注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

环球科学

《科学美国人》中文版官方博客

 
 
 

日志

 
 
关于我

1845年创刊,151位诺贝尔奖得主撰稿,从爱迪生到比尔·盖茨都喜欢阅读的科普杂志。 购买《环球科学》可前往淘宝店,链接是:http://huanqiukexue.taobao.com/

网易考拉推荐

六种习惯提升大脑能力   

2009-05-15 09:59:42|  分类: 文章选登 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

撰文  埃米莉·安特斯(Emily Anthes)
翻译  冯泽君

    有时,截肢患者会出现幻肢症状(phantom limb)——以为截去的肢体仍然存在,并感到它传来强烈的痛、痒等感觉。美国神经科学家维莱亚努尔·S·拉马钱德兰(Vilayanur S. Ramachandran)曾针对有过幻肢感的患者进行了一项研究,其中一位患者名为汤姆——他失去了一只手臂。

    实验中,拉马钱德兰发现,如果触摸汤姆的脸,他会感到研究人员似乎也在触摸他已经失去的手指。实际上,身体的每一部分,都对应着大脑体感皮层(somatosensory cortex)的一块特定区域,而与手相对应的区域,紧邻脸部对应的区域。于是,拉马钱德兰推断,汤姆的体感皮层已发生了明显改变。

    拉马钱德兰总结说,由于汤姆的那只手已经失去,不可能再向体感皮层输入神经信号,于是负责处理脸部信号的区域,就接管了原来处理手部输入信号的区域。因此,当研究人员触摸汤姆的脸时,会使他觉得有人也在触摸他断肢上的手指。

    上述神经回路的重新连接体现了神经可塑性(neuroplasticity),说明成年人的大脑具有自我改变和重塑的能力(参见《环球科学》2009年第4期《科技重塑大脑》一文)。科学家发现,成年人大脑的可塑性远比预计的强。我们的日常行为和周边环境,都能引起大脑神经回路的重新连接、功能重组和位置的改变。有些人甚至认为,不同的思考方式也足以重塑大脑。

    现在,研究人员已经知道,新神经元的产生(即神经发生,neurogenesis)是成人大脑的一个基本特征。研究显示,与学习和长时记忆高度相关的海马区,是神经发生最活跃的脑区之一。

    参与处理气味信息的嗅球(olfactory bulb),也是神经发生比较活跃的脑区。然而,并非所有的新生神经元都能存活,事实上,它们中大多数都会迅速凋亡(参见《环球科学》2009年第4期《拯救新生脑细胞》一文)。新细胞的存活不仅需要营养,还得和成熟神经元形成突触连接。科学家希望找出影响神经发生速率和新生脑细胞存活率的各种因素——脑力和体力锻炼都能促进神经元的存活。

 

方法一:运动

    研究表明,小鼠在滚轴上训练一段时间之后,海马区神经元数量显著增加,在学习和记忆测试中表现得更好。针对人类的研究也显示,体育锻炼能提高大脑的执行能力(包括计划、组织、多任务处理能力等)。众所周知,运动能改善情绪,经常运动的人老了以后也不容易患痴呆症(dementia)。常运动的老人的执行力,比久坐不动的老人更强。即使是那些在沙发上窝了一辈子的老人,如果现在就开始运动,也能提高执行力。

    这种现象可能与很多机制有关。运动可以增加大脑的血流量,将更多的氧分、能量和营养物质运送给忙碌的神经细胞。研究表明,运动可以促进大脑分泌神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF),促进神经细胞的生长,改善神经细胞间的联系,提高它们的存活率。

    不过,所有研究都无法解释“四肢发达,头脑简单”又是怎么回事。

前沿研究

    研究表明,边运动边听音乐,运动效果会更好。实验中,自愿者分别进行了两次训练。首次训练时,他们什么也不听,安静地完成训练任务;第二次训练中,他们边听维瓦尔第(Vivaldi)的《四季》(Four Seasons)边运动。每次训练结束后,研究人员都会评估自愿者的情绪和表达能力。

    虽然运动本身就能改善情绪并提高表达能力,但第二次训练后,自愿者在表达能力测试中的得分却是第一次训练后的两倍。也许,你应该让保险公司为你的新iPod埋单。

你知道吗?

·大量研究表明,运动能改善睡眠质量,提高免疫力——还有它办不到的事吗?
·想让大脑从运动中获益,我们并不需要像查克·诺里斯(chuck norris,美国动作电影演员)一样成为世界空手道冠军。针对老人的研究表明,每天步行20分钟,就能保持身心健康。

 

方法二:饮食

    大脑和身体一样需要营养和能量。那么,哪些食物能提升大脑智力,哪些又会损害智力呢?众所周知的坏家伙是饱和脂肪酸,它对大脑和身体健康都有严重的不良影响。如果给大鼠喂食饱和脂肪酸含量较高的食物,它们在学习和记忆测试中就会表现不佳,常吃这类食物的人患痴呆症的风险也较高。

    然而,并非所有脂肪都不是好东西。脑袋的大部分都是由脂肪酸构成的——细胞膜和髓磷脂鞘(myelin covering)的形成都需要脂肪酸,摄食某些脂肪,尤其是鱼类、坚果和种子中的Ω-3脂肪酸十分重要。阿尔茨海默病、抑郁症、精神分裂症和其他一些大脑功能紊乱病症可能都与Ω-3脂肪酸浓度过低有关。

    水果和蔬菜也有益于大脑健康,因为果蔬中的抗氧化剂(antioxidant)含量很高,这些化学物质能与自由基原子发生还原反应,从而使脑细胞免受伤害。研究人员发现,给老年大鼠喂食富含抗氧化剂的食物,可以使它们保持较强的学习和记忆能力,甚至还可以减少由中风引起的大脑损伤。

前沿研究

    除了食物种类,进食量也会影响大脑智力。研究表明,摄入热量较低(比正常水平低25%~50%)的实验动物,不仅比其他动物寿命更长,而且大脑功能也有所改善,在记忆和协调测试中也表现得更好,它们抵抗阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病的能力同样有所增强。

你知道吗?

·最好的补脑食物:核桃、蓝莓和菠菜等。
·婴儿尤其要摄入足量脂肪。如果婴儿摄入的脂肪量不足,就会影响髓磷脂鞘的形成,不利于神经元传递神经信号。幸运的是,母乳中的脂肪含量高达50%。
·一般说来,经常食用富含Ω-3脂肪酸食物的人患中枢神经系统疾病的几率较低。

 

方法三:兴奋剂

    兴奋剂能加速神经系统运行,使人心跳加快、血压升高、精力旺盛、呼吸急促。最著名的兴奋剂莫过于咖啡因了(确切地说,咖啡因是全世界使用最广泛的“毒品”)。咖啡因能刺激中枢神经系统,使大脑更清醒,反应更灵敏。不过,过量使用咖啡因,刺激效应就会过强,导致紧张、焦虑和失眠。

    可卡因(cocaine)和安非他明(am-phetamine)就没有咖啡因这么“温和”了。它们以另一种机制影响大脑功能,却会产生类似效果。大脑中,多巴胺、5-羟色胺等神经递质的释放,会使人产生愉悦的感觉,而摄入可卡因或安非他明会促使大脑释放这些神经递质,使人心情愉快,反应灵敏、精力充沛。

    虽然听起来不错,但可卡因和安非他明都极易让人上瘾,如果摄入过多,就会引起精神疾病或戒断症(withdrawal)。当然,如果摄取剂量过高,还会导致使用者死亡。

前沿研究

    毫无疑问,大量摄入咖啡因后果将不堪设想(轻则易怒,重则死亡),但是小剂量或中剂量却能提升智力,尽管作用机制尚未知晓。

    有研究表明,喝两杯咖啡能增强短时记忆,缩短反应时间。功能性磁共振成像(functional MRI,fMRI)结果也显示,在服用咖啡因的自愿者的大脑中,与注意力相对应的脑区明显更为活跃。有研究表明,咖啡因还能延缓老年妇女记忆力衰退。

你知道吗?

    我们摄入的咖啡因有3/4来自咖啡,因此每天不要喝太多咖啡。100杯咖啡中就含有约10克咖啡因,这样的剂量足以引发致命的并发症。
    文学作品中最著名的一位兴奋剂服用者,当数大名鼎鼎的神探福尔摩斯。小说中很多地方都提到,他通过注射可卡因来放松心情。看来,伸张正义确实很辛苦。

 

方法四:电子游戏

    电子游戏能拯救生命。如果外科医生每周至少玩几小时的电子游戏,相比不玩游戏的医生,他们在手术室出错的几率要减少1/3。研究表明,电子游戏的确能提高思维灵敏度、手眼协调性、深度知觉和模式识别能力。玩游戏的人能在更长时间内集中注意力,信息处理能力也更强。当不玩游戏的人玩一个星期的游戏(当然是以科学的名义),他们的视觉技能的确有所提高。有趣的是,大家通常认为,玩游戏是不务正业,然而研究发现,玩游戏的白领其实更自信,更善于处理社会关系。

    当然,说到电子游戏的不良影响,我们不能不提到一个著名理论:在现实世界中,玩电子游戏会增加暴力事件的发生几率。许多研究都证实,两者确实存在关联性。常玩暴力游戏的年轻人对图像图形的反应变慢,说明他们对这类信息逐渐适应,已没有以前那么敏感。另一项研究表明,玩家在玩第一人称射击游戏时,大脑的活动状态与做出攻击行为时类似。

    当然,这并不能说明上述玩家在现实生活中真的有暴力倾向。虽然两者之间的联系值得探究,但是直到目前为止还没有数据证明,电子游戏的盛行确实与年轻人的暴力行为有关。

前沿研究

    一项最新研究表明,电子游戏会激活大脑中与奖赏有关的神经回路,而且对男性的作用远甚于女性。研究人员专门设计了一套电子游戏,让不同性别的人来玩,同时用fMRI观察他们的大脑反应。游戏中,两种性别的人表现得都很好,但fMRI显示,男性的边缘系统(limbic system,参与处理奖赏信息)更加活跃。对于男性玩家而言,组成奖赏回路的各个结构联系得更为紧密,而且这种联系越紧密,玩家在游戏中的表现也会越出色。但在女性玩家中,似乎就没有这种关联。通常来讲,男性迷恋上电子游戏的几率是女性的两倍。

你知道吗?

·在美国,电子游戏产业的产值高达100亿美元。
·2003年,美国一名16岁男孩开枪打死了两名警察和一名警察调度员。两年后,受害者家属起诉了游戏公司——这家公司制作发行的电子游戏《侠盗车手》(Grand Theft Auto)广受大众喜爱。起诉书称,该男孩是因为沉溺于暴力电子游戏才走向犯罪道路的。

                  

 

方法五:音乐

    当你在听皇后乐队的精选集时,听觉皮层正在处理音乐的各个组成元素:音量、音调、音色、旋律和节奏。不过,音乐作用于大脑后,不仅能让你听到声音,还能激活奖赏中心,抑制杏仁核的活性,缓解恐惧等消极情绪。

    一项广为人知的研究认为,听莫扎特的音乐能提高认知能力,结果世界各地的父母都跑去为孩子购买古典乐CD。直到现在,仍有很多人认可“莫扎特效应”,但当初的研究结果已经不那么令人信服了。音乐对智力水平的提升其实很有限,作用时间也很短。然而,音乐确实能使人产生某种共鸣,从而缓解焦虑和失眠、降低血压、减轻痴呆症患者的痛苦,并且有利于新生儿生长。

    音乐训练能改变大脑结构。音乐家的运动皮层、小脑 (cerebellum)和胼胝体 (corpus callosum,连接左右大脑半球的组织)比普通人更发达。弦乐器演奏家的大脑中,控制手指的那部分感觉皮层比其他人更多。音乐训练究竟能否令人更聪明?目前仍无定论。然而一些研究证实,音乐课能够提高小孩子的空间能力(spatial ability)。

前沿研究

    上音乐课,接受音乐训练,能让小孩的脑干对人声更敏感。最近一项研究显示,脑干与最基本的声音编码有关,就算没有音乐天赋,多听音乐也能改善脑干结构。

    全世界的小孩都振作起来吧,“音盲”也没有关系!就像要多吃蔬菜一样,多听音乐对你们有好处。

你知道吗?

·不用听,仅在脑海中想象一首歌的旋律,就能激活听觉皮层;不用看,仅仅想象一段乐谱,就能激活视觉皮层。
·“对牛弹琴”的意外收获:古典、舒缓的音乐可以提高奶牛的产奶量。

 

方法六:冥想

    别再揪住苹果不放了。如果你相信科学研究,那么每天练习一次瑜伽也能让你远离医生。冥想(即沉思并放松)似乎有助于缓解焦虑症、高血压、哮喘、失眠、糖尿病、抑郁症等各种病症,还能减轻疼痛,甚至改善皮肤状况。长期冥想的人称,他们感觉更加轻松自在,更具创造力。

    研究人员通过观察大脑成像图,发现冥想确实能改变大脑结构。一般说来,脑细胞会在不同的时间放电,但在冥想时,它们似乎会同步放电。在经常冥想的人的大脑中,与积极情绪有关的左侧前额叶显得非常活跃。而且该脑区越活跃,免疫功能就越强。

    冥想能使大脑皮层变厚,尤其与注意力和感觉相关的区域。不过,皮层厚度的增加似乎并非因为大脑生成了新的神经元,而是神经元间的联系更紧密,支持性神经元增多,这一区域的血管也增粗了。

前沿研究

    冥想有助于人们集中注意力,提高处理认知任务的能力。研究人员历时三个月,训练自愿者练习内观禅修(Vipassana meditation),使他们更容易集中精神。

    实验中,自愿者需要在一系列字母中挑出随机跳入的数字。经过冥想训练的人,能更轻松而准确地找出屏幕上一闪而过的数字。

你知道吗?

·自愿者中也包括一些僧人,他们的冥想时间都超过了10,000小时,也就是一年多。

 

                             首页   [1]  [2]   [3]   [4]    [5]   [6]   [7]   下一页

更多内容请浏览《环球科学》2009年第5期“六种习惯提升大脑能力

 

 

相关阅读:

科技重塑大脑

技术进步让大脑渐失神秘 -

人类大脑的五大谜团

脑科学揭秘魔术师如何欺骗你的大脑 -

遗忘的记忆从未真正消失:大脑如何再学习

 

  评论这张
 
阅读(5655)| 评论(48)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017