开窗的不是上帝而是你自己 | 现代脑神经科学的发现

今日必须成长:当上帝为你关上一扇门,同时,他会为你打开一扇窗。这句话是对的,但是不精确,因为,这扇窗是你自己打开的。我们通过改变大脑,就能改变一切。

今天我们想说的是我们的灵魂、意识和大脑。从古至今,人们对自我意识都很有兴趣,从先哲到市井都想知道,为什么大脑中总有两个小人不断的在打架,一个小人说:去吧,估计很有意思;一个小人又说:别去了,在广场上演讲太吓人了。古代没法打开脑子看看,牛人们只好构想这样那样的理论,于是有了很多好玩的解释,今天,我们就聊聊这个。


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01 再从毕达哥拉斯说起

毕达哥拉斯除了会数学,还会哲学。在他的理论体系中,灵魂,是个重要的基础概念。他将灵魂定义为生命的原理,有三个层面不同的功能,分别是负责感觉、负责活动和负责心智。

到了苏格拉底的年代,苏先生提出了自己的见解,但是本质上好像也挺类似的。苏格拉底影响力巨大,最后政府都受不了了,指控其“不敬城邦神和败坏青年”,将其判处死刑。老头子也挺倔,本来大家都安排好了让他逃走,他偏不,然后一仰脖,饮毒酒而死。

苏先生不爱写作,他的著名的理论、论断和思想,都是通过他的学生们的记述留下来的。其中,柏拉图贡献最大。这有点像我们的孔圣人,所谓《论语》,也是由学生们记录流传下来的。

且说,有一次,苏格拉底和斐德罗也在讨论关于灵魂的问题,柏拉图在旁边一边听一边记。

苏格拉底也认为,人的灵魂是由三个部分组成的。他做了一个经典的比喻:黑马,代表着人的欲望,是一种本能的驱使;白马,是人的意志灵魂;骑手,是人的理性灵魂。意思很明确了,一个真正的人应该是由理性驱驰着欲望和意志,前往理性指引的方向。

到了现代,又有位大师站了出来,提出新的观点。这位大师就是引发现代心理学强烈思潮的弗洛伊德先生。

喜欢的大加赞赏,认为他开启了一个新的学科;不相信的极为鄙视,认为他的思想没有经过科学的验证,不值一提。就像郎咸平评价货币战争系列图书一样:如果看完还珠格格还没事干,那就看看货币战争吧。

弗洛伊德将我们的精神或者是意识也分了三个类别,自我,本我和超我。自我,指的是潜意识,代表人最原始的欲望,饥饿,冷暖、性等等。而本我是有意识的对现实的反应,是人的心理的主要构成。超我意味着价值判断,是由完美的原则所支配的。在下不才,看不出深刻含义来,弗洛伊德的理论看起来似乎和苏格拉底的理论好像也没什么太大的区别。

真正被认可的科学发生在上世纪末,美国有个医师兼神经生理学家 Paul D.MacLean(麦克莱恩),在他的《 The Triune Brain in Evolution》(《进化中的三层大脑》)提出了人脑的三层结构假说。在人们认知自我的路途上,这个假说被广泛的讨论和引用,影响极大。

02  大脑的三层脑结构

让我们先来看看这个假说的内容。

在假说中,人脑的三层结构分别为: 

· Reptilian Complex

· Limbic System

· Neocortex

这些英文的术语听起来比较麻烦,我们一一来解析,并给它们起个简单易懂的中文名称。


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(1)爬行动物脑


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Reptilian Complex (爬行动物脑),我们暂且称之为蜥蜴脑。

字面直译为爬行动物复合体,又称爬行动物脑,为了方便理解,我们用最典型的爬行动物,蜥蜴,来为它命名,称之为蜥蜴脑。

这一部分大脑控制我们最底层的“硬件”功能,比如呼吸,心跳,膝跳反射,动作等等。对此,最直接的理解就是“反应” 。拳头打来我们会躲,根本不需要分析是否需要,下意识的动作就会做出,这时,其作用的就是蜥蜴脑。

在动物的进化过程中,这部分大脑最先进化而来,用于面对对生存产生威胁的外界刺激。这部分大脑和我们的脊柱直接相连,信息传递最为快捷,而且,最直观的感受是这部分大脑所执行的任务一般是不需要我们思考的。这就是我们所说的本能反应。

比如,我们的祖先为了应对外来的威胁,进化出了一套复杂的生理机制。当面对威胁的时候,我们的自主神经系统激活,同时肾上腺会释放一种激素,这种激素使得我们心跳加快,呼吸急促,注意力集中,随时准备着或战或逃。这就是著名的fight-or-flight response(战逃反应)。

这种机制是我们在远古的时候应对生存威胁时进化出来的强烈的反应的措施。就像我们开车的时候调到了运动档,一切的反馈更加直接,换挡的时间被延迟,提速更快,感觉上控制的效果更佳。但是,油耗也是蹭蹭的往上涨。回到我们身体上,就没有那么幸运了。如果经常处在这种强烈的反馈机制下,会导致很多的身体和心理的疾病。焦虑,失眠,健忘,情绪的低落,甚至可能导致抑郁。当身体处于这种长期的不良状态下的时候,最终会导致器质性的病变。有研究表明,大约70%左右的疾病和不良的心理情绪有关。

(2) 古哺乳动物复合体(边缘系统)


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The Paleomammalian Complex (Limbic System)古哺乳动物复合体(边缘系统),我们暂且称之为羊驼脑。

字面直译为古哺乳动物复合体(边缘系统),或者是古哺乳动物脑。Paleo-在英文前缀中,一般意指“古老的”的意思。Mamma,就是妈妈,词义源自“乳房”。Mammal,哺乳动物。

同时,为了好理解,我们也找一个哺乳动物作为指代,方便描述。我选择了的动物是被称之为神兽草泥马的羊驼。这个可爱的小家伙在受到刺激的时候会吐口水以表示抗议。用此来体现一种情绪化的表征。

在麦克莱恩的假说中,这部分大脑主要控制人们的情绪,所以有时也被人们称为感性脑。生气,害怕,痛苦,高兴,悲伤等等一系列与情感相关的感受,都是由这部分大脑所控制的。

在进化过程中,在基本的生存的控制需求基础上,生物逐渐进化出了这部分大脑。通过情绪和外界建立更加深入、广泛和从容的强联系。

羊驼脑负责控制人类情绪。情绪控制区的灰质过少,会引发间歇性暴发障碍,即一种间歇性的、易复发、易冲动的攻击性行为,比躁郁症和精神分裂症更为常见。

加利福尼亚大学医学教授卡梅隆•卡特(Cameron Carter)带领他的研究小组对此做了一项实验。他们用磁共振扫描仪检查了168个志愿者,发现其中57个患有间歇性爆发障碍,53个健康,剩余的58个患有其它精神类疾病且具有较强的攻击性。

实验结果证实,人类的攻击行为和大脑灰质之间有直接联系。神经影像显示,这类情绪控制区域会影响人类的攻击行为。大脑中灰质越少,人越容易发怒,攻击性也就越强。

约翰.洛克总结的三类容易犯错的人;

· 害怕与别人不同而不思考的人

· 大脑边缘系统强于大脑皮层的人

· 有理性但无判断力,过度的片面化的人

也就是说,我们大脑中,经常打架的那2个小人,一个住在大脑边缘系统中,一个住在大脑皮层里。当你的羊驼的口水吐到你的爱因斯坦身上的时候,你就输了。

(3) 新哺乳动物复合体(大脑皮层)


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The Neomammalian Complex (Neocortex)新哺乳动物复合体(大脑皮层),我们暂且称之为爱因斯坦脑。

字面直译为新哺乳动物复合体(大脑皮层),就是新哺乳动物脑,在现代,我们经常提到、听到和看到的关于大脑的描述,多半指的是这部分大脑,也就是大脑皮层。

这部分,占了大脑总体比例的96%左右,是进化中的杰出产物,提供给我们语言能力、洞察力、计划能力和抽象能力等,是最终建立人类世界在地球上的统治地位的主要原因。

目前,人类对于这部分大脑皮层的研究才刚刚起步。我们知道,在大脑皮层中有200亿左右个神经元,但是,当前最先进的脑科学研究机构只能在几百个这样的数量级上进行神经元的研究。试想,如果未来,对于脑科学的研究可以遵循摩尔定律的话,就像集成电路晶体管的数量升级那样,那么,未来,人类对大脑的研究将更加的深入,离彻底揭开大脑之谜就不远了。

人类的整个文明就是构建在大脑皮层之上的。我们之所以可以思考、推理和记忆,都是这部分大脑的功劳。就是大脑皮层的一点差异,使得我们的祖先站了起来,学会了制造使用工具,发展出了语言,构建起复杂的社会结构,最终通过科学统治了世界。

爱因斯坦在接受到外界的刺激后会思考并最终提出相对论,而羊驼只会吐口水。这部分大脑主要控制的是我们的认知水平,这也是人与人之间最大的不同。

03 进化历程


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在生物的进化过程中,逐渐形成了蜥蜴脑、羊驼脑和爱因斯坦脑,这也是生物体在处理外界刺激的能力的提高的过程。而最终,人与动物、人与人之间的差异则体现在了认知水平的差异上,也就是爱因斯坦脑的不同上。


蜥蜴脑处于大脑的最底层,也就是最接近神经中枢的位置,这也是为什么这种反应机制最直接、最快速的原因。这也很好理解,因为在进化的过程中,形成的最早,对我们的机体也最重要。这种基本的反馈机制在若干亿年的进化中,早已打磨的非常精良。

羊驼脑位于蜥蜴脑的外层,将外界的刺激转化为情绪后,再作用于蜥蜴脑上,产生直接的身体反应。这也就是,为什么我们在登高的时候会害怕而腿发软,动弹不得;为什么当危险来袭的时候我们会转身逃跑。我们的情绪带给身体快速的反应。

情绪,在普通人身上,是日常生活中最直接的控制源。一般而言,我们简单的将情绪分为积极的和消极的。积极的情绪会诱发我们去干一些事情,消极的情绪也会驱使我们为了避免想象中不好的事情发生,去干一些事情。总之,不管是积极的还是消极的,都会给我们极大的触动,从而诱发行动。

真正对我们起到控制作用的其实是羊驼脑这也是经济学为什么经常无法预测一些经济现象的发生,比如2008年的经济危机。

因为经济学的基本假设是人都是通过爱因斯坦脑控制的,而实际的情况是,我们是情绪控制的动物,情绪的不确定性太强,那些诱发我们行为的往往不是理性的分析,而是感情的冲动。

爱因斯坦脑在最外层,也是最后进化出来的大脑部分。这部分大脑皮层建立在对外界的认知的基础之上。先有思考再有情绪而产生反应。

比如,当我们看打一篇态度鲜明的文章的时候,我们的爱因斯坦脑会和自己的基本价值观念进行比对,如果符合我们的价值观,我们的羊驼脑产生喜悦的情绪,然后控制我们的蜥蜴脑点了个赞;如果不符合,甚至直接冲突,那么的羊驼脑则告诉蜥蜴脑说,去,吐它!

04  现代脑神经科学最大的发现

舒适区,是人类在狩猎采集时代发展出来的一种应对生存挑战的模式。那是一个短缺的时期,食物是第一要著。

我们都知道,面对稀缺的处理方式,分为2个大类——开源或节流。

开源,就是提高效率。大约在一万年前,人类开始了农业革命,在200多年之前,开始了工业革命,直到21世纪初。从本世纪初开始的信息革命,使得我们的生产效率进一步提升。而从现在开始的信息革命+基因革命,会又一次彻底的改变这个世界。

节流就是尽可能的减少不必要的消耗。从节流的方向上,人体发展出了一个特性就是尽可能的待在舒适区。人类的大脑占了人体重量的1%-2%,但是,大脑的耗能却占到了25%左右,是耗能的大户!为了减少这部分的能耗,人类学会了节约使用大脑。

待在舒适区的意思就是我们不用去想过多的东西,一切都是简单高效且随其自然的状态。想想我们在做演讲时的紧张、不安、心跳加快,这些都是离开舒适区的身体反应,这些状况的出现,极大的刺激和消耗了身体的能量存储,对于在食物稀缺状态下的人类,这是一种极大的消耗和浪费。所以,我们更倾向于稳定的舒适区状态。

(1)身体成长的模式

在长达几十万甚至上百万年的演化中,身体逐渐的产生了一种偏好,那就是稳定性。稳定性就是舒适区在身体上的体现。这是最节省能耗的方式。但是,我们为了变得更强大,就必须打破这种状态才行。

比如,让你现在徒手做俯卧撑,你能做多少个?我能做20个一次。在没有更多的外界的刺激下,这种状态可以维持很久,也就是说,我们可以一直保持做20个俯卧撑的能力。要想做50个,怎么办呢?那就需要从现在的这种舒适的稳定态中解放出来。比如,我开始每天做30个。30个,对于身体来说,是一种不舒服的状态,因为原来的稳定态被打破了。

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身体想要再次回归稳定性,潜意识中会有一种力量一个声音让你放弃,这就是节流,你开始了和自己较劲。如果你不放弃,战胜了自己,那么你的身体将会妥协,这就是开源,即积极的做出改变:加强肌肉。然后,肌肉开始生长,长到最经济的状态:满足你每天做30个俯卧撑的舒适状态,也就是说,通过一段时间的锻炼,你做30个俯卧撑也不累了,很简单就能做到了。然后,40个,50个,就这样你越来越强壮。

人体的适应能力的强悍是超过你的想象的。你知道人类目前的俯卧撑世界纪录是多少吗?是1993年一个美国人创下的,他用了21小时21分,完成了46001俯卧撑。

(2) 大脑成长的模式

我们的大脑的生长发育和身体极为不同,当成年之后,大部分的脑细胞不再分裂为新的脑细胞。而大脑的成长体现在一种新的模式上,那就是神经元之间的重新布线以及线径的变化。

当我们在学习新的知识的时候,神经元之间会产生新的连接。就像你学习骑自行车,控制不同运动神经和肌肉的神经元之间会建立新的连接,随着你练习的增加,这些神经元连接的“线缆”的外层包裹的“髓鞘”的强度和厚度会增加。

就像我们知道的电缆一样,外面的绝缘层越厚实,抗干扰能力就越强,在线缆中传递的信号就越不易受到干扰,就越稳定。这就是我们学习的秘密。


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原来自己在干某类事情的时候,要么不知道应该如何去做,就像在没有路的山间跋涉,不停的在寻找出路;要么走的磕磕绊绊,就是国道,省道,甚至是县道和村道,路况不好,坑坑洼洼,还不时有野狗窜出来,被慢吞吞的拖拉机挡了道。

而经过训练之后的有能力时的大脑,就像是通过整修和重新规划,建立了一条条高速公路,不但道路宽阔,平整通畅,而且,受到的干扰也少了很多。

能力,就像一组通畅且不受阻碍的信息传递高速公路网,解决方案在不同的神经元之间高速的传递,道路四通八达且规整有序。能力愈强,代表着大脑中的神经细胞的突触沟通越多,可以形成的回路就越多,从我们平时的感觉就是能想出的解决办法就越多。

当你开始新的学习和体验时,大脑便建立起神经通路。神经通路或者回路是由互通的神经元所组成的路径。这些大脑中的路径是通过学习和实践形成的;就如同一个牧者和它的牧群每日相同的行走路线形成了一条山道。

每一次新的尝试在有牵连的神经元之间重新访问神经回路和重新建立神经传输,能够提高突触传递的效率。相关的神经元之间的交流变得便利,认知使它们交流的速度越来越快。突触可塑性也许是大脑惊人的可塑性依赖的支柱。

Kolb, B.,Muhammad, A., & Gibb, R., 在正常和受伤的大脑中寻找潜在的大脑可塑性的因素。


大脑会以各种不同的方式来重新布线那些网络,例如,强化或弱化神经元之间的各种连接,同时还增加新的神经元连接或摒弃旧的神经元连接。

髓磷脂的含量也会增加,在神经细胞周围形成隔离鞘,允许神经信号更加迅速的传递;髓鞘形成可以使神经脉冲的速度提高10倍之多。因为这些神经元网络负责思考、记忆、控制移动、解读感官信号以及大脑的所有其他功能,重新调整和加快这些网络的运转速度,使人可以做各种各样的事情,那些事情都是以前做不了的。

经常性的训练会使大脑中受到训练挑战的区域发生改变。大脑通过自身重新布线的方式来适应这些挑战,增强其执行那些挑战所需功能的能力。 ——《刻意练习》

之前有一句很富有鸡汤意味的话说:当上帝为你关上一扇门,同时,他会为你打开一扇窗。这句话是对的,但是不精确,因为,这扇窗是你自己打开的。现在发展出的核磁共振技术给我们提供了证据。什么意思?

我们都知道,很多盲人或者失聪的人,其他的感觉能力会变强,比如触觉。科学家做过实验,经常进行盲文阅读的失明者,他们的指尖的触觉要远远高于视力正常的研究对象。他们可以感受到轻柔的多的触碰。


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比如,让你闭上眼睛,然后用很纤细的羽毛触碰你的手指尖,可能你几乎没有任何的感觉。但是,对于经常“阅读”盲文的失明者,他们就能感受得到!

研究者们使用功能型核磁共振仪,在失明者进行阅读盲文的时候,对其大脑进行了观察。结果令人惊讶!这时,参与活动的大脑区域,不仅仅是控制手指的区域,还有本来应该控制视觉的视觉皮层!

普通人,只有在处理视觉信息的时候,这部分视觉皮层才会有活动。对于这些进行盲文阅读的失明者,视觉皮层居然转换了功能,帮助他们解读指尖接触到的突起的小点的含义!也就是说,我们可以调用空闲的大脑区域来完成甚至与其功能不同的任务!

同样的,在对音乐家的研究中,也有类似的发现。

爱德华.陶布是阿拉巴马大学伯明翰分校的心理学教授,他与四位德国科学家合作进行对音乐家的一项研究,成果发表在了《科学》杂志上。

实验人员发现,同普通人相比,音乐家的大脑中,控制左手的区域明显的大得多!而且,音乐家的,控制手指的区域,已经占据了通常用来控制手掌的那些区域中的一部分!

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在随后的研究中,还有更惊人的发现。在他们对招募到的音乐家和非音乐家进行了详细的脑磁波对比分析后发现,音乐家在脑皮层的不同部位中拥有更多的脑灰质,从而使得TA们控制手指的能力明显的强于非音乐家。和非音乐家相比,音乐家在和其专业能力相关的大脑区域中(比如控制触觉、双手的感觉、空间运动能力等),拥有更多的脑灰质!而且,音乐家的训练时间越长,大脑的相关部位就越大!

事实上,人脑可以在从出生到生命终了的任何年龄发生改变。在富有激励因素的环境,人脑会变得更好;如果接收不到刺激,人脑就会向反方向发展

——马莉安.黛尔蒙德 加州大学伯克利分校教授

人脑是可塑的,你可以通过练习,让自己越来越聪明!这就是所谓的大脑的用进废退原则!聪明人会越来越聪明,而不勤于思考的人,则会越来越笨。

科学家们在研究了爱因斯坦的大脑和其他的很多数学家的大脑后发现,和普通的我们相比,这些人大脑中的顶下小叶部分,也就是控制抽象数学思考的区域,大了许多!同时,在定量分析的时候还发现,这些区域的大小,和数学家们进行数学研究的时间有一定的正相关性!也就是说,这部分区域很有可能是爱因斯坦同学在后天的长期锻炼中产生的变化,而这些变化,同时促进了他这方面的能力。

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当上帝为你关上一扇门,同时,他会为你打开一扇窗。这句话是对的,但是不精确,因为,这扇窗是你自己打开的。我们通过改变大脑,就能改变一切。

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