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《西部世界》的科学顾问告诉你大脑如何被改变

warfalcon 2021-05-30

今天分享的书籍是《大脑的故事》,作者大卫·伊格曼是斯坦福大学的著名脑科学家,还担任过《西部世界》的科学顾问。


2019年第53本书


这是一本大脑与认知的入门科普书籍,虽然很多知识都读过,但这本书在故事、理论上写很容易懂,读的时候比较轻松。


正文


1、成年人大脑可以被改变



到了25岁,大脑童年期和青春期的转化终于结束,大脑至此似乎发育完全。但并没有定型,还是可以改变。



伦敦的出租车司机上岗需要经过4年的强化培训,必须记住伦敦庞杂的道路。知识库中包括伦敦全市的320条不同路线,25 000条大街,20 000个地标和兴趣点,以及任何一个乘客想去的地点。


参加这个考试的司机们需要每天需要花3~4个小时来记忆预设行程,他们必须不借助地图,能清晰地说出大都市区任意两个地点之间最直接路线。


科学家们发现出租车司机们的大脑海马后部明显变得比未参加考试的对照组的大了许多,而且出租车司机做这份工作越久,大脑该区域的变化就越大。


从这个实验结果来说,成年人的大脑并非固定不变,可以通过训练来使大脑产生改变。



科学家们还对爱因斯坦的大脑进行了检查,发现大脑里掌管左手手指的区域扩大了,在皮质里形成了一道叫作“奥米伽标志”(其形状像希腊字母Ω)的巨大褶皱,经验丰富的小提琴手大脑里的这道褶皱都会扩大。而钢琴演奏家在左右脑都出现了奥米伽标志,因为他们的两只手都需要做精妙细致的动作。


在不同的人身上,大脑褶皱的形状基本一致,但它在更精妙的细节上记录着你从出生以来的所有经历。你所经历的一切,都改变了大脑的生理结构。


2、不爱动脑的人老得快


你小时候环境和行为能塑造大脑,它们对你的晚年同样重要。



自芝加哥拉什大学的戴维·本内特收集了超过 350 颗大脑,这些大脑有很大一部分属于一个宗教项目:修女在死后捐献出自己的大脑做为科学研究。


这个团队希望在阿尔茨海默病、卒中及帕金森病这3种最常见的导致痴呆的疾病与认知衰退之间找到明确的联系。然而,他们发现的结果却是这样:就算脑组织上遍布阿尔茨海默病肆虐的痕迹,也不一定意味着人会出现认知问题。有些人去世时具备阿尔茨海默病的所有病理特征,但却毫无认知损伤。


他们发现,如孤独、焦虑、抑郁、比一般人更易忧虑等消极心理因素,则跟认知快速衰退相关。积极的特质,如有责任心、生活有目标、保持忙碌,则有保护作用。

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大脑组织部分区域退化,其他区域则得到了充分锻炼,故此补偿或接管了退化的区域负责的功能。我们越是保持自己的大脑认知健康度,大脑从A到B之间建立起的新神经网络通路就越多,最典型的方式就是用包括社交互动在内的有难度的新颖任务挑战大脑。


把大脑想象成一个工具箱。如果这是个好用的工具箱,它里面会有你完成任务需要的所有工具。需要拧开螺栓,你就会找出棘轮套筒;没有套筒,你会拿出扳手,扳手也没有,一把钳子也能试试看。认知健康的大脑,在概念上与此相同:哪怕一些通路因为疾病退化了,大脑也可以找出其他解决方案。


研究中修女的大脑证明,保护大脑并帮助它尽量长久地保持我们的内在本质是可行的,但我们无法阻止衰老的过程。

3、“熟能生巧”是怎么一回事



作者见到一个叫奥斯汀·纳贝尔(Austin Naber)的10岁小男孩,他拥有一项过人天赋:他是竞技叠杯运动的儿童世界纪录保持者。


他能在 5 秒钟内,把一摞叠起来的塑料杯子摆成了对称排列的三座独立金字塔。接着,他双手舞动,又把金字塔拆成了两摞,再将之变成一座高大的金字塔,之后又恢复为初始状态下的一摞杯子。


作者跟这个 10 岁的孩子进行了一场双人叠杯挑战赛里测量,并且都在脑袋上带了电极帽来记录颅骨内部密集神经元产生的电活动。之后解读所测得的脑电波。




作者先反复练习了 20 分钟,然后才开始,结果这位 10 岁的孩子完成了整个套路的最后一步时,作者才完成了整个套路的1/8。作者的最好成绩是43秒。


奥斯汀的完成速度比作者快8倍,可以说奥斯汀的能耗比作者高8倍吗?


不是,奥斯汀的天赋和速度是他大脑生理变化的结果。经过多年练习,他大脑里神经连接的特定模式已经形成。他把叠杯的技术刻录进了神经元的结构里。因此,奥斯汀现在用来叠杯的能量消耗得比我少得多。与此相反,作者的大脑则要用有意识的思考去解决这个问题。作者使用的是通用认知软件,他则把该技能转移到了专门的认知硬件当中。


我们练习新技能的时候,这些技能就变成了物理硬接线,沉到意识层面之下。有些人想把这叫作肌肉记忆,但实际上,技能并不存储在肌肉里,相反,叠杯套路编织在奥斯汀大脑密密麻麻的连接丛林里。


多年的叠杯练习,改变了奥斯汀大脑网络的复杂结构。程序记忆是一种长时记忆,是关于怎样自动做事情的记忆,比如骑自行车、系鞋带等。对奥斯汀来说,叠杯成了写入大脑微观硬件的程序记忆,这让他的动作变得又快又节能。


在学习叠杯的过程中,作者的大脑征调的是前额叶皮质、顶叶皮质和小脑等速度缓慢又耗能多的区域,而奥斯汀完成叠杯套路早已不再需要它们。


这种将程序刻录进大脑结构的能力,是大脑最厉害的一种招数。大脑将专用回路接线到硬件当中,由此只需微不足道的能量就能解决复杂的运动问题。


但这个技能会带来一个后果,因为整个技能自动化程度太高,基本上处于无意识完成,一旦进行有意识的干预,反而会变差。


前段时间攀岩大师迪安·波特有个记录片特别牛,但迪安从12岁开始就专注于攀岩事业。多年的训练将高精准的动作和技巧硬接线进了他的大脑。为了追求卓越,迪安完全依赖这些久经训练的神经回路来发挥作用,不让有意识的思考妨碍其中。为了活下去,他把控制权完全交给了无意识。他进入一种所谓的“心流”状态来攀岩,在此种状态下,极限运动员往往能最大限度地激发出自己的能力。


当一些顶级运动员进入这种心流状态,能通过大脑无意识完成一系列复杂动作,以棒球比赛为例,投手从投球区向本垒投出的快球,速度可高达每小时160千米。为了击中这个球,大脑的反应时间只有大约0.4秒。


击球员总是能击到球,但他们不是有意识这么做的,球的飞行速度太快,人根本意识不到它的位置,击球员的脑中还没登记到底发生了些什么,击球动作就完成了。


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D35  美丽芭蕾+6*100空中+xo+拉伸



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