白质(也就是髓鞘)会持续增加到成年中期,也就是四五十岁,才会基本保持稳定。 同时,早在儿童时期,脑皮层就在逐渐变薄,直到55岁,脑皮层变薄的速度开始加快,看上去,大脑的确在逐步萎缩,随之而来的是记忆力的衰退,行动力的迟缓,这些都在提醒人们,我们已经在逐步迈入衰老的阶段。 但是,脑部的某一些功能却迎来了巅峰,那就是认知功能,也就是从经验中收益,或与逐渐积累的信息相关的技能,而这一技能达到巅峰的年龄却相对较晚。关于这一点,让我想起我曾经看过的一部美国电影《实习生》曾经是公司总裁的本·惠特克,在退休之后以高龄实习生的身份重返职场,加入朱尔斯·奥斯汀创建的时尚网站。一个七十岁高领的老人,身上折射出的技能,完胜年轻人,与人相处到处理紧急工作上,不得不承认,年龄大的人往往更加具备能力。 脑部功能随着年龄的增长而出现变化,而这种动态发展不仅仅受到年龄的影响,还有两个方面同时也会导致脑部发展的变化。 二脑功能的发展,受到遗传和环境的影响 1)先天遗传性 我们一生的时光中,脑功能有一半的功能早在受孕之时,就已经由DNA决定了。2020年3月20日,南加州大学,复旦大学等全球296家单位协作在Science发表研究论文,研究人员分析了整个脑皮质和34个已知功能脑区域的表面积和平均厚度。该研究通过对51665人的脑磁共振成像数据分析,人的大脑皮层的皮质表面积和厚度的数值具有很高的遗传性,大脑皮层是人类高阶认知功能也被称为高级意识的基础。 这一研究与本书中的观点基本一致,要想获得一个功能优越的脑,最重要的一点就是选择一对基因优良的父母。书中也提到,通过对异卵双胞胎和同卵双胞胎的研究发现,脑“硬件”的特征主要来自遗传,比如脑的总容量。这种硬件遗传直接决定了我们的身高、长相、头发颜色甚至是胖瘦。这种先天的属性是人类的基本属性,相当于创造出一个肉体,也就是容器,有了这个容器,我们才得以逐步发展成为独特的个体。 先天遗传与后天环境对于脑部的发展是并行的两条线,遗传和环境相结合才构成了大脑完整的发展。 2)后天环境刺激 在泰国的安达曼海岸和缅甸的丹老群岛,生活着一群莫肯人,又被称为海上吉普赛人。他们终年生活在海上。他们非常擅长潜水,水下视力很好,可以不借助任何潜水设备在水下25米左右寻找生物。在水下,莫肯人的瞳孔直径会收缩到1.96毫米,而正常人的瞳孔在水下却会扩大到2.5毫米。这也就是《我们的脑子够用吗?》在最一开始提到的,人类大脑是如何指挥身体,从而适应环境需求。 前文也提到过,生命的早期,是脑部发育的关键期。书中以语言为例说明,婴儿一出生就暴露在语言环境中,大人通过参与“呜呜哇哇”式的婴儿谈话,这就为婴儿提供了许多刺激,有助于他们进入语言学习的第一阶段。这也就是说明,我们最终学到的语言完全由体验到的环境所驱动。随着年龄的增长,许多人会发现学习第二语言比学母语要困难,这也证明了脑的可塑性是有关键期的,在每个关键期给予不同的环境刺激,对脑构造的发展非常关键。 新西兰的达尼丁镇做的一项研究,也证实了早期环境对脑得很多影响。从1972年到1973年,达尼丁镇招募了1000多名婴儿,从出生之前开始追踪,直至到他们死亡。这项追踪研究的结果也表明了,3至11岁时自我控制能力高的孩子,脑功能更加成熟,这种稳定具有终生性。 我们的脑经历了先天基因的决定和早期后天环境的培养后,我们现在能做些什么来优化我们的脑子,让我们的脑子保持在一个舒适的内部环境中? 三给我们的脑子创造一个舒适的内部环境 大脑的动态发展,在基因和环境的双重影响下,使我们成为一个独立行走和思考的人,并且具有了社会性。那么,为了保持脑细胞的活跃性,我们自身其实也需要做一些有利用脑部功能的事儿。 1)充足的睡眠 睡眠对脑功能真的非常非常重要。很多实验研究表明,在学习新的食物、体验新的事件或练习新的技能之后,睡眠有助于巩固记忆。北京武警总医院病理科主任纪小龙说,睡眠是大脑暂时性休息的过程,是一种保护性抑制。大脑利用中枢神经对身体进行支配,人的身体每天都会利用睡眠的时间来修补受损的细胞和神经。 这是一个良性循环的过程。也有研究表明,随着年龄的增长,我们睡觉的时间会越来越短,越来越碎片化,这也让一部分专家推测,这可能解释了健康老化和神经退行性疾病中,存在的认知功能的部分衰退。 那么,有没有什么方法能够延缓这种脑细胞的过度老化呢? 2)还等什么?动起来吧! 别无捷径。我们所能做到的事情,就是为了支持脑,保持生理上的活跃性;尽可能地优化脑软件的运转。 脑部运转需要消耗大量的氧气和能量,而这些氧气和能量都倚靠心脏送到身体的各个角落。心血管功能显得尤为重要。同样,书中也以研究举例这一观点的正确性,有人在儿童和年轻人中进行以锻炼为干预的随机对照实验研究,每周增加的体育课程,确实对被实验人的学术成就或认知表现有所改善。也就是说,运动确实优化脑健康的主要驱动力。 所以,运动就是为今天及明天的脑功能所做的投资,所以,动起来,才能使我们的脑子足够用。 结语: 亿年前,脑的发展依照物竞天择,发生改变,直到今天,我们的脑功能依然是波动的,随着我们身边环境的不断变化,我们大脑也紧跟步伐,失去一些功能,又获得一些功能。《我们的脑子够用吗?》带我们认识过去、现在和未来的脑,以此来告诉我们,人类拥有在极其多样化的环境中生存发展的伟大能力,而且这种能力完全可以传承下去。

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