人体生物钟使用手册(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：(美)珍妮弗·爱克曼

出版社：吉林科学技术出版社

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人体生物钟使用手册试读：

前言

你即你的身体。它限制了你，也支撑着你。它束缚和控制着你，招你喜欢也让你烦恼。然而，它的活动就像一个谜。我们得承认：每个人都或多或少地会在意自己的身体状况，虽然大部分人对于自己身体正面的特征了如指掌——脸部的对称和轮廓起伏、躯干的曲度、大腿的围度、腹部的凸起、脚趾的伸展等。但是，又有多少人明白身体内部的秘密呢？圣·奥古斯汀说过：我们好高骛远地探寻高山和宇宙的奥秘，却对自己身体内部的奇妙不假思索。

健康的时候，身体的运转如此顺利，我们甚至会忘记了它的存在。大多数情况下，只有当身体出现疾病和紊乱时，才会引起我们对身体的关注。事实上，很多人是在努力地逃避了解身体内部的情况，因为他们潜意识里认为没有状况是最好的状况。

其实不然。明白这个道理是缘于曾经有一阵子，我因为生活紧张劳累，患上了严重的流行性感冒。这场感冒令我好几个星期都打不起精神，并且剥夺了我所喜欢的身体感觉：劳动和运动的快感、孩子们身上香甜的气味，还有其他的感官快乐，比如好胃口、酣畅的睡眠。当我终于康复了的时候，我不但为重获健康而倍感放松和快乐，而且突然开始对认识自己的身体产生了浓厚兴趣。我健康时身体的快感来源于哪里？偶尔的健康问题如何产生？我意识到自己对身体内部的奥秘一无所知，不论在健康还是生病的时候。比如，我不知道消化的过程，以及它的前奏——饥饿感产生的深层原理。正是这一神奇的过程把营养素的缺乏转化成身体对食物的渴求，或者它的对立面——反胃产生的机理。病毒对身体的影响，酒精对大脑的作用，以及长期的压力对精力和健康的损益，对于这些我都毫无概念。我知道我的身体在早晨运作得比下午和晚上更高效，但是我完全不知其所以然。

尽管那一次重感冒差点夺去了我的生命，但我却从中吸取了教训，开始意识到我的整个生命都寄存在这一艘血肉之躯所组成的生命之船上，它来也匆匆，去也匆匆，当然它的“去日”在一天天临近。即便是我们人类中长寿的人也只有大约70万个小时的寿命。人生只有一次，谁都无法多活一次。那么对生命多一点点了解难道不好吗？

小学一年级的时候，我开始对自己的身体健康有了初步认识。我知道心脏在胸腔左侧跳动，靠近我宣誓时放手的位置。我知道梳头的时候会清除新陈代谢死去的细胞，这是一个我会抓住一切机会向朋友们津津乐道的奇闻。我知道零食——比如一整盒葡萄干，进入胃里之后会产生反应。我还知道如果不午睡我就会脾气暴躁。除此之外，我就没有多想了。就这样，在之后的大约30年里，我对身体的了解就仅限于此。后来，那次重感冒就像通往大马士革路上遭遇闪电一样惊醒了我。

为了弥补我的无知，我冒出的第一个念头是去读医学院。想象着，研习《格蕾解剖学》(Gray’s Anatomy)，致力于研究记忆神经和骨骼，精读《手术刀》(Lancet)、《新英格兰医学杂志》(New England Journal of Medicine)，把其中描述的神秘的临床综合症状作为案例学习：“一个10岁女孩反复出现腹痛”“一个22岁的男性从南美回来后发生畏寒和发烧症状”……医学与侦探工作有着相似之处：严密地观察、分析、判断、提出解决方案。但是35岁从零开始学习医学，将会使我的育儿期生活混乱不堪。同时，我至少还清楚自己体质上的一个弱点，那就是必须保证睡眠。这就注定我不具备成为医生的先决条件，因为医生的作息时间是紊乱的。就在我准备开始为期两年的医学硕士学位预科课程的前一天晚上，我梦见自己从一座桥上跳下去，结果头朝下地陷入一片泥沼之中。第二天早晨，我取消了医学院学习计划。

10年后，我开始筹划以作家的身份重拾这一主题。这之后的几年间，我四处搜寻最新的健康资讯，读过数十部医学著作和数以百计的医学刊物。我游走于专家的实验室，参加他们的论坛、会议和讲座。我关注自己身体所经历的重要变化，并且用自己的身体做过无数次试验。

我发现自己的多年等待是正确的。我们对身体的认知大部分来自于我们从最近一段时间里大量爆发的新发现。在最近的5～10年间，科学界在对饥饿、疲劳、锻炼、感知、性、睡眠，甚至幽默的基础认知有了飞跃性的进展。10年前我们还不敢想象可以获得解答的问题，如今都已了解——比如，就在你阅读这个句子的时候，你大脑的哪一区域最为活跃，或者，持续的压力对于腰围的影响，或者通过怎样的体育锻炼可以提高学习效率。这些讯息对于以下这个曾经令科学无法做出解答的问题，提供了答案或提示：为什么同样是与患感冒的孩子生活在一起，你可能被传染，而你的伴侣却不会？在夫妻为了红色裤子是否可以搭配深红色衬衫而争吵的现象背后，是否存在着某种生理原因？为什么你的同事可以肆无忌惮地大吃大喝而不会长胖，可是你连喝凉水都会长肉？

在最近10年间，我们认识到我们的身体只有1%属于“人类”，99%是属于微生物范畴的，至少从细胞计数角度上看是如此(你我 看起来与细菌外形迥异，是因为细菌的细胞比我们人类的细胞小很多)。我们知道锻炼会增强肌肉的力量，睡眠不足会导致体重增加。我们开始意识到“时间就是一切”——如果你想要身体处于最佳状态，就不能只关心身体需要做什么，更要注意在什么时间去做。

很多知识是通过研究身体正常功能丧失的案例中获得的。正如17世纪的解剖学家汤姆斯·威利斯(Thomas Willis)所说：“大自然总是喜欢在它被击败的路上更加坦诚地展示自己的奥秘。”如胃口不好的时候，我们才了解到饥饿的化学原理；从面相识别失误中，我们才获得对面相学的新知；从失去触觉的人身上，我们才明白了抚摸的生理学意义。

用于观测人体内部而发明的新工具促进了其他科技突破。在过去的几个世纪，研究过程需要在不幸的病人身上残忍地开出一个伤口，以显示之前深藏体内、不可观察到的内脏器官。比如说，对器官活动最近距离的观察机会发生在一次偶然性事件中——埃里克斯·圣·马丁(Alexis St.Martin)胃部的一个小孔，这使得名叫威廉·伯玛特(William Beaumont)的军医有幸亲见消化器官的运动情况。此后，20世纪出现了X光照像，可以拍出包裹在血肉里面的骨头的清晰图像，只不过它是静态的。在最近10～20年里，新的摄像技术——正电子X线断层摄影(PET)扫描、机能磁共振摄影(FMRI)，以及多种“监听”细胞活动的方法，已经使得人们可以洞悉正常运转中人体内部的动态情况了。脑电图可以即时显示出大脑的运转情况，正如我们辨别一张脸，学习一门语言，在拜占庭城里辨认方向，给一支乡村小调打拍子，或者像讲个笑话那么容易。新工具的使用，使我们能够窃听到人的肠道细胞的动静，我们不但发现那里是人体的“第二脑”，而且发现那里还是一个长着长茸毛和充满沟回的生物有机体。

与此同时，遗传学的巨大进步也帮助我们能够以一种全新的方式探寻器官、组织和细胞的机理。最主要的一部分关于人类基因的知识来自于对其他生物体，如：老鼠、果蝇、斑马鱼的研究推理。令专家们欣喜的是，各种生物体的生理反应，从真菌到人类，通常都是相同的。就连低等的酵母菌和你的生理反应都是类似的。

在所有这些激动人心的新发现中，有这样一条：我们人体内部有一个重要部分就是节律。“我们的身体就像一个时钟”。1621年，学者罗伯特·波尔顿(Robert Burton)这样写道：没错，我们不仅有时间意识，而且还有一个遵守时间的身体。人体内部有一整套生物钟体系，给我们的生理活动分配时间。这些生物钟既包括位于大脑“司令部”的中央生物钟，也包括分布于全身各个细胞里的生物钟，它们影响着我们的一切活动，从我们早晨何时愿意起床到下午纠错阅读的准确性，从我们傍晚跑步时的速度到在深夜派对上握手的力度。我们一般是不会注意到体内的这些生物钟的节奏的，只有当我们违反作息节律，在值夜班、乘飞机穿越不同时区、调整到夏令时等情况下，才会真切地感受到它们的存在。然而它们掌控着极其广泛的日常活动的周期性运作，从每一个基因的运动直至复杂的活动——我们在体育运动中的表现、我们的酒量以及对认知挑战的反应等等。通过合理安排活动的时间，使其与体内生物钟的节律合拍，你就可以使自己在会场上的表现达到最佳状态，或者使你的牙痛降到最轻微的程度。如果违背生物钟的节奏，你恐怕真的会伤害到自己。

本书旨在介绍关于你身体的新科学，一天24小时内发生在身体里的错综复杂而又奇妙有趣的事情。当然了，并不存在典型的一天，也没有典型的身体经历。(我在此借用梭罗的话：“我不该讲自己这么多，如果我认识第二个和我一样的人的话。”)物理学家或许可以用统一性原则来研究电子和水分子这样均质的事物，但是生物学家所面对的事物却是极富有多样性特点的。没有哪两个动物是完全一样的，即使是克隆出来的。同样，也没有哪两个细胞或者DNA分子是完全一样的。虽然最近的研究显示，我们人类从基因学角度来看，相同性要超过相异性，但是从解剖学、生理学、行为学等角度来看，人类的个体之间仍然存在着数以百万计的细小而显著的差异。我们的口味、新陈代谢，以及品尝食物、观察事物的方式都各不相同。每个人抗压力、承受酒精的能力、入睡和起床的时间偏好也都各有千秋。同一样食物，对于这个男人是补品，对于另一个男人可能就是毒药；对于这个女人是小刺激，对于另一个女人可能就是致命伤；这个人的夜晚，可能正是另一个人的白昼。

甚至在同一个个体身上，也存在着差异性。在一天、一年、一生的时间段里，我们在不同的时间点上呈现的是许多个不同的个体。正如蒙泰古(Montaigne)所说：我们与自己的差异正如我们与他人的差异那么多。

然而，我们的身体经历却有许多相似之处。一卷书无法涵盖所有方面，甚至连仅仅发生在一日当中的经历也难以详尽描述。此书中的话题选择反映了我的个人偏好，也反映了我对其他人兴趣的揣测。从爱抚到高潮，从处理多重任务到记忆，从健身到压力，从疲倦到睡眠，都是此书将要探讨的话题。

CHAPTER 1　早晨

一、唤醒你的身体——生物体内部的节律与太阳活动同步

我的眼睛只能睁开一条缝，刚好能看清时钟上的数字：早晨5：28，比定的闹铃时间早了2分钟。除了远处一只燕雀发出的轻柔婉转的鸣唱，周遭仍是一片宁静。虽然星光渐渐黯淡，但是再过1小时，太阳的第一缕光将会从地平线上升起。

或许你和我一样：在等待闹钟的闹铃响起，却提前一两分钟醒来。可能你不是因为睡足了而自然醒的，那么到底是什么原因呢？有人抱怨一些细小的噪音会吵醒他们，那是典型的早晨的噪音，比如，高速公路上渐起的车辆行驶声，或者过往的邮车声，甚至是机械闹钟，闹铃响起前发出的轻微嘀嗒声。的确，即使在睡眠时，我们的大脑也很善于处理声音，因此我们才会买听觉型闹钟，而不是嗅觉型闹钟。尽管有人说，他们曾被臭鼬的腐臭味和过滤咖啡的醉人香气薰醒过，但是，一项新的科学研究却证明了相反的结论：布朗大学的专家们证明，人在睡眠初期，对于薄荷油和有强烈刺激性气味的吡啶(焦油中的一种成分，常用作木柴的除草剂)会毫无反应。不要指望鼻子做你的哨兵，研究人员指出：“人类嗅觉的警醒能力还不足以唤醒睡眠中的人。”

无论在何种情况下，大量证据显示，那些细小的噪音可能并非来自身体外部，而是来自于身体内部。好似一种受思维控制的智能型小闹钟，让大脑为醒来做准备。当普莱茨·拉维(Peretz Lavie)，一位以色列科学院的睡眠研究专家，在研究人们是否能够在没有外部提醒的情况下，在规定时间自觉醒来的时候，他惊讶地发现：很多被试验对象都在规定时间的前后10分钟的时间内醒来，甚至当规定的时间是凌晨三点半那么早时，结果依然一样。这真是一种超强的时间判断力，甚至比人们在醒着的时候对时间的判断还要精准。另一项研究表明，这一点仅仅是对睡眠需在特定时间结束，这种预期心理就使得应激激素——促肾上腺皮质激素(ACTH)在血液中的浓度上升了30%，这足以证明大脑是在准备清醒过来。

至少在我们有些人体内，潜意识即使在睡眠时也会保持着与时钟同步的运行，所以能在大脑“期待”的时间点上促使某件事发生，比如在某个时间起床，正像它在我们清醒时的运动机理一样，潜意识会触发某些化学成分的增加，以使我们清醒、活动。期待——曾经被认定是只存在于潜意识的能力，实际上可以在我们睡眠时允许(或者强迫)我们在预定的时间自动醒来。

简直是天方夜谭吗？

或许你不曾遇到这样的问题，或许你和大多数人一样，只能被真实的刺耳的闹铃声、音乐或者有闹钟功能的收音机里传来的DJ的讲话声吵醒。对于你，早起的过程照例是按一下继续小睡的按钮，赖在床上再偷睡十几分钟。事实往往是因为你确实需要多睡会儿。在一个平均睡眠不足7小时，而不是理想的8小时的国家里，大多数人都会有轻微的睡眠不足，尤其是在平时的工作日。不幸的是，你关掉闹钟后挤出来的那段短暂的睡眠并不能起到恢复精力、振奋精神的作用，研究人员说，那是因为这样的睡眠浅而且断断续续。就算你能一直睡到下一次闹铃响起的时候，睡眠质量仍然会被对起床的预期所影响。

当然，还有一些人，睡眠深沉到即使用最吵最响的闹钟也不会闹醒他们。针对这种天生顽固的瞌睡虫，1855年一种安装了驱逐器的床被发明了出来。如果酣睡的人对床的内置闹钟没有反应，侧面的围栏就会松下来，使床倾斜，在床上睡觉的人就会被摔下床来。最近，马萨诸塞科技研究院一个聪明的工作组设计出比这个稍微人性化一点的仪器——“时钟”，一个有茸毛的像海绵一样的机器人闹钟。它从床头柜上滚落到地面，靠一套轮子迅速走开，躲到房间比较难找的角落里。每天它都会找一个新地方藏起来，寻找闹钟过程中的千辛万苦会让哪怕最能睡的人也不敢赖着枕头了。

从醒来进入完全清醒的状态，这一过程会比较缓慢。刚醒来时那种昏昏沉沉、迷迷糊糊的状态叫做睡眠惯性，几乎每个人都有。

噢，要是能在半睡半醒(半醒，hypnopompic，即所谓的完全从睡眠中醒来前的半意识状态，该词源于希腊语中的“睡眠”和“派遣”)之间多躺1分钟，让思绪自然地苏醒，来迎接可爱的、悠然而至的新一天，那该多好啊！然而，很少有人享有这样的奢侈体验。如果醒来的感觉很费力，那是因为事实的确如此。在睡醒、起床的瞬间里，心跳会出现短暂而剧烈的加速，血压会骤然升高，血液中压力激素——可的松的浓度也会达到顶峰。“大脑的活力不能在短短7秒钟内，从0升到60。”哈佛大学的节律学研究员查尔斯·捷斯勒(Charles Czeisler)笑谈道。大多数人在晚间临睡前的体力和脑力工作表现都要胜过刚睡醒后。“这很滑稽，”捷斯勒说：“但是在刚睡醒后的1小时内，大脑的表现甚至要比你熬了24小时不睡觉后的表现还差。”1950年，美国空军用惨痛代价也得出了同样的结论。当时空军准备实行一种新的训练方法，即让飞行员在跑道上的飞机里过夜，这样他们可以在驾驶舱里睡觉，随时准备执行任务。当飞行员被从睡梦中惊醒，接到命令后立即起飞，结果飞行事故剧增，这种训练方法也被取消了。

2006年，一个科研小组在正式量化睡眠惯性的过程中发现，实验对象的认知能力，初醒时跟醉酒后的水平差不多。最严重的睡眠惯性也会在醒后10分钟内消除，但是它的影响却可能会持续长达2个小时，其严重程度部分取决于醒来时所处的睡眠阶段。拉维尔的研究小组发现，人们如果在快速眼球运动(REM)睡眠阶段被叫醒，可以很快苏醒，适应环境、反应敏捷，并且比较健谈。拉维尔说，快速眼球运动睡眠期是进入苏醒状态的前一站，是由睡眠状态醒来的最佳时机。其特征还包括频繁做梦，大多数醒后印象深刻，可以清晰回忆起来的梦，可能就是在这一阶段产生的。

相反，那些不幸在熟睡的非快速眼球运动睡眠期被刺耳的闹铃声粗暴地吵醒的人，会倾向于失去方向感，会有“我在哪里？”的感觉。为了避免被这样粗暴地吵醒，爱立克逊睡眠研究实验室，已经发明了一种友善的“幽灵”，可将其安装在“时钟”机器人身上。这个“幽灵”名叫“睡眠小灵通”，它可以监控你的睡眠周期，并且在你睡眠最浅的快速眼球运动睡眠期将你叫醒。还发明了一种号称“小巧、舒适、时尚”的束发带，内置电极条和微处理器，它能够测量出你在不同睡眠阶段的脑电波，再把信息发送到你床边的闹钟里。这个闹钟已经设定了程序，知道你最迟必须什么时候起床。它会在目标时间前最后一个轻度睡眠期间把你叫醒。

决定你早晨完全苏醒的难易程度还有你的“时型”，一种具有鸟类特征的节律体系——决定你是属于百灵鸟型还是猫头鹰型。百灵鸟型的喜欢在清早放声歌唱；而猫头鹰型的则喜欢夜间活动。

我曾经听作家吉恩·奥尔(Jean Auel)说，她的大脑最佳状态出现在日落后很久。她晚上十一二点开始工作，早晨7点钟结束，然后睡觉。一直睡到下午4点，起床，和丈夫一起吃晚饭，晚饭对于她而言则是“早餐”——然后到市区去逛逛，最后在半夜时重新开始工作。她宣称这样极端的夜猫子生活，并没有给她带来什么后果。

另一个属于这一类型的人物是伟大的遗传学家西莫尔·本泽尔(Seymour Benzer)，他经常在晚间对变异果蝇进行研究，并由此奠定了我们的身体节律性在遗传学中的理论基础。他的工作日是从晚上开始的，他说如果他被迫跟大多数人一样，非要在早晨开始工作的话，就会有健康风险。

与奥尔和本泽尔相对的另一个极端类型，就是那些喜欢白天工作的面包师。他们晚上七八点钟就睡下了，早晨三四点钟的时候会完全清醒。这两个极端的时型，看起来就像是生活在两个完全不同的时代，或者不同的半球上一样。百灵鸟型的人起床之时正是猫头鹰型的人入睡之际。不同类型的“鸟”在警觉性高峰(“百灵鸟”型出现在上午11点，“猫头鹰”型出现在下午3点)、心律(“百灵鸟”型上午11点，“猫头鹰”型下午6点)、吃饭时间选择、锻炼时间偏好、平时喝咖啡的方式(“百灵鸟”用杯，“猫头鹰”用壶)等方面都极为不同。

慕尼黑大学的生物钟学家迪尔·罗恩内贝格(Till Roenneberg)发现极端猫头鹰类型的人，比极端百灵鸟类型的人要更常见，前者的数量是后者的3倍。大多数人处于二者之间，会轻度或中度地倾向于猫头鹰型的特征——猫头鹰型特征不能很好地适应通常的工作表，所以才导致了社会性“时差”感的普遍存在。你可以通过填写罗恩内贝格小组所设计的问卷来判断自己属于哪一类型。问卷上的问题包括：你在工作日通常何时醒来？在自由的日子里呢？你什么时候觉得完全清醒？什么时间精力下降？

在这里需要注意的是，尽管很多古语俗谚都对早起的百灵鸟精神大加褒奖(如本杰明·富兰克林的“早睡早起”、“笨鸟先飞”等等)，但是科学研究却表明，早起与健康和财富并没有必然联系，也不能作为智力高低的判断标准。曾经有一段时间，一群英国科研人员开始证实富兰克林的格言，他们采集了1200多位老年男女的资料，通过分析他们入睡、起床时间对健康、经济条件和认知能力的影响。研究人员发现，猫头鹰型的人其实比百灵鸟型的人更富有，而二者在健康、智力方面并没有显著差异。

无论怎样，你都几乎没有机会选择自己属于哪一类型。日常行为习惯像百灵鸟还是像猫头鹰，并不是长久以来人们所认为的那样——是个性品质的结果，它跟人的个性无关，而是由人类内在的生物钟决定的。大概在10年前，宾夕法尼亚大学的汉斯·凡·东恩(Hans Van Dongen)证实，早间活跃型的人的生物钟，平均要比夜间活跃型的人的生物钟运转阶段提前。也就是说，时间大约早2个小时。凡·东恩说，虽然你有可能克服自己的自然倾向，但是恐怕却无法从根本上改变它。你的百灵鸟特质或者猫头鹰特质是根植于你的生物基因中的。“时间是构成我的材料。”阿根廷小说家乔治·路易斯·博尔赫斯写过这样的句子，里面有着深刻的预言。在过去10年里，生物学家已经认识到所有生命体，体内都有时间的因素，那是因为我们都是在一个不断运转的星球上进化而来。

为了理解这一点，请回想几十亿年甚至更早的时间。地球上的生物还只是以单细胞的状态存在，漂浮在温暖的原始海洋上。白昼与黑夜有规律地更迭，周而复始，无数次地重复着。明亮与黑暗、温暖与寒冷，在这样的交替中，生命诞生了。由于当时还没有臭氧层，白天，伤害生物体的紫外线可不受阻挡地辐射地表。为了避免有害射线，生物体将一些脆弱敏感的生化反应限制在夜间进行，由此产生了有节律性的新陈代谢系统。有的感觉器官可以辨别到阳光的出现，最初只有感光细胞，之后才出现了构造复杂的眼睛，可以感知白天和黑夜的细微交替。

后来，天才就出现了。有的生命形式发展出基因、细胞以及身体系统，可以使生命活动与星球运转时间相协调，这种系统叫做生理节奏(circadian rhythms，这个词来源于拉丁语的circa和dies，(即关于和日子)。从感光细胞到生理节奏系统后，神经传导就开始形成了，它将生物体内部的节律与太阳活动同步起来。“通过这种方式，”生物[1]学家托马斯·维尔(Thomas Wehr)说，“这些起搏点在生物体内制造出白天与黑夜，反映出外界环境的变化规律。

这些起搏点对光的感应如此灵敏，以至于轻微的光照都会打乱甚[2]至重新设置它们。太阳光是它们最主要的给时者，由于日光决定了它们的节奏，所以它们会同日光与夜色的交替保持协调、一致。因此，在夏季里，生物钟的一天就较长，在冬季里就较短。早晨，在你收起窗帘，视网膜上的感光细胞就会判测出光亮程度，并在你尚处于黑暗摇篮状态的大脑中为早晨签到。于是，你的生物钟就与自然界的节奏合上了节拍。

然而，这些起搏点的节奏如此铿锵有力、坚定可靠，甚至在环境信号变化了的时候，也会依然按照之前的步调继续运行。在切断被试者与外界环境信号的接触后，经过几周的科学研究证明了这一结论。由于完全没有白天与黑夜的交替信号，这些被试者的身体逐渐摆脱了太阳活动周期的影响，但是仍然保持着24小时周期的睡眠——清醒以及其他生理活动的周期性规律。这些以1天为周期的节律模式被称为自由运转节律，是根植于生物基因组中的节律。

这种新的节律系统，给生命带来两大优势：遵循体内律动，在正确的时间做正确的事情；预期日常诸事的过渡，据此调整自己的行为，使之适应环境。通过在身体内部模拟宇宙的运转规律，身体能够提前预知周遭要发生的事情，据此准备食物、寻找配偶、防范敌人以及应对昼夜温差。

用“时钟”这个词来形容生物节律对我们身体的强大影响，显得太轻描淡写了。尽管压力对保持我们身体状态的稳定性有着重要作用，但是生物钟的推动力在一天24小时内也起了戏剧性的变化。

想一想体温。

可能你现在突然要去淋浴。为了达到提神和增强活力的效果。有人建议“对比式淋浴”，即先洗热水澡再来冷水浴(这种方法可以一箭双雕，除了清醒自己之外，还可以用洗冷水浴时的咳嗽声把别人也给吵得清醒起来)。皮肤表面下的热感受细胞可以感知45℃的温度；而冷感受细胞则可以感知10℃的温度。在这个温度范围之外的，无论高温还是低温，都会引起痛感细胞的反应。不过，不管你让水温高一些还是低一些，都不会令你的身体内部温度有明显变化(顺便提一下，我们大多数所熟知的，人体的正常平均体温——37℃是错误的。经过对数以百万计的被试人的研究表明，女性的日平均体温是36.7℃，男性是36.5℃)。人体对付环境干扰、保持体温相对恒定的能力非常强，冬泳冠军琳·考克斯(LynneCox)甚至可以在南极圈的冰冷海水中保持她的身体温暖，而马拉松长跑健将可以在49℃的死亡之谷中保持身体的凉爽。

我们维持体温以及其他身体状态的稳定性的这一现象，被称作动态平衡，这个词来源于希腊语中的“类似”和“稳定”。这个我们认为理所当然、再正常不过的现象，其实是个很神奇的过程。身体通过不断调控葡萄糖、二氧化碳、激素、体温的水平，甚至是脊髓液的pH值来维持内部环境的稳定性。这些参量的水平会围绕着某个定值，或者叫正常值的浮动变化。体内有一套复杂多样的神经和激素网络，从而能感知到各参量与正常值的偏离程度，并且通知相应系统做出反应，调动起纠正机制。

然而最新的发现证明，人体内的恒定参量，其实并非真的不变。事实上，这些参量会依循一定的生物节律，在一天之中随着时间的推移呈周期性变化，这深刻反映了我们的身体机能和我们的感觉。拿体温来说，一天之中，它会有摄氏几度的变化区间，早晨开始是最低值，36℃左右(所以，如果一大早测得的体温是37℃的话，反而是事实上的低烧状态)；到下午和傍晚的时候，体温上升到37.2℃。这一系列体温变化，会影响我们的多种身体感觉。举个例子，当体温达到顶峰[3]时，我们对疼痛的承受能力、肌肉的弹性、反射作用、手眼配合的灵敏性、校对的精准性等是最强的时候。

心率和血压在一天中也会随着时间变化，同样具有时间变化性的还有白细胞在血液中的浓度、激素水平，以及神经传递素，甚至还有大脑中的血流速度。心率和血压在日间缓慢上升；压力激素可的松则随着时间推移逐渐减弱。随着夜晚的降临，“黑暗激素”——褪黑素大量产生，体温、心率和血压逐渐降低，可的松水平则逐渐上升，直到早晨醒来之前达到峰值。

这些节律性变化绝不可以小瞧。如果医生忽略了这些变化，在测定一个人的各种身体参量，无论是血压还是心率，无论是精子数还是过敏反应，都会发生严重的偏差(有的专家甚至提议，所有的医疗诊断都应该注明时间)。我们其他人则可以应用这些有关身体节律的知识，安排生活，令自己受益。为了避免大量出血，最好在早晨8点钟刮胡子，因为此时凝血细胞——血小板在血液中的浓度处于一天当中的最高水平(同时也揭示了为什么心脏病在此时的发病率也最高)。为了减轻去看牙医时在治疗椅上所遭受的剧痛，可将就医的时间约在下午，因为此时牙齿的疼痛阈最高(即不易感觉到疼痛)。要想减少酒精对身体的伤害，可以选择在下午5、6点钟之间饮酒，不管红酒还是啤酒。因为此时肝脏的解毒能力是最强的。如果你想在体育竞技中创造最佳记录，那么就该把比赛时间安排在下午到傍晚。

节律性对身体的影响如此普遍、深刻，以至于生物钟学家约瑟芬·阿伦特(JosephineArendt)说：“可以说我们体内的一切事情都在有节奏地发生，或者就是相反，节奏紊乱地发生。”

那么，我们体内的小钟摆在什么位置呢？走进浴室呆一会，然后往镜子里看，如果你能看到自己头骨深处暗藏的内部构造，那么你会看到大脑的视丘下部里有一对小小的翅膀状结构，就在你的眼睛后面下方处，一种沙质神经元——总称视交叉上核(SCN)，由大脑中的中央生物钟构成。视交叉上核通过节律性制造和使用特殊的蛋白质来测量一天中时间的推移。它控制和组织身体的大节奏，所以它的睡眠功能在晚间最强，而清醒功能在白天最强。(当把被实验动物体内的视交叉上核破坏掉之后，它们的行为——跑、吃、喝、睡，就不再遵循一天24小时的正常周期，而是不规则地分布在一天当中。)

借助一面与全身等长的镜子和基因工程，你也许还可以看到身体内的其他钟摆。我们现在已经了解身体内部的生物钟不止一个，而是多达几十亿个。实际上生物钟无处不在，它存在于每一块血肉中、肝脏、心脏、血液、骨骼、眼睛中。2004年，研究人员嵌入了荧光素酶——一种使萤火虫发光的蛋白质基因到末梢神经组织中，来实时显示细胞的节律性活动。于是发现，全身的各个角落里的细胞，都在做富有节奏的“闪光”运动。

尽管视交叉上核里的中央生物钟总管全身的周期节奏，但是，边缘的组织和器官的细胞里所分布着的时间基因块，也会按照它们自己一天中的经历，分别在不同的时间里，促使各种活动的波峰和波谷出现，以此满足各器官的个性化需求，“因地制宜”地安排各种运动的时间。以心脏中的生物钟为例，它为血压制定一天的运行节奏，而肝细胞为消化和排毒——如解酒活动制定时间规律。

身体的外围生物钟就像管弦乐队的各种乐器，视交叉上核(SCN)就是乐队的指挥，协调各种小乐器的发音节奏，根据它接收到的外界光信号，把这些乐器的声音整合成一支流畅的交响乐。然而外围生物钟也可能不听从乐队的指挥，各奏各的调。当我们跨越不同时区或者熬夜的时候，就会注意到这种现象的存在。

这些生物钟的核心是一组基因。正是因为这些生物钟基因之间存在着许多微妙区别，才同时产生了那些喜欢闻鸡起舞的早起族，以及那些早晨起床需要痛苦挣扎而半夜里却精神抖擞的夜猫子一族。

犹他州大学的路易斯·布达塞克(Louis Ptacek)和他的同事们最先发现了与极端早起型人有密切联系的基因。科研小组在犹他州发现一个极端的百灵鸟型家族，他们患有一种家族遗传性睡眠阶段提前综合征，每天晚上7点钟就睡了，凌晨2点钟起床。他们有一个中央生物钟基因，在视交叉上核中比较活跃的基因——“Per2”发生了突变。布达塞克的科研小组由此之后共发现了六十多个有这种变异基因的家族。布达塞克说：“这些人被告知，他们之所以睡得这么早，是因为他们压力大并有反社会倾向。”现在谜团终于解开了，他们其实是因为患了节律基因紊乱，而导致异于常人的行为。

英国专家证明，极端的百灵鸟和猫头鹰型人，也或多或少有这种节律基因变体，他们的变体叫做“Per3”。并且早起人的这种变体的变异性要比晚睡的人更强。

而更多的人属于中间群体，在早起和晚睡的倾向性上比较中庸，但他们也有这样的基因变体。一组科研人员给410位被试者自测式调查问卷，通过确认他们一天活动的节律性，如起床时间、起床时的清醒程度、运动的最佳时间，以及脑力劳动最佳时间等来判断他们属于哪种类型。研究人员采取血样，对他们的某一种节律基因的构成情况进行了比较。那些被试者中有一种基因变异的人表现出明显的夜猫子倾向，根据他对各种活动进行时间的选择，其生物钟节奏要比百灵鸟型的人慢45分钟之久。

正像两位知名节律学专家所指出的那样，“我们的父母，通过他们的DNA(脱氧核糖核酸)，来影响我们的作息时间。”

当然，基因并不是全部，年龄也是一个因素。尤其是从孩童时代向青少年阶段的过渡，经常会造成戏剧性的倾向转变。当迪尔·罗恩内贝格对8～90岁年龄的25000人进行研究时发现，小孩子一般都是早起型的，但是等他们进入青春期后就向夜猫子型转变了。一个原本早晨6点钟就急着要出门的小孩，转变成一个宁愿睡到中午都不想起床的青少年，每天早晨要喊孩子起床上学的人都清楚这一点。假日和周末，青少年会把睡眠时间推迟将近3个小时。对于女性，这种特征会一直持续到大约19岁半，而对于男性，会持续到21岁。

实际上，罗恩内贝格说，猫头鹰特质的高峰，从生理学角度可以被视作是青春期的结束。在此之后，决定我们属于哪种“鸟”的钟摆会经常摆回来，我们依然可能转变为“百灵鸟”。

光线也是一个因素，罗恩内贝格的研究反映。很多人都是猫头鹰型的，因为我们不能得到正常的自然光来加速我们的生物钟运行。一周在户外待的时间超过30小时甚至更长的人，会比那些每周在户外停留时间只有10小时的人，入睡和苏醒时间提早2个小时。不过如果早晨在自然光中待一两个小时的话，可以使你的生物钟提早45分钟。所以如果你想变成“百灵鸟”型的人，那么可以考虑步行去上班。

不论年龄多大，是百灵鸟型还是猫头鹰型，我们在刚睡醒的时候都不是处于最佳状态。我最近参与了一项身体研究，在一天之中监控自己的警醒性。我一直随身携带着掌上控制器，每当它响起的时候，我就会回答几个问题，然后进行一次小测验，测试反应速度。

清晨的测验结果是令人尴尬的。

即使被确认是属于百灵鸟型的我，也明白自己需要时间清除睡眠惯性带来的头脑混乱，逐渐苏醒。除了时间，还有药物，尤其是浓咖啡中的有效成分——咖啡因。

馥郁的香气，噗哧作响的水壶。光是这套煮咖啡的程序就足以使人振奋。

咖啡是单身汉们的最爱。巴尔扎克、康德、卢梭、伏尔泰，据说他们每天都能喝几十杯咖啡——我母亲喝得相对少一点，每天6杯。二百多年前，塞缪尔·哈尼曼就发现对于饮咖啡的人来说“困倦消失了，一种人为的活力，从自然手中夺取而来的清醒出现了”。今天，咖啡豆是除了石油之外世界上交易最广的商品。咖啡因也是世界上使用最为普遍的兴奋剂。超过80%的人都在以咖啡、茶、咖啡伴侣、可可豆、可乐的形式在消费咖啡因。生活在厄瓜多尔和秘鲁境内的亚马逊流域的阿丘雅·吉瓦鲁(Achuar Jivaro)部族的人，每天早晨都喝一种草茶，它取材于一种南美特产的圣物——瓜玉萨冬青，其所含的咖啡因相当于5杯咖啡。这种饮品效力如此之大，以至于人们通常会把喝下去的大部分呕吐出来，以避免服用过量所造成头痛、虚汗、心慌的症状。

为了消除早晨的昏沉状态，我会一口气喝下两杯浓咖啡，我就靠着其中所含的300～400毫克咖啡因保持清醒。新的研究表明，这种方法——像阿丘雅·吉瓦鲁族人那样一次服用大剂量，并不能使你获得最好的效果。查尔斯·捷斯勒和他在哈佛大学的研究小组发现，一次服用大量的咖啡因，虽然可以在短时间内迅速提高人的警醒水平，但是很快就会降下来。既能对抗疲倦、同时提高认知能力、还能避免心慌的最有效的方法，是少量多次地饮用咖啡，大约每小时喝60克。

咖啡因对身体的强大作用，直到最近才引起人们的关注。通过血液循环，咖啡因可以到达身体各组织和体液中。不是聚积在某一器官中，而是均匀地在血液以及羊水和胎儿组织中循环。它会使血压略微升高、扩张肺支气管，使身体加快利用血液中的能量。它会加快尿液在肾里的流动，在结肠中，它还有通便作用。它甚至有轻微的加速新陈代谢的作用，因此对加速脂肪燃烧也有一定作用。咖啡进入体内15～20分钟之后，90%的咖啡因就会离开胃和肠，开始对大脑产生影响。

咖啡因奇妙的提神作用是这样产生的：这种药物与身体腺苷感觉器官紧密相连，腺苷是一种对睡眠和清醒状态有着重要影响的天然化学物质。当身体细胞耗尽能量的时候，就会产生一种副产品——腺苷，细胞能量消耗越大，产生的腺苷也就越多。腺苷与身体各处的感觉器官相联系，减弱它们的活性。通过这样的途径，它能够使心律减慢、降低血压、减少有兴奋作用的神经传递素的释放，引发睡意。咖啡因之所以有提神作用，是因为它与腺苷感觉器官相联系，抑制其活动，这样就可以阻止化学物质腺苷镇静作用的充分发挥。咖啡因与腺苷感觉器官的结合非常紧密融洽，所以哪怕只服用小剂量都可以产生明显的效果。

咖啡因的工作原理，并不是直接刺激神经细胞，使其兴奋，而是抑制神经细胞被镇静的过程。对于咖啡因是否能够提高脑功能这个问题的回答，仍然存在争议。

2005年，澳大利亚的一组科研人员利用功能性核磁共振成像方法观察咖啡因对大脑的影响。实验开始前，被试者在12小时内禁止饮用咖啡，然后，被试组中有半数人饮用两杯咖啡，另一半人则服用[4]安慰剂。20分钟后，开始对被试者进行功能性核磁共振成像监控，观察他们在有关记忆力和注意力的活动中的表现。所有的被试者大脑中，关于短期记忆或称工作存储器的部分都出现了活跃的迹象。但是那些摄取了咖啡因的被试者大脑中，关于注意力和专注力的部分，也表现得很活跃(这种活跃性至少持续到了实验进行后的45分钟之后，才开始逐渐减弱)。研究人员猜测，这些局部神经活性的强化，可能是源于咖啡因对腺苷的抑制作用。

然而，也有人持相反的观点。约翰霍普金斯大学的神经学家罗兰·格里菲斯(RolandGriffiths)认为，很多人通过早晨饮用咖啡所产生的提神醒脑的感觉，其实是一种自欺欺人的感觉。咖啡的作用只不过是缓解了一下一夜睡眠后的节制状态。即使不喝咖啡，一两个小时后人也会自然而然地清醒振作。

可能是这样吧。但是我可等不及。不管是不是自欺欺人，我都不可救药地依赖咖啡，因为它能让我迅速地从早晨的迷糊状态中清醒过来，打起精神来开始一天的工作。

二、倾听身体的声音——人体5种感觉的交叉活动

原本是那么理所当然的事情，通过5种感觉器官零散而广泛的信息传导，我们对周围世界有了整体的了解。尽管这一过程即使是最强大的计算机也难以为之，对于你却像呼吸一样，是再平常不过的。然而，科学研究表明，这一过程绝不简单。我们对世界的认知，因为许多令人瞠目的新发现，正在发生剧烈的改变，就像万花筒中的景色转换一样奇妙。

以嗅觉为例。从前，你的嗅觉能力——比如说，能闻到垃圾的腐臭味或者车道上过热的轮胎发出的烟味，被认为是无关紧要的低水平的能力，没有被深入研究，并且被认为是只牵涉到大脑皮层中低层次部分的活动。而今，嗅觉被认为是极其复杂和敏感的系统。通过大约350个不同的感觉器官，可以分辨出上千种不同的气味，并且利用大脑皮层的不同区域对这些气味的特征进行分析，来判断是否有危险，或者是何种食物。我们对气味的感知下限，通常在十亿分之几的水平。美国西北大学的神经学家杰·哥特福莱德(Jay Gottfried)说：“我们可以轻易区别出2种仅仅只有单分子结构差异的不同气味。”

气味分子——这一随着吸入的空气进入内鼻的复合有机分子，会遇到鼻黏膜上的感觉器官。那里有数以百万计的嗅觉神经末梢，其中每一条末梢神经都有几十个相同的感觉器官，与黏膜相连，感应外部世界。感觉器官接受到的信号，经过长长的神经纤维，或者称为神经轴突，到达大脑中专管嗅觉的区域。神经轴突有着惊人的自我组织系统，上千种神经轴突自觉分类，延伸汇总到大脑中主管嗅觉的区域。每一种气味都会刺激这些区域，随之被大脑解读为不同的气味。

气味的特征(新鲜还是酸腐？好还是坏？)在大脑的眶额叶皮质部位被分类，这一部位是大脑前额叶中最重要的部分，它涉及的功能包括决策、情绪控制和驾驶等。它的力量(多么精准的用词！)有时候是由一种重要的有关恐惧等情绪的核桃体——扁桃体来操控的。然而，“只有当这种气味能够激起情绪变化时才可以。”哥特福莱德说(例如，对于一只瞪羚来说，狮子的血腥味和树的味道，就是一组对照物)。

辨别气味的强弱和好坏，需要调动起大脑汇总关于记忆的区域。法国的一项研究显示，处理气味的过程会加强大脑2个半球记忆区域的活跃性。研究人员说，这可能是为了帮助大脑收集相关信息以辅助对气味的辨别。就像其中一位研究人员说的，“我们首先必须得记住一种气味，然后才能识别它。”

有些气味会使你对很久以前的个人经历产生回忆。对于我来说，烤肉的香气，令我回想起童年时代的夏季里，每天清晨起来都会闻到的农场烤肉和胡瓜鱼的气息。那散发着浓郁香气的美味烤鱼，是我的祖父一大早在密歇根湖里抓到的新鲜小鱼，经过轻微烘烤，专为孙子而做的早餐。

多少年来，种种奇闻轶事启示人们，气味是勾起人们回忆的颇为[5]有效的催化剂，这种作用被称为“普鲁斯特现象”。因为作者写到：玛德琳蛋糕的气味，使他回想起童年的许多往事。专家们发现，嗅觉刺激确实比其他感官刺激更容易激起人们对往事的回忆，并且在记忆中留存的时间也更长久。然而嗅觉细胞几个月就会更新一次，新生的细胞会与大脑中的细胞重新建立连接，于是以上所提到嗅觉的特点也就越发令人拍案称奇了。

为什么对气味的记忆可以这么深刻呢？按照神经学家琳达·布克(Linda Buck)的解释，是因为嗅觉细胞无论新老，辨别某种特定气味的感觉器官总是向大脑的同一位置输送信息。而嗅觉神经的传导结构对于味觉也十分重要。

没有什么比品尝第一口咖啡更好的例子了。要获得最好的口感，在嘬吸之前可以先闻闻咖啡的香味，咖啡蒸气进入你的口中，经过口腔，到达鼻腔，然后进入鼻黏膜，向大脑发送信号。

也许你会认为，是你的舌头在负责识别咖啡的浓厚味道，但是咖啡的味道——或者其他任何味道，更大程度上是嗅觉负责的，实际比例大约为75%。嘬一口苏门答腊咖啡，你的舌头只能告诉你它是苦的。康涅狄格州新港口耶鲁大学医学院的神经专家达娜·斯默(Dana Small)说，咖啡的美妙味道，实际上是美妙的气味，但是因为咖啡是从口而入的，从而被人们误以为是味觉作用。

斯默和她在耶鲁大学的同事们发现，大脑有一种特别的感应机制，处理从口中进来的气味。研究小组把一些小管子插进志愿者的鼻子里，一条插到鼻孔，一条插到喉咙后部。然后他们向管子里吹入4种气味，用核磁共振成像法扫描被实验者的大脑反应。小组发现，对于食物的气味，两条路径所连接的大脑反射区是不同的——这就表明，大脑至少有两个嗅觉分支系统。斯默说：“一个负责感应远处的气味，另一个负责感应口中的物体。”后者只有在我们因咀嚼或吞咽而从口中呼出气体时，才会被激活。“关于味觉的一个重要事实，就是它会引起人类最基本的好恶情感(喜甜厌苦)。”耶鲁大学的神经学家戈登·施富德(Gordon Shepherd)写道。这些反应是人与生俱来的。

但是与此相反，对于味道的气味成分的回应“看似都是后天习得的。”他写道，“人们原以为，这正是人们可以在厨房中调制出各种味道的原因所在。”

之前，人们对味觉的了解微乎其微。现在，试管、基因序列机、脑电波扫描仪都可以为人们全面了解味觉系统提供依据。味觉感应的25%来源于舌头上味蕾中的感应器。每一个感应器都回应以下5种基础味道之一：酸、甜、苦、咸、鲜。后者是指存在于鸡汤、意大利脱脂干酪、蘑菇、烤肉等中的可口味道。

尽管教科书中普遍提到舌头图谱，展示出舌头上不同部位对特定味道感应能力的区别——舌尖易感受甜味，两侧对酸味敏感等等，对于5种基础味道的相应感应器，零散分布在舌头上的各个位置。尽[6]管有些味觉细胞分布在咽、喉和会厌，大多数还是分布在舌头上的味蕾中。

如果把味蕾放大，它的形状最像小元葱。每一个味蕾含有多达100个味觉细胞，这些细胞所含的感应器，正是做尝味的具体工作的：食物分子落入味蕾上的小孔里，接触到感应器，将它的味道信息传递到负责味觉的大脑皮层中去，大脑会将这些味觉信息与食材的质地，即所谓的食物口感(酥脆的薯条口感好，湿软的口感就不好)相结合，如果是辣椒和其他辛辣食物，大脑还会令舌头产生痛感，所以，我们在品尝甜美的香蕉面包或者鲜美的红酒酱鸽肉时，能够口齿生香，全方位感受食物的美妙。

温度也会对味觉产生作用：温热的食物会加强对甜味和苦味的感知(因此咖啡热饮时的味道更好)。实际上，只要改变舌头的温度，不管变冷还是变热，就会有大约1/2的人能产生味觉反应。2005年，一个科研小组发现了这种奇异的温度味觉现象背后的秘密。当舌头上能识别甜味的感觉器官受到刺激时，一个特别的通道就会打开。实验证实，热度也同样能够开启这个通道，刺激甜味感觉器官，尽管舌头上根本什么品尝对象也没有。

众所周知，每个人对味道的感觉千差万别：有些人特别喜好甜食，有些人厌恶香菜叶和凤尾鱼。前总统老布什讨厌花椰菜的特点也是很有名的。橄榄的味道，对于某些人是咸酸苦的混合，而对于某些人则像爱默生所描写的那样，犹如海上生活时，船舱底部的憋闷、垃圾的腐臭、机油的味道混合为一，令人窒息。直到最近，人们才意识到每个人的味觉世界都与众不同，特别是对苦味的感觉更是各有千秋。

人类大约有25种苦味感觉器官。从进化论的角度，人们猜想其作用可能是为了避免人类误食有毒植物等。莫奈尔化学感官研究中心的保罗·布莱斯林(Paul Breslin)说：“实际上任何一种植物，不管可否食用，都含有使人致病的毒性成分。”小孩子挑食的习惯，通常是针对有苦味的水果和蔬菜。这样的习惯从进化论上来讲，可能是一种为了免遭毒害的自我保护。

同理，怀孕期间，对某些食物的恶心和厌烦也正是一种生物进化产物，以减少胎儿受到食物毒害的机会。女性一般比男性对苦味更为敏感，尽管敏感度会在女性一生中的不同阶段有所变化，从青春期开始加强，到妊娠期达到高峰；过了绝经期就逐渐减弱了，这可能是因为她们不再需要保护腹中胎儿了。

专家们最近指出，这些苦味感觉器官的基因存在着细微差异，所以感觉器官可以细分为大约200种类型。布莱斯林发现，有某种变量基因的人，对于豆瓣菜、芥菜以及其他此类蔬菜(对甲状腺有复合毒性作用的蔬菜)，要比有另外一种变量基因的人，对苦味的感知高出60个百分点。所以你和我身上有二十几种苦味感觉器官的模板是一样的，但是我们各自的版本又有明显区别，因此面对同一盘苦味菜的时候，我们的反应也不一样，可能会皱起鼻子，也可能甘之如饴。

有个体差异的基因结构，还会影响我们早晨选择衣服搭配时的风格。朱红色衬衫是否能搭青色裤子，其判断选择不但因为每个个体的基因差异而有不同，也会因为男性和女性的群体差异而不同。这就从一个侧面解释了，为什么妻子和丈夫之间总是为衣服的选择和房子刷什么颜色油漆而争执。这些基因差异，在很久以前我们的灵长类老祖先时代就已经形成了。

我曾经有幸近距离观察我的灵长类“近亲”，一只名叫杰克的6岁大的黑猩猩。多年来，我常听说我们和黑猩猩在进化条件、DNA结构、解剖学和生理学层面上，有多么亲近的血缘关系，但是没有什么能比和这位机敏、聪明又有趣的杰克面对面坐着更有说服力。当然我们有很大区别：杰克头小耳朵大、腿短、脚上有趾，而且用手走路。他也不会祈祷、唱儿歌，也不会用言语和同伴交流，至少他的交流方式是我所不能理解的。但是当我直视着他的眼睛——可能比我的更深邃，我们是如此相似，我被震撼了。

杰克最喜欢葡萄和其他小型水果点心，这些是训练员给他的奖品。他喜欢把这些食物放在下唇最下端，然后慢慢向后往嘴里卷。

的确，我们的眼睛和我们食肉的祖先是一样的，至少都是在头的前面，因为双目并视更有助于追踪猎物。但是人类的眼睛，像黑猩猩的眼睛一样，也有食果、叶类动物的眼睛特点，因此对颜色也十分敏感。

我们之所以能够辨别出衣服的种种颜色——猩红、暗红、青绿、橄榄绿，是由于视网膜上的三种视锥细胞的相互作用。每种视锥细胞都有特别的色素，会专门感应光谱上红绿蓝三原色的其中之一。由于这种三原色、三种视锥细胞系统，我们人类可以分辨出大约230万种颜色。我们对红绿光谱的感应十分灵敏，所以可以辨别出差别只有1%波长的光谱颜色的区别。

我们的哺乳类祖先曾经看到的世界是二原色的，正如现在的大多数哺乳类动物一样，缺少对红色光谱的感应。之后，大约三四千万年前，非洲的猴子和猿——其中包括了我们的灵长类祖先，体内的某种感光蛋白发生了基因突变，对绿光的感应转变成对红光的感应。这只是一个小小的变化，但是专家们推测，这个变化使我们的树栖型祖先在绿色树叶背景下寻觅食物、挑选成熟果实和嫩红叶子的时候，具备了一个明显的优势。(这种对颜色的敏感还可能有其他的优点，比如在绿色丛中发现其他重要的物体，像色彩鲜亮的毒蛇等。)

新的研究显示，人们对红色光谱的感应存在个体差异。专家们最近对一种专门感应红色光谱的蛋白基因进行分析，通过对全球236个人的实验，发现了85种变量——大约相当于其他基因变量的3倍。这种个体差异，可能使我们每个人都有自己独特的色彩世界。

有些女性还会体验更为微妙的色彩世界，因为她们比别人多具备一种红色感光色素。如果视觉皮层，接收到来自这种与众不同的红色感应细胞的信息，就会使这些女性识别出其他人所无法看到的颜色，那么她们所看到的世界就会拥有更加丰富的色彩，而这些色彩可能是其他大多数人都永远无法看到的。

于是问题出现了，在每天对色彩的感应辨别活动背后——从衣橱里挑拣衬衫、辨别红绿交通灯、欣赏罗斯科的画作等，是我们能够定位红叶和水果的视觉器官，以及这样一个古老的哲学难题：我所看到的红色就是你所看到的红色吗？

答案恐怕是否定的。我所看到的西红柿与你所看到的会有不同，不管是表明它新鲜程度的红色光泽，还是它的酸性气息。正像伟大的心理学家威廉·詹姆士(William James)所说的那样，大脑对其接收到的信息处理过程“就像雕塑家处理手中的石膏一样。同一块石膏，在不同的雕塑家手中演绎成不同的作品。”

如果说我们强大的辨色能力归功于我们的类人猿祖先的话，那么我们恐怕要把良好的听觉归功于另外一种生物了。你在穿衣服、做午餐便当，以及收拾整理准备上班的时候，会一边收听早间新闻，一边听着爱人讲晚上活动的安排计划，或者孩子们找教科书的声音，或者远处院子里传来的持续不断的讨厌的狗吠声。你的双耳到底是怎样处理声音的震动，把或轻或重的杂乱无章的声音，分拣成有意义的、可感知的信息的呢？

寻找声源并加以处理——巴赫的奏鸣曲或者你十几岁的女儿要求要一双袜子的声音，可能看似很简单，但却是极其复杂的过程。当我们听到别人叫我们的名字时，会转向声音传来的方向，这种反应是因为大脑能够计算声音到达两耳的时间差，从而判断出声音的方向。神经生物学家乔治·波拉克(George Pollak)写道：“真是不可思议的事，我们的大脑可以将声音到达两耳的时间差，精确计算到百万分之一秒，使我们可以对空间位置上相差仅几度的声音进行定位。”

我们对声音在时间和空间上的分析能力可能要归功于恐龙，因为正是它们的存在，迫使我们的哺乳类祖先不得不退避到夜间环境进行活动。几百万年间，我们聪明的老祖先生活在黑暗的环境中，在这样的环境下，听觉要比视觉更为重要。经过长期的进化，它们的听觉系统变得极其精巧复杂，可以将声音同时间维度结合起来。而今，我们的耳朵可以觉察到几分之一秒长的声音，并准确判断出它的方位。

声音是以声波的形式传到耳朵里的，鼓膜将它转化成动能，敲击中耳的三块精巧的骨头。由此，耳蜗——即耳朵深处充满液体的漩涡状管道中的气压产生变化，使能量转化成化学物质，进而变成神经信号，传到大脑。

耳蜗并不是人们曾经认为的被动的螺旋状腔体，而是像神经学家吉姆·胡德斯柏茨(JimHudspeth)所说的，“一个三维的惯性导航系统，一个扩音器，一个压缩到孩子的玩具子弹大小的频率分析仪。”我们的听力取决于耳蜗中呈Z字形曲折排列的毛发细胞。这些细胞的数量相对较少——每只耳朵内只有大约16 000个，根据胡德斯柏茨的记述，比手指头上的一根倒刺或者一片剥落的死皮上的细胞还要少。因此我们的听觉系统十分脆弱。毛发细胞会因为感染、药物、衰老，以及听响声过度的重金属摇滚乐等原因受损伤，而永久性地消失，不可再生。

如果我把一个小扩音器放到我熟睡中的丈夫的耳朵上时，我就会清楚地听到他的毛发细胞在努力工作。在安静的环境中，人类耳朵上的大多数毛发细胞都会施展出扩音功能——把很小的声响放大，以至于他们本身的震动也会产生持续的轻微音响，这就与电吉他的回音类似。

在吵闹的环境中，比如打雷、风暴或者摇滚音乐会，毛发细胞会自动调整，把扩音器调小。正是因为有这些小型扩音器，我们才能够分辨出每秒钟10～20种不同音响，分辨出不同的音调，听到持续时间只有千分之几秒的声音。

由于大脑的过滤作用，使我们难以意识到自己的毛发细胞所产生的声音。同样的道理，在我们讲话、唱歌或者以其他形式发声的时候，我们的大脑会抑制听觉神经的活跃性，我们才不会被自己的歌声震到。于是，还是这个原理，大脑抑制了那些我们不需要的听觉震荡——我们早晨通常会经历的各种声响：嗡嗡、轰轰、……。于是我们只会听到自己感兴趣的声音，而其他的声音就会变成一片喑哑的轰鸣，我们开始只会有一只耳朵感知它们，之后就完全充耳不闻。

这是身体脱敏作用的一个例子，类似的现象还包括：通过自我调节，鼻子闻不到熏肉和烂白菜的刺鼻味道；眼睛只关注光亮的地方；皮肤感觉不到穿在身上的衣服对身体的摩擦和它本身的重量；也感觉不到咖啡对神经的刺激。脱敏作用在每秒(比如对光线)、每分(比如对气味)、每天(比如对咖啡因)中都可能会发生。

每时每刻，我们都在选择对我们比较重要的内容进行感知，对于无关紧要的内容则关闭震荡器。我们甚至还会把缺少的内容填充进去。想想看，每天早晨在嘈杂的环境中听收音机中的对话，我们实际上只听到一部分对话内容(剩余的部分被收音机的杂音盖住了)，但是却能够过滤掉与之无关的杂音和填充进缺失的内容，从而抓住中心思想。

你在心里默唱歌曲的时候也是如此。2005年，专家们对实验对象进行脑部扫描监测，发现他们在听熟悉的唱片如：滚石乐队的单曲《满足》(Satisfaction)以及电影《粉红豹》(The Pink Panther)的同名主题曲时，唱片空白的部分被填充了。在歌曲的空隙时段，被实验对象的听觉皮层仍然表现出与歌曲进行时相同的活动特征，可见被实验对象正在大脑中“唱歌”。是大脑在听歌，而不是耳朵在听。

清醒不是我们想当然的状态。它是一种由多种复杂的因素共同作用所形成的结果。这些因素包括：我们的基因结构、大脑的主动过滤和增补——当然也可能还有感觉的交叉干扰作用。我对早晨活动的描述看起来是把各种元素一一分离出来，事实上，大脑会把各种对象的特征有序地组合到一起，所以我们才不至于张冠李戴，把这种物体的颜色和那种物体的活动联合到一起。比方说，我们观察到的猫是黑色的形体，其叫声是“喵呜”；而一条黄狗的特征则是：黄色的、狗的身形，有着“汪汪”的叫声。专家至今仍在探究，是什么物质能把不同层面的感觉“粘合”到一起。有些专家提出理论，认为这是由于大脑的不同感知区域上的神经细胞同步活动所产生的。

那么，假设我们真的只能一次使用一种感觉器官，比如，你只能看到你孩子的脸，却听不到她的声音；或者你只能闻到早餐果汁的气味而不能看见它，那会怎样？它喝起来是否还会和以前是一个味道？

恐怕不是了。你所看到的会改变你所尝到的。法国专家吉尔·莫里特(Gil Morrot)，请四五十位实验对象品尝白葡萄酒，而他故意将这些白葡萄酒染成红颜色，结果这些被试者——包括专业品酒师以及非专业品酒师，统统都把这酒当成了红葡萄酒，描述着它的香气和口味。

同样，你的视觉也会影响你的听觉和感觉。在一项实验中，研究人员让猴子站在围成半圆形的一队人中间，听他们讲话，训练它们在听的时候朝着不同的方向，然后监测到达猴子大脑中听觉皮层的信号，从耳朵听到的信息会传导到听觉皮层。科研人员惊奇地发现，这一区域的细胞触动频率，居然取决于猴子的眼睛看向哪个方向。

仍然是这个道理，专家们发现，当人们身体被触碰时，他们看着被触碰的部位时，要比不看的时候，体觉皮层——大脑的触觉反应区的活动更显著。反之亦然。当人体的同一侧，同时接收到触觉和视觉刺激时，视觉皮层的活动也会被强化。

所以视觉并不单纯是看的问题，而触觉也不仅仅是触碰的问题。当我们锁定目标时，同时听到相关的声音会更加容易。当我们看到一只香蕉或者深红色衬衫时，我们的大脑也在用它的“手”触摸和感受着这些物体。

感官的交叉活动也发生在记忆的过程中。杰·哥特弗莱德和他的同事们发现，一种感官的记忆线索会引起其他感官的记忆。我们大都可以从自己的经验中明白这一点——椰子的味道会勾起我们对光影斑斓的海滩和海浪的回忆；胡瓜鱼的香气使我想起祖父的厨房和他的雪茄烟，还有他的笑脸和露出的闪着光泽的金牙。

我们的感官，绝对不是我们曾经以为的那样，只是几件简单的，不相干的工具而已。而是精细、奇妙又有一定节奏、相互间有微妙作用的工具，使得我们能够从单纯的电子信号中，提炼出我们对事物的典型视角。我们每时每刻所关注的任何事物——比如我们早晨上班的路上的红绿灯。

三、一心二用——往往连最简单的事情也做不好

你出了门，上路了，以每小时四五十千米的速度行驶。你的脑子——哦，你的脑子可不是像你的2000千克重的钢铁架子汽车一样紧贴着高速公路疾驶向前。你可能会以为，你是在了解有关高速公路的各种细节，比如，路面有4条跑道、斯巴鲁转弯、早晨的白霜，然而你自以为看到了所见的全部细节其实是一种错觉。尽管你的感官每秒钟可以收到上千万个信息节点，但是你只会有意识地处理其中7～40个信息节点。如果你另有所思的话，可能处理的信息量会更少——比如，你正想着即将参加的会议，或者是回放刚才的家庭口角，甚至会一边开车一边打手机，在电话中解决这个矛盾。“实际上我们只能看到我们当下能够切实‘操控’的事物的特征”，心理学家乔治·凯文·欧里根(J.KevinO’Regan)说，“并且我们实际上也只会操控我们所密切关注的事物。”

我清晰地认识到这一点时，是在几年前一个寒冷的冬日早晨。那时，我和10岁的女儿佐依(Zoe)站在日本北海道一片火山湖岸边，观看大天鹅初醒时的飞舞。湖水被蓝色的火山围绕着，里面是温泉水，在湖岸上，有一个露天日式浴池。我的眼里满是天鹅的形象——白色的羽毛，头折进翅膀下面，以此记下天鹅醒来时的行为模式。面前的天鹅一只接一只地引颈高飞而去。但是后面冰上那个矮矮的鬼鬼祟祟的身影是什么呢？是狗？还是狐狸？我这么专注地观察天鹅，以至于对相距不到10米的另一个深色物体——一个走向浴池的裸体男人，浑然不觉。

但是女儿佐依看见了他。

我对明显对象的毫无觉察，就是“疏忽性眼盲”的一个例证。当大脑专注于周围环境的时候，它会保持警醒，保证观察全面而没有遗漏，以便随时采取行动。但是当大脑分神的时候，连最明显的事物也会被忽略。

因此，人们在从事简单的工作，如在篮球比赛中负责记录篮球投中的次数时，会完全忽略赤身裸体的人跑过赛场的画面。这也是所谓的冰箱视觉现象背后的原因——因为有人在要番茄酱，而使你看不到自己本来要找的放在显眼位置的东西——比如蛋黄酱罐和吃剩的烤面条。

弗兰西斯 ·克里克(Francis Crick)和克里斯托弗 ·库克(Christof Koch)指出，我们对事物是否会有意识地关注，取决于注意力对神经元连接体的影响。神经元负责回应各种感官刺激——公路旁的鹿、远处汽笛的鸣声、裸体的沐浴者。这些连接体的大小和特点各有不同。克里克和库克指出：它们形成、增强、互相竞争、消失，或者随着环境持续地变化。只有持续不断地刺激才会最终进入意识，从而被感知到。注意力从理论上讲，是给了在竞争中胜利的一方。可能注意力会支持某一种神经活动，通过这种支持活动，使得刺激这种神经活动的刺激信号，看起来比和它竞争的那些刺激信号更大、更鲜明。如此看来，注意力不仅仅判断感官活动，它本身也是活动着的。

即使我们以为自己全神贯注，我们仍然可能会忽略掉重要信息。想象一下下面这个难题：在1/10秒内，从连续闪过的一组数字中随机挑出两个。你会怎么做？结果很可能是你会挑出第1个数字，但是如果第2个数字出现的时间与第一个相差只有1/10秒，你就会无法看清它。这是因为一种奇异的神经瓶颈——一种注意力的“眨眼”活动，它会阻碍你觉察到在短时间内相继出现的多样事物。

那么，如果我们试图要在同一时间做两件事情该怎么办呢？

有好几年，我的母亲每天接送我有严重智障的妹妹去特殊学校，那段路漫长又枯燥，而且每天要通过2次。她在弗吉尼亚高速公路上开车的时候，会喝杯咖啡，拿起仪表盘上的诗集背诵一首。对她而言，喝苏门答腊咖啡、操控方向盘、背诵华莱士·史蒂夫(Wallace Stevens)的诗作，这样一心三用的训练，可以锻炼大脑的灵活性，在这段漫长单调得容易令人麻木的路上是非常必要的。但是，我们大多数人一心多用，往往是出于一种总想充分利用时间的习惯：我们一边听收音机一边读报纸；一边付账单一边讲电话；一边开会一边编辑短信。

这样做效率如何？我们两件事情都能做好么？我们真的在节省时间吗？“两事一次做，一件都不得。”公元100年，普布利柳斯·西鲁斯(Publilius Syrus)如是写道。事实也一直在为这位拉丁诗人提供证据。虽然大脑上千亿个神经元在同时工作，但是大脑并没有两套时间体系。一心二用，往往连最简单的事情也做不好。

举个例子来说，比如估算眼前的黄灯还有多长时间会转换成红灯。是停下来，还是赶紧冲过马路？答案有一部分取决于你的时间间隔计时器——你大脑中的另一个计时器。这个计时器是位计时专家，计时范围从秒到分到小时。当我们注意力集中的时候，对于时间间隔的感觉往往非常准确——误差率在50%以内，并且在日常生活中广泛应用它来做判断和决定：跑着追公车或者棒球，跟着罗格尼娜·斯柏克特(Regina Spektor)唱歌，一边在手机上输入号码，一边不时地查看路面状况。但是专家发现，体内的计时器会因为这样的分神产生轻微的损伤。

单单是我们的大脑如何计算时间间隔，就已成为神经生物学领域的一个难解课题了。与视觉、听觉和嗅觉不同，计算时间间隔并没有专门的器官来负责，然而，加州大学伯克利分校的认知神经学家理查德·埃弗里(Richard Ivy)指出，它就像“苹果的颜色和大号的音色”一样是客观事实。他说，我们在开车、走路、说话、演奏音乐、参加运动，以及其他的无数日常事务中都需要用到。很多年来专家都以为，时间间隔计时器应该位于大脑中央的沙漏区域，可能是由于发现了视交叉上核中的生物钟而产生的推理。但是新的研究显示，大脑有可能是通过广泛散布在大脑里的多个不同结构中的神经网络的活动来计算时间间隔的。不同的时间间隔，由不同的神经网络处理。

埃弗里德的研究证明，小脑是负责协调动作的区域，在计算千分之几秒的时间间隔时起着重要作用。对于更长的时段，比如估算黄灯和红灯的转换，大脑会使用一种更为分散的系统。埃弗里说，涉及到在记忆工作存储器中活跃的组织，比如前额皮层和基底神经节。

温度也会跟这种计时器开玩笑，降低我们在估算长度超过1秒钟的时间段的准确性。这个现象，是一位医生在他妻子某次发高烧的时候发现的。当他飞奔到药店给她买药，二十几分钟后回来时，妻子却抱怨他去得太久，说他已经离开了几个小时。妻子对于过去的时间估算误差如此之大，引起了他的研究兴趣，这位医生于是让妻子每秒数1个数，用1分钟时间数到60个数。结果她只用30秒钟就数完了。等她体温降下来，计时表现也就提高了。

然而，分心是降低时间间隔计量能力的最显著因素。在一次研究中，一组测试对象被要求在做日常事务的同时默算15～16秒时间，他们的表现非常之差。当你专注在某一件事情上的时候，会觉得时间变长了。而当你同时做两件事情的时候，会感到时间缩短了。因为大脑漏数了一些脉冲，就像时钟漏响了“滴答”声一样，于是就显得时间变短了。道理很简单：对时间的准确判断，需要对时间流逝过程的专注——这对于交通有重要意义。这就是，为什么说一边开车一边打手机是个坏习惯的原因，当然还有其他原因。

我不擅于一心多用。我打电话的时候，听不进丈夫说的话，也看不进去他写的留言。我开车的时候不能换CD，要同时背诗就更困难了。最近，弗吉尼亚大学的一个心理学实验室，通过正式的测试证实了我的官能不足。不过我并不是唯一的“机能不全”者，大多数人都过高估计了自己一心多用的能力，特别是他们开车的时候，因此造成了很多令人不快的，甚至是灾难性的后果。“猫头鹰和山羊杂交后会得到什么？”这是前天被我辅导阅读的一年级学生布莱恩给我和他的老师出的谜语。直到一会儿后，在小小的地下认知退化实验室里，我才得出答案——我本来是要做手中的事情。我的任务：在1分钟之内写出我所能想到的所有以f、a和s开头的词。我开始想到了一些常用的动词和宾语——动物(animal，以字母a开头)、家具(furniture，以f开头)、水果(fruit，以f开头)——然后就卡壳了。f？s？我的思维僵住了。以a开头的词？我一个也想不起来了。然后，“恐旷症”(agoraphobic)闪现在我的脑海，还有“催眠剂”(soporific)、“flagrant”、“felicitous”。我很清楚这些源于拉丁语的形容词只是没用的文言词汇而已；我应该继续想安格鲁·萨克逊词汇，单音节的词——sip、sap、soap；flea、fly、feel。我的后背紧张起来，两手冒汗。我开始想起我教给布莱恩的几个以 fl 辅音组合开头的词——flip、flop、flap。然后那个谜语就开始进入我的注意范围中了。

我明显意识到，记这些很长的拉丁形容词既浪费又奢侈，我应该坚持盎格鲁·萨克逊的风格，从单音节开始——“sip(小口抿)”，“sap(树液)”和“soap(肥皂)”；“flea(跳蚤)”、“fly(飞翔)”、“feel(感觉)”。我背上的肌肉发紧，我的手变得又潮又黏。我已经厌倦了去想我向布莱恩说的那些 fl 的辅音混合词——“flip(无礼的)”、“flop(彻底失败)”、“flap(扁平物)”。然后，那个谜语就潜入我的意识，撅走了我的注意力。

谜底是乡村音乐。

布赖恩如此痴迷于这样的文字游戏令我感到很诧异。和许多因为这样那样的原因被认为处于危险中的孩子一样，布赖恩几个月前还和妈妈、姐姐一起进城，仅凭一身衣服和脸上的甜美表情，就赢得了老师、图书馆馆员和门卫们的喜爱。在我们经过学校大厅的时候，他们会向我努努嘴，悄声说：“我喜欢这个孩子”。布赖恩入学后，他的基础语言课学得很吃力，对于音素、节奏等关于发音方面的内容，学习得十分艰难。几天前他被“愿望”这个词困惑住了，他问我：“什么是愿望？”

这个问题很让我震惊。想到我们大多数人在童年听过的民间传说和神话故事：《灰姑娘》、《青蛙王子》、《七只渡鸦》，当然，还有格林兄弟的《三个愿望》——这是我记忆中，像伯莱恩那么大所读的首选读物。经过一些错误行为和随后的惩罚，在父母的衣橱里，我发现了我的神话书，并从中找到救星。微弱的灯光透过圆形的小窗户照在那个衣橱上，里面散发着刷鞋器、卫生球和爸爸刮胡刀的强烈气味。令我记忆深刻的是还有那个希望香肠就在鼻子底下的可怜妻子，这就是她唯一的愿望。

在布赖恩所想要的东西中，他没有理解愿望的概念。我请他告诉我他最大的3个愿望。“我希望得到1个冰棒，我希望得到一双运动鞋，我希望得到一辆遥控车。”他停顿了一会儿，然后对我笑着唱道，“愿望(wish)、鱼(fish)、菜(dish)、哼(pish)，米什(mish)！”布赖恩能在短时间内进步这么大，攻克双关语和词语挑战，证明了他能够集中精力。

我的实验时间到了。我对这个二十几岁忙着考试的毕业生，露出失望的一笑。他看起来几乎没有什么同情心。这个答题者注意力分散，导致词语流利性方面得了极低的分数。在那儿，这种分数极少见。

作为实验室主任，提姆·索特豪斯(Tim Salthouse)领导的大脑及其功能研究的参与者，流利性任务是接下来几个小时，我要接手的一打认知测验中的第一个。尽管场景是人工的，任务是预设的，但我能够看见这些测验是如何对我们大脑日常所做的事进行语法分析。他们就是我们如何思考的窗户——特别是，我们的大脑如何完成组织活动的所有任务——也就是所谓的执行功能：聚精会神，专注于相关的事，忽略无关的事；通常基于矛盾的信息，做出又快又准的决定；面对新的要求，转换头脑中的目标和规则；一次完成两项脑力工作。

在详尽的细则中，是双重任务的经典测试：驾驶模拟装置的方向盘，使追踪球在2条弯曲、转向的线路中保持平衡，同时从862开始，3个数字3个数字地倒数；而Stroop测验，即用错误颜色标注一组表示颜色的词(表示“蓝色”的词，用红色字体)。这个测验要求一口气说出印刷字体的颜色，而不是单词所标示的颜色。

我在Stroop测验和模拟装置的实验中表现极差。但是，这证明了，并非所有人都比平均水平差。玩电子游戏的青少年，有些时候非常擅长模拟装置的任务，但是通常却被Stroop测验难倒。因为阅读比辨认、指出颜色的自发性更强。这个测验的速度要求聚精会神于印刷字体的颜色，同时还要抑制自己想读词语内容的念头。你自己也可以试试看；把印成红色的单词“蓝色”说成“红色”，比把印成红色的单词“红色”说成“红色”要花更长的时间，因为2种思考过程会有冲突。(据传言说，中央情报局曾在20世纪60年代使用Stroop测验查获俄国间谍。颜色的名字是用俄文写的；如果参与测试的人遇到书写体的单词就放慢了，这就说明他们懂得俄语，可能就是间谍。)

人们有一心二用的能力是一件好事情，但没有他们想象中的那么显著，部分是因为我们工作记忆的局限。如果你在读完一个句子的同时，能够回想出这个句子的开头，你要感谢自己的工作记忆。还有众所周知的短期记忆或者暂时记忆，正是它使你能够牢记几个事实或想法(大多数人可记住5～9个)，并且在处理一个问题或者执行一项任务的同时，可以短期内操控它们，大概持续几秒钟左右。例如，在脑子里记住一个电话号码，或者在驾驶模拟装置的减法环节中，记住你身在何处，或者在决定刹车或者加速的过程中，回想交通指示灯变色通常要用多长时间。

当你试图在路上用手机通话时，你在努力使用你的工作记忆和其他执行功能，例如在你脑中转换目标、激活新规则和重新聚精会神的能力。

为了测出大脑处理两样工作的效率，戴维德·E·梅尔(David E.Mayer)和他的同事，在密歇根大学请一群参与者接受双重任务的测验。首先，他们被要求在两项侧重几何形状的任务中重复转换，判断一个图形的认知特征(例如形状)和另一个图形的认知特征(颜色、大小或数字)；其次，在两项任务的转换中涉及不同种类的算术题(例如，在乘法和除法之间来回转换)。在两个测验中，参与者同时完成任务所用的时间，要比他们先后完成两项任务所用的时间多得多。

梅尔说：“有时候，显示结果说明同时完成总任务所花的时间要多出50%，甚至更多。”他解释说，这是因为大脑要花时间在其智力目标和规则中进行转换，以便从“我在做这件事情，要求这些规则”跳跃到“我在做那件事情，要求那些规则”——1秒钟要想几十遍，事实上，这增加了你处理事情的时间。

当你在接听手机时，你驾驶的车以30米/秒的速度行进，很多被忽略的时刻也许意味着生死之别。根据2006年国家高速公路交通安全管理的研究，80%的车祸和65%差点成为车祸的事故都涉及出事前司机的分神，他们分神的时间不多于3秒。用手机通话使车祸或邻近车祸的风险增加了1.3倍，拨手机号码将风险增加了3倍。

早晨10点钟。你已经安全到了办公室，喝下了第二杯咖啡，在此期间，还回了电话和邮件。在接下来的另1个小时里，你要在会议上作陈述。现在，你埋头于必读材料，聚精会神、全神贯注。如果我们在你浏览那么多页密密麻麻的文字时，看一下你那些令人沮丧的工作，我们将会看见什么？在你忙于读热情风趣的文章时，脑子里都想着什么呢？(或者，就因为这件事情，分心就成了报应)直到最近，大脑和它所拥有的力量——思考、感觉、行动、想象、推理、记忆还仍然是一个难解之谜。但是在过去10年里，科学已经打开了一扇神奇的窗户，允许人们看到大脑实时运转的细节。

一天早晨，在耶鲁大学医学院的实验室，两位神经病学家萨莉·塞维兹(SallyShaywitz)和班奈特·塞维兹(Bennett Shaywitz)夫妇做了一个实验：观察一个名叫肯斯的11岁英俊小男孩。通过一扇厚玻璃窗，我看见肯斯面朝上躺着，头对着磁共振扫描仪的环形部分。他正在通过潜望镜读两样东西——同时闪现在屏幕上的单词和图画(狐狸(fox)和一只箱子(box)的形象，奶牛(cow)和一只弓箭(bow)的形象)。然后，迅速在按钮箱上按“是”或“否”的键，指出文字和图画是否是同一韵脚。

塞维兹夫妇在监测大脑中和阅读有关的回路。现在，他们正盯着2个电脑屏幕，一台显示设备上为肯斯提供不断变化的图文；另一台显示肯斯大脑在读取过程中出现的单色形象。以构造图形显示的扫描结果，揭示了对大脑剖析最完善的细节，而功能性的画面，则揭示了大脑活动的区域。

磁共振扫描仪安全、没有干扰性，要求没有辐射或干扰。一块体积大、磁性强的环形磁铁，看上去就像一个宇宙飞船或装满了牛奶的炸圈饼。萨莉·塞维兹解释道，磁共振扫描仪可提供详细的大脑结构图，其误差小于0.5毫米，性能精良，可在大脑中央深处探测1根头发的直径。

在肯斯阅读图文的同时，电脑在编辑有关他头脑里被激活的神经的数据。通过检测氧气和血液中伴随神经活动的变化，功能性的磁共振揭示了在执行特殊任务的同时，大脑区域的活跃性。大脑在一个特殊区域的工作越复杂，血液中混合氧气的血红蛋白移动到这一区域的数量就越多。这种血红蛋白在磁共振扫描仪上变红，信号就略微有所增加。以这种方式，扫描仪就会产生单元回路的图片，在我们忙于一项特别的脑力活动时，单元回路就会发亮。等数据被编辑后，一系列的彩色照片就会显示大脑的不同区域被“点亮”，呈现出彩虹一样鲜艳的颜色——这也是一种神经活动的晴雨表。

神经成像并非没有受过批评，这是因为技术的时间寿命。功能性的磁共振仪器可在几秒钟之内拍照；神经指示灯可在几毫秒内发亮。这一活动会出现在机能性磁共振成像仪器上，它并不是必然出现的。在执行认识任务期间，扫描仪显示哪些区域是活跃的，但是没有必要显示哪些区域是执行这一任务中必不可少的。

然而，萨莉·塞维兹说：“功能性成像已经使我们对大脑工作状态的观察发生了变革。它可以采取一种隐藏功能或功能性障碍，使其可以被人看到。”这种研究终止了我们所被告知的神话，即我们只使用了我们大脑的10%。事实上，在1天当中，遍布整个繁忙的大脑的大部分神经元都会发亮——尽管不是1次。不同的神经细胞丛在不同的时间进行活动，执行不同的任务。扫描仪可在行动、导航、加法运算、掌握语言、辨认面孔和地点、观察时间和阅读动词时记录大脑的活动。

塞维兹夫妇和其他人所进行的研究指出，特殊的神经区域在阅读方面会变得很活跃。在这些区域中，有一处位于后脑的音位区域，就在耳朵的后上方，被初级阅读者，例如像我的学生布莱恩这样的人，用来1个音位1个音位地大声读单词。在音位区域后面，在后脑的枕颞区域，是所谓的单词形式区域，它可使专家级的读者以极快地——不多于150毫秒的时间辨认所有单词，当处在学习中的读者从初学者转入专业水平，他们就从使用音位区域转化为主要依赖他们的专业单词形式区域。

当你钻研自己的工作时，正是这个精巧的回路随着你所进行的活动而闪亮。在汽车专家看不同的牌子和车型时，在鸟类专家辨别不同种类的鸣鸟时，他们大脑中的枕颞区域都会变得活跃起来。班奈特·塞维兹说，事实上，这个后脑区域也许对所有专业都很重要。“学习专业本领看似不错，在一件事上精益求精也是很不错的。”

你希望你后脑的专业回路，在你上午工作的时候能够接通，希望为自己的演讲陈词而感到骄傲。你的会议已经开始了，你感觉很敏锐，反应很快。根据时间生物学家所言，上午晚些时候是某些精神活动的高峰。研究表明，灵敏的反应力、记忆力以及清晰的思考和学习能力，在一天中的变化幅度为15%～30%，我们大多数人在醒后的两个半小时内是最清醒的。那些早起的人，其注意力的高峰出现在早晨10点到中午之间，在这段时间，他们的逻辑推理能力和解决复杂问题的能力也随之达到高峰。

然而，这在很大程度上取决于年龄。对于青少年而言，早晨的感[7]觉就像来自里尔克“明亮而崭新的一页”中一声遥远的呼唤。布朗大学的时间生物学家——玛丽·卡斯卡登(Mary Carskadon)对一项针对青春期身体生物钟生理变化的长期研究作了记录。显示年龄大的青少年会变得更文静，其发展阶段延后了，具有模式化的特点，致使其激素褪黑激素在晚上被隐藏起来，其睡觉时间也被延迟了。“从生物学上讲，要求年龄大的青少年大清早就去上学，或者参与耗费脑力的活动是不合适的”卡斯卡登说：“这些青少年不但被剥夺了睡眠时间，而且在其生理节奏还处在夜间模式的时候就被叫醒了。这些学生也许人在学校，但是他们的心思还在家里的枕头上。”

身体的生理节奏和大脑性能之间的关系是很敏感的，这个话题至今还在辩论中。你在一项给定的脑力任务中表现的程度如何，受到一系列变量的影响，例如，烦躁、分心、压力、你的自信程度、前一天晚上的睡眠时间、早餐吃的东西、你是否食用咖啡因、你的姿势、周围的温度、空气质量、噪音、灯光和其他与你的生理节奏很少有关系的潜在因素。“一天的时间效果很有趣，但是也很有争议”提姆·索特豪斯说，因为它们在科学研究中很难彼此孤立，也很难相互重叠。

然而，已有证据显示，每天身体温度的上下波动会影响大脑性能，其波峰和波谷都是可预测的。一些研究表明，神经细胞的功能受大脑温度的影响：较高的温度会加快神经细胞之间的脉冲转换。匹兹堡大学的专家对青年人进行了超过36小时的测试，每分钟都测量一下他们的体温，每个小时测量他们执行不同任务的速度、准确性、推理能力和机敏程度。研究团队在一天的时间里，获得了有意义的发现：大脑性能在夜间的波谷接近体温的最低点。此外，来自哈佛大学的研究报告发现了在机敏程度、视觉注意力、记忆力和反应时间中，较高体温和波峰的相互关系。

根据多伦多大学的赖恩·哈什尔(Lynn Hasher)和她的同事查理斯顿学院的辛西娅·梅(Cynthia May)的研究，两种精神功能也许特别容易受敏感的夜间生理节奏的影响，这就是决策和压制(这里的压制指的是抵制分心、无关或者让人不专心的信息，例如Stroop测验中有颜色单词的字面意思。)在“非波峰”时段，人们更可能难以抵制分心，以至回到一条容易、熟悉的决策路径，而不是那些需要分析、评估的决策路径。哈什尔和梅合写的著作中提到，这些更敏感的生理节奏效果在不同的年龄段有不同的体现。青年人“在早晨会明显受到分心的干扰”这两位专家说，“但是，到了下午，分心似乎从他们身上消失了。”而有关大龄成年人的数据则呈现出相反的模式。

因为在个人的“下滑”时间段做到压制特别困难，辛西亚·梅建议人们限制自己的波峰时间。波峰时间的任务要求“集中注意力(例如，阅读复杂的指示)、对确切的信息进行修复(例如，回忆药的剂量)，或者对回应进行谨慎的控制(例如，在拥挤的车道上驾驶)，或者至少尽量在分心最少的场合完成任务。”另一方面，正如辛西亚·梅指出的那样，低度压制也许会有些好处。在要求创造性解决问题的任务中，较少的压制会使人们用更具有想像力的方式思考解决方案。

记忆力也会随着1天中的时间而上下波动。根据哈什尔的著作，大龄成年人在1天中，有遗忘大幅度递增的趋势：早晨，他们平均忘记5件事；下午，大约忘记14件事。而青年成人的状况正好相反。

在过去的几年中，专家开始对生理节奏作用的追踪细化到分子水平，得益于一种巨型蜗牛——美国加州海兔(Aplysia California)的帮助。如果你经常熬夜到凌晨，尽力掌握了你在会议上所需要的材料，并在会议陈述上表现良好，但是过后你会发现，对于所学的东西，你的记忆变得很模糊了。不过，也没关系，还有腹足动物海兔和你为伍呢。

为什么是海兔呢？“它不是一种漂亮的动物吗”艾瑞克·坎德尔(Eric Kandel)说，“但是它非常聪明、完美，在动物王国里，它有着最大的神经细胞。”当我们从阅读资料获取新知识，或从同事、老师身上吸收新东西的时候，这种不起眼的海蜗牛会告诉我们关于大脑所发生的一切。这是来自哥伦比亚大学的诺贝尔神经生物学奖坎德尔亲眼见证的。“我们人类之所以成为今天的样子，是因为我们所学和所记的东西”坎德尔说，“不可思议的是，当我们在学新东西的时候，我们知道我们所了解的大脑发生了何种变化——我们的大脑在学习开始和学习结束时的差异非常之大，这就是研究海兔的原因。”

坎德尔对学习和记忆之谜的痴迷已经持续了五十多年。1929年，坎德尔出生于维也纳。他在苦闷中长大，他的成长环境充斥着野蛮人类的行为。因为是犹太人，他受到人们的嘲笑。他眼睁睁地看着自己的父亲被警察抓起来。在9岁的时候，他亲眼目睹了“水晶之夜[8](Kristallnacht)”的恐怖事件，他说，“记忆中这一幕就像 闪光灯一样，如同发生在昨天”。1939年，他和他的家人逃离维也纳。之后，坎德尔一直致力于探求大脑的本质问题：为什么人们会以自己的行为方式做事；他们怎样持续塑造他们行为的记忆；最重要的是，他们如何学习。他认为，通过对较低级生物机体的研究，可以促使我们深入认识自身的本质。

的确，从海兔的神经语言中，坎德尔得到了一个人类大脑的重要秘密：学习的能力源于突触，或者连接组织强度的变化。这种突触或连接组织，位于两个紧密相连的脑细胞之间。在产生短期记忆的过程中，大脑通过修改以前存有的蛋白质，强化现有的突触连接组织。在产生长期记忆的过程中，大脑制作出新的蛋白质，并产生新的突触连接。

坎德尔谈到：尽管人类的这个过程比海蜗牛要复杂得多，但这当然是件好事。但是，所涉及的其实是同一套机制。从比较简单的层面上讲，大致情况是这样的：在任何时候，你的大脑都会发出信号，保持活跃的状态。单个神经细胞受到刺激后发送信号，会促使另外一个神经细胞在别处发送信号。一个神经细胞给邻近的细胞所发送的化学信息太微弱或者太零散，以至于不能激活邻近的神经细胞，从而也不能形成网络。但是，当大脑集中注意力的时候，就像在学习过程中一样，单个神经细胞给邻近细胞所发送的信息频率更多、信号更强。这种变化会改变邻近细胞突触的化学性能。如果第一个细胞再次发送信号，即使这种信号很微弱，它也会使现在已经易于接受信号的第二个细胞发生同步反应。这样就激活了2个细胞，并使其以同样的模式再次发送信号。

这些过程的结果，也许仅仅是一瞬间的想法，在大脑中一闪即过，也许是在遗忘之前只持续几秒的记忆痕迹。但是如果反复刺激，神经细胞就会继续同步发送信号，它们之间的突触就会得以强化。最后，它们结合在一起，这样，一旦一个神经细胞发送信息，另外一个也会发送信息。这个将神经细胞连接在一起的过程就是突触的可塑性，它是学习和记忆的基础。坎德尔的理论认为，当上述过程发生时，神经细胞之间通路上的信号很容易被激活，而相同的信号则会产生更强大的反馈。如果重复这一活动——记忆一个单词、一个概念或一项技能)，连接、锁定信息发送将会继续进行，并扩散到其他神经细胞，形成一个紧密连接的神经网络。当每次被激活时，这个网络就会以同样的方式一起发送信息。这个过程会将涉及一件事情或一个想法的神经细胞聚合在一起。因此，可以这么说：“神经细胞一起发送信息，也一起接通信号”。而随着技能或活动的每一次重复，回路每一次额外的信息发送，突触变得更有效，学习的效果也更持久。

熟能生巧，坎德尔说，“甚至对蜗牛来说，也是如此。”

海兔的学习本领又再次受到了重视。这次，这种腹足动物要告诉我们的是，有关学习和记忆方面的生理节奏效果。2005年，休斯顿大学研究者报告说，发现这种蜗牛在熬通宵的时候，会有遗忘症。正如我们一样，海兔是一种日间活动动物。为了探求生理节奏对海兔学习模式的影响，研究小组检测了海兔吸收、记忆有毒物质和不能吃的食物的能力。研究表明，海兔的记忆力无论白天和夜间都一样好，但是它只有在白天接受训练后，才能形成长期记忆。研究者说，在夜间，生物钟似乎锁住了形成长期记忆的蛋白质——这也许是值得牢记的一课。【注释】[1]起搏点——身体的一部分，如窦房结的肌肉组织纤维团；用来确定生理活动的速度或节奏。——译者注[2]给时者——指调节生物钟的一种刺激。——译者注[3]反射作用——如打喷嚏、眨眼或打嗝等不自愿的行为或反应。——译者注[4]安慰剂——一种不含药性的制剂，开给病人服用仅仅是为加强他康复的希望。——译者注[5]普鲁斯特·马塞尔——法国作家，他的小说《追忆似水年华》共分7部，是现代文学中的伟大作品。——译者注[6]会厌在舌根部。——译者注[7]里尔克(Rainer Maria Rilke)：(1879-1926)，奥地利著名诗人，著有诗集：《生活与诗歌》(1894)《祭神》(1896)《梦幻》(1897)《耶稣降临节》(1898)《图象集》(1902)《祈祷书》(1905)《新诗集》(1907)《新诗续集》(1908)《杜伊诺哀歌》(1923)《献给奥尔甫斯的十四行诗》(1923)。——译者注[8]1938年11月7日，犹太青年格林斯潘刺杀德国驻巴黎使馆一秘拉特。纳粹当局借题发挥，煽动起大规模的反犹运动，11月9日达到高潮，反犹太暴徒们对德国各地的犹太人进行了疯狂的攻击，犹太会堂、公墓、商店等均遭破坏，有两万多人被关进集中营。由于当夜无数的商店玻璃被砸碎，故称“玻璃破碎之夜”(Kristallnacht)，中国史学界常译为“水晶之夜”，后来这个词就成为迫害犹太人的代名词。——译者注

CHAPTER 2　中午

四、午间的牙齿——在饮食中寻找身体的奥妙

你的会议占去了午饭时间。早饭吃得马马虎虎，现在5个小时过去了，你很难专注于手头的事情，因为你的心思早就转移到你最喜欢的日本饭店的寿司自助餐上，或者转移到午餐盒中可口的火腿三明治上。15世纪的威尼斯外科医生阿莱山德罗·拜尼德提(Alessandro Benedetti)认为，自然将胃下放在一个远离大脑的地方，用横隔膜将其隔离开来，是为了不让要吃要喝的胃干扰大脑的理性部位。但是，看来自然并没有成功完成它的使命。

当大脑在惦记着鳗鱼或蜂蜜烤制的火腿时，它会是什么样子呢？食欲是哪里产生的呢？是在肚子中还是在大脑里？有人可能会设想，在不断惦记着食物的人当中会找到线索。不久前，2个瑞士研究者、神经心理学家迈瑞尼·瑞珈德(Marianne Regard)和神经病学家托德·兰迪斯(Theodor Landis)在一群患有良性饮食失调——专家称之为“美食综合征”(gourmandsyndrome)的病人当中进行了一项有关大脑成像的研究。

这种综合征，最先是研究小组在2个病人身上发现的。这两位病人在他们的前额叶遭受中风损害之后，变得特别迷恋食物。在他们中风之前，两个病人在饮食上没有什么特别的喜好。中风之后，一个病人除了喜好饭店供应的美食外，什么都不想。“到吃一顿真正可口的晚餐时间了”，他在自己的住院日记中写道，“一根好吃的香肠，加上煎土豆丝，或者一些意大利肉酱面，或者装点漂亮的意大利汤饭和粉炸排骨，或者是鸡蛋奶酪面条(Sptzle，一种瑞士和德国南部的特色面条)，吃吃喝喝才是正理”！

第二位病人也同样渴望美食，总想去买食物、做饭、挑选饭店。他对一些特别的美食如数家珍：“奶油从箔纸上滑落下来，就像美人鱼”他写道，“我咬了一口，从现在开始，很难有什么事让我有压力了”。

为了跟进对他们的观察，瑞典研究者对其他36名嗜吃者的大脑进行了扫描，发现其中34个人的右前额叶都受到了损伤。专家很快指出，他们的发现并不意味着大脑的右方区域，是食物思维区域，而是可能涉及脉冲控制和所有痴迷症的区域。

然而，让人奇怪的是，我发现这种食物狂热症并不陌生。我想，在不同程度上经历这种前额叶活动是否具有可能性。我承认自己就有轻度的美食综合征，倾向于过多地去想食物、从非常具体的细节去记[1]忆食物：弗雷斯诺餐桌上供应的塞满虾的羊，在juke joint吃炸鲶鱼和绿色羽衣甘蓝。我第一次露营的时候，在湖畔满足地用吸管喝root [2]beer。(在这次露营期间写给家里的信都是长篇大论抱怨食物。现存有一封，其中写道“写这封信的时候，我看起来很高兴，但这只是因为今天早晨我们吃了法式煎吐司而已。”)

我的丈夫曾经在朱丽亚儿童厨房吃过一顿饭，后来只能记起他吃了些鸡肉——这是我不能完全理解的失败的美食意识。

患有美食综合征的人，对食物的这种强烈的渴望也许只是个极端，但是，如果我们任何人一段时间不吃东西，都会很依恋食物。研究饥饿常见种类的专家，最近将注意力集中到大脑控制饥饿的中心区域。

堂吉诃德将饥饿称作“世界上最好的酱油”。《牛津英语字典》将饥饿定义为“对食物的欲望而引起的不适和痛苦的感觉。”饥饿通常会引起胃痛、胃鸣，还会使人虚弱、口干、头疼和注意力减弱。饥饿引起的疼痛在中午达到顶峰，甚至没有什么时间规律。(这种疼痛很突然，大大有别于胃鸣——也被称作“腹鸣”。后者是胃或小肠的肌肉活动引起的，无论它们是空的或饱的——当没有食物压制胃鸣的时候，这种声响就会更大。)

曾经有人认为，食欲的动力仅仅来源于胃。然而，19世纪伟大的神经系统专家查理斯·施灵顿(Charles Sherrington)观察到，甚至那些做了胃切除手术的人也会有饥饿感。显然，动力来源于我们身体的其他部位。最近的神经成像研究发现，大脑中大量的“干扰”信号是对饥饿的回应。说来也怪，男人和女人发出干扰信号的活动区域是互不相同的。国家健康学院的研究员分别对22名男人和22名女人进行了正电子断层扫描，观察他们的大脑活动。扫描在他们禁食36小时后进行了1次，在他们吃了流食后，又做了1次。在他们禁食期间，所有项目表明，有大量血液流向下丘脑——下丘脑是大脑的一部分，用来调节对饥饿最基本的生理反应。但是，饥饿状态中的男人比女人的大脑外侧边缘控制感情的区域，表现得更为活跃。当吃饱饭后，在前额叶皮质与处理痛觉经验的情绪和认知的区域，男人也比女人活跃。研究表明，男人从饮食中得到的回报多于女人。尽管我的经验极为有限，但是我对此结论持怀疑态度。

饥饿是一码事。食欲，吃的欲望，又是另一码事。然而，两者经常同时发生。我们都知道，在不饿的时候，人们也容易有食欲。我们中间大多数人在感觉胃里空空如也之前，食欲就降临了，因为食物看起来或闻起来很香；或者因为到中午该吃午饭的时间；或者有人给我们上了一盘烤鳟鱼；或者我们感觉很厌烦，需要榛子蛋糕的刺激。那么对香脆的皮塔饼片和橄榄油光泽般的鹰嘴豆泥的渴望，是由什么生理环节转换而成的呢？

在过去10年里，我们所知道的关于食欲生物学的知识确实已经够多了。你也许会以为，在给定时间里，你是由自己的食物冲动控制的，但是新的科学认为，化学信息的复杂混合状态，实际上在指挥你的饮食决策。

当哈佛大学的内分泌学家，研究所有调节食欲、使食欲上升或下降、发出“吃”或“不吃”信号的分子时，他们发现，很多化学信使潜藏在嘴巴、胃、肠、肝、血液之中。其中一些信使行动非常迅速，从一顿饭到另一顿饭，控制着任何一次用餐的胃口和饱足感。其它信使发挥它们的长期作用，与体内脂肪的供应保持联系，告诉大脑什么时候它们运作效率低下，这样大脑就会增强食欲。这种长期信号可以刺激产生短期“我饿了”的信息，或者压制这种信息的产生。你也许没有意识到这些化学性质的变化，但是它们能够控制你的行为，要么驱使你吃午间自助餐，要么使你埋头自己的工作。

两个大脑区域读取一份汤的信号，然后它们之间进行严密的争论，决定最终的结果。后脑，或者是下段脑干，是任何特别饭食的短期信息接受者。而与长期食物需求相关的信号的裁判是下丘脑，尤其是由5 000个左右神经细胞组成的弓状群，就是人们所说的弓状核。早在1992年，对一些极肥胖的人的尸检报告揭示，他们的下丘脑都受到了损伤，这意味着大脑的这个部位也许对调节食欲有着非常重要的作用。

最近的研究证明，弓状核对来自海量激素、营养物质和神经中相互冲突的信息进行整合、判断，决定哪种方式会使身体产生感觉。例如想吃或不想吃的感觉。弓状核也能决定新陈代谢的方式——身体正是通过这一组化学反应，从食物中摄取能量或者将能量储存起来，以供身体进行各种活动，将其转化为其他形式用以消耗或者储存能量。

在导致饥饿的激素之中，有一种重要元素——生长激素释放肽(英文写作“ghrelin”，在古英语中，“ghre”是“生长”的意思)。这是一种由胃和小肠上部分泌的一种小肽体，是作用于大脑的一种强烈的食欲兴奋剂。志愿者注射了生长激素释放肽之后，会变得很饿，比他们正常状态下要多吃30%的食物。

华盛顿大学的戴维德·卡明斯(David Cummings)和他的同事，将生长激素释放肽视为一种“增肥”激素(saginary)来源于拉丁语saginare，后者是“增肥”的意思)——这是节能型基因的进化产物，能够帮助动物较好地消耗并储存脂肪，因而增多它们在饥荒时期的存活机会。当研究员在24小时之内分38次循环的测量生长激素释放肽时，他们发现在一天之中，这种激素的水平升降剧烈。饭前，这种激素的水平急剧上升了将近80%，当胃在饭前空着的时候，激素水平达到高峰；饭后过1个小时，它就会直线落入波谷。“然而，空胃不是饭前生长激素释放肽剧增的诱导因素”卡明斯说。相反的是，大脑期望着一顿食物。如果你习惯了规律的一日四餐，你就会经历4次生长激素释放肽剧增的情况，在每顿饭的前一次。如果你习惯一日两餐，就会有2次。随着你用餐次数的减少，生长激素释放肽激增的次数也会减少。但是每次激增的规模却加大了，每顿饭的饥饿感会增强，食量也会变大。

有一些激素和生长激素释放肽的作用相克，其中之一就是瘦素(leptin)。不久前，这种激素被当成对付肥胖的一种奇效克星，在媒介产生了很大影响。瘦素是由脂肪细胞产生的，按一个人的身体脂肪数量的比例分布在血液中。瘦素从血液到达下丘脑，通过调节食欲和新陈代谢率，对外界作出响应。你拥有的脂肪越多，你的细胞中产生的瘦素就越多。通过瘦素，身体告诉大脑脂肪的储存量是否充足，以便大脑搭配能量的摄取和消耗——这是瘦素最显著的功劳。对大多数人而言，摄取的能量比消耗的能量多出1%。(尽管这个差别很微小，但是它却会导致长期体重上升。)

当瘦素水平下落的时候，大脑会将其作为一种警告信号读取，然后对身体发出信号，使其增强食欲，它对新陈代谢更有效，并减少能量的消耗，直到体重恢复为止。“随着体重的减少，瘦素的水平也会减少，下丘脑会向后脑发送神经信号，使后脑对来自胃的短效饱足感反应迟钝。”戴维德·卡明斯解释道。“在一顿饭中，要多吃点才能让一个人感觉到饱了，所以，导致一个人倾向于每顿饭多吃点，直到重新恢复最初的体重。”其实，这就是节食，想要达到瘦身的目的是如此困难的原因。身体有这种复杂的机制，来保护体重不受损失。

瘦素，被当作对付肥胖的处方只限于很少的例子，仅针对那些因遗传因素而缺乏激素的人。在其他治疗肥胖的例子中，抵制瘦素会有所改观。而进一步增加瘦素水平，对于治疗肥胖并不是非常有效。对老鼠的研究表明，在生命的初生阶段，瘦素塑造大脑的回路，强化压制食欲的通路，消弱那些刺激食欲的东西。在婴儿期这个关键阶段，吃得太多或太少，可能会在事实上改变塑造大脑回路的方式，影响食欲和成年后身体对脂肪的反应方式。研究者说，事实上，瘦素对生命早期食欲回路的塑造，可能是体重置位点的生理基础。身体想要在一生中保持的体重范围，这种记忆就是体重置位点。通过节食和锻炼，你的体重可以围绕这个置位点浮动，但是你却不能改变这个置位点的参数。

因此，我们可以从这个角度来看食欲：你想在6月的1个星期三早点儿开午餐，这种欲望的根源也许就在遥远的婴儿时代。

无论食欲的起源是什么，身体呼吁食物的声音不会沉默。于是，你提出午休，和同事一起跳上出租车，去附近的沙拉店。你会选择什么呢？新鲜的蔬菜？炸鸡肉？新鲜意大利干酪拌酱过的西红柿？

我们选择吃的东西究其原因几乎和食欲本身一样复杂。经验、童年时代的联系、植根于过去的传统，统统都在食物的选择上起着非常重要的作用。对甜味、咸味和鲜味的内在需求，源于我们对基本元素的需求，对能量和必要的营养物质的需求。我们有选择地挑选酸的食物，避免酸味强烈、不熟和变质的水果。我们理直气壮地避免苦的食物。在细看了那家沙拉店之后，我的视线迅速躲开了新鲜薄荷拌土豆——出于一种天长日久的厌恶。20多年前，我丈夫用薄荷、洋葱和橄榄油做了土豆沙拉。倒霉的是，他用的土豆变质了，强烈的味道掩盖了茄碱的苦味。土豆在日光中过分暴露后，会变绿，从而产生一种有毒的生物碱就是茄碱。我津津有味地吃着沙拉，但最后却病得一塌糊涂。20年之后，我还是不愿吃这道菜。

反胃——饥饿的反面，是一种强效保护措施。到底是什么引起头晕、使胃里翻江倒海还是个谜。但是，我们中的大多数人都曾经有过这样的经历，吃了变质的金枪鱼、喝了过多的酒、抽了过多的烟、或者喝了过多的盐水，导致生病、恶心、不舒服。药物治疗或者晕车、反胃的感觉如此强烈，所以在忘记生育的痛苦之后，妈妈们经常会对早晨的不适记忆良久。当反胃的情况变得更糟，唾液就会增多、心跳加快、血压降低、皮肤里的血管收缩，我们会面色苍白、直冒冷汗。同时，胃部的电流发生转变，使胃里的肌肉放松、食道缩短，小肠上部将内部的物质统统倒进胃中。接着，大脑对此进行协调，腹部肌肉和横膈膜大力收缩，用力挤压，对夹在两者之间的胃施加压力。于是，人就开始反胃了。

当然，比较令人欢愉的联系会依从你对午餐食物的选择。我们大多数人都依赖熟悉的东西。我们家人吃的食物是犹太风味、20世纪50年代美国风味和德国美食的大杂烩：犹太鸡蛋煎饼、德式肉糜面包、德式小香肠(一种肥猪肉香肠，其滚烫、辛辣的汁水能流到人的下巴)，还有来自首尔我那被收养的姐姐带来的异国风味——韩国牛肉和韩国泡菜，后者会使人产生浓烈、炙热的口感，有些人非常享受这种口感。

烤鸡肉是令我感到很惬意的一种食物，部分原因是它和我的祖母有非常密切的关系。在我祖母住的上西区小公寓里，祖母一边说“吃，吃”，一边把一片滑嫩的白色鸡肉放进我的盘子里。当我想要吃个肚儿滚圆的时候，她就将剩下的鸡肉用棕色的纸包起来，浇点锅里的汤汁，然后将其塞进我的公文包里，我可以坐飞机带回家吃。我将这香喷喷、都要滴出油的包裹放在行李架上，它飘散出迷迭香和洋葱的香味，折磨着同行的乘客。我这种携带美食的做法不是出于什么道义感，而是因为我喜欢那种香甜的鸡肉。那么细嫩，如同要在我嘴里融化一般。祖母把她炖鸡的绝技传给了她的儿子，也就是我的爸爸。他在他女儿得了流感的时候，会将热乎乎的鸡汤盛进他女儿的碗中，这是犹[3]太人的“氨苄西林”——对我而言，这是我所熟悉的爱的滋味。

和熟悉的食物相比，让人产生愉悦心理的食物更多。一些食物 包含可以提升情绪的物质，例如：冷水里养大的沙丁鱼、金枪鱼、大马哈鱼和胡桃，都含有Ω-3脂肪酸，它对我们提升情绪有重要的影响。2005年，哈佛大学的威廉·卡勒兹(William Carlezon)和一个研究小组在田鼠身上发现，这些混合物在提升情绪发面，至少具有抗抑郁剂的功效。对这种功效的一种解释是，这些混合物可对大脑的线粒体(为全身细胞提供能量的器官)产生积极的影响，最终会加强大脑关键部位神经细胞的交流。但是，卡勒兹强调，他花了一个月用富含Ω-3脂肪酸的食物喂养田鼠，才观察到这些效果。“短期实施是没有效果的”他说。“偶尔吃片鱼肉不会有效果——你需要在饮食上有持续的改变。”早期的研究表明，吃鱼肉和降低主要抑郁情绪的扩散有关联。卡勒兹的发现为这一结论提供了有力支持。他说：“这项研究提供了很多证据，证明我们的行为——包括我们选择补充身体能量的食物，对我们感觉和行事的方式有巨大的影响。”

另一项研究说明，一些食物不仅可以增加心理的舒适度，而且还可以缓解身体的不适。研究者发现，富含黄油、油或其他种类的脂肪可以减少疼痛感。在一项实验中，要求两个实验组在吃过东西90分钟后，将前臂放入冰水中。其中一组吃的是含有奶油和黄油的薄煎饼，另一组吃了含同样能量、用脱脂牛奶和水做的薄煎饼。前者报告说，其痛苦感比第二组小。饭后1个半小时后，疼痛感缓解得最为明显。因为流食不能提供同样的缓解效果，专家怀疑缓解疼痛的效果也许依赖于对口感的刺激、闻到的气味、尝到的味道和那些富含脂肪的薄煎饼吃起来的感觉——这些都会诱使身体产生天然止痛剂——阿片类物质。

大家都知道，巧克力有提升情绪的功效。巧克力还可以以同样的方式发挥魔力，让大脑产生舒适的感觉。一项研究表明，吃巧克力不但可以给迷恋巧克力的人带来积极的情绪，而且可以给孕妇胎中的婴儿带来积极的情绪。赫尔辛基大学的研究者在寻找孕妇(尤其是那些情绪低落者)的巧克力食用量和她们宝宝的行为之间的关系时，他们发现，每天吃巧克力的孕妇比那些不吃巧克力的孕妇生出来的宝宝更积极、笑的次数更多、更勇敢。

不管是为了美味或者熟悉的味道，还是为了欢愉或者欲望，你选择了自己的食物，也许是绿色蔬菜拌鸡蛋沙拉就着厚厚的巧克力派。

咬一口巧克力派，口腔里都是食物传感器，它们不仅仅是用来品尝东西的。当你吃进香滑的巧克力和黄油面包片时，你牙齿内外高度敏感的感觉器官，会帮助调节唾液的分泌。唾液是由99%的水和1%的魔力因子组成的——这种魔力因子以钠离子、酶和其他有机物的形式存在，其中有抗菌黏液素，如果没有这种物质，我们的牙齿就会腐烂。你舌头上特殊的机械性刺激感觉器官，会将你嘴里的碎屑按照大小分类，这样就可以将大而硬的食物放在牙齿之间，方便咀嚼。而在牙齿里面和牙龈部位，仍然有其他传感器——数以万计的神经末梢，其分布的密度是体内最高的。乔治华盛顿大学人类学家彼得·卢卡斯(Peter Lucas)说，它们不是为了加剧牙痛或者拔牙的痛苦，而是为了帮助侦测力度的准确范围。这可以帮助我们对食物的味道、质感和质量直接做出判断，决定要不要吃掉某种食物。

在镜子中看看你的牙齿。每颗牙齿外面闪闪发光的白色珐琅质是你身体中最坚硬的组织。根据卢卡斯所言，当我们咀嚼食物的时候，我们的上下颌给牙齿施加的压力584千克，这些柔韧的压力可以将食物压碎、研磨、切割、粉碎。所以，这种压力或机械负载，不仅有利于咬碎食物，还有利于维护我们上下颌的骨头。没有这种压力的话，上下颌的骨头就会渐渐萎缩。拔掉一颗牙齿，就减弱了咀嚼的压力，其所在区域的颌骨就会减弱25%。

让我们的视线再回到这些珍珠般的牙齿。很可能它们不是理想中的那样像星星一样闪烁。根据动物的标准，人类的牙齿是严重失调的，是身体中唯一需要经常做外科手术的地方。无论在进化还是饮食上，我们都应该感谢这一点。因为有了工具和烹调，我们的食物可以被粉碎成小块或者粉状，就像鸡蛋沙拉、土豆泥和巧克力派，所以我们不像我们的祖先那样花那么多时间咀嚼食物。平均来说，我们每天用来咀嚼的时间只有1个小时(摄取同样能量的食物，我们用来咀嚼的力气是非洲黑猩猩的1/6)。即使是在这1小时之中，我们吃松软的饭菜和经过处理的食物，都不会花很多力气。和一个生土豆相比，熟土豆对臼齿的压力减少了80%多。

哈佛大学的生物人类学家丹·莱伯曼(Dan Lieberman)认为，咀嚼或缺乏咀嚼，都会改变我们颌骨的骨骼。当莱伯曼给一种被叫做“岩狸”或“岩兔”的小动物喂食经过烹调的松软食物时，发现比起以前给它们喂生东西时，它们的口鼻部变瘦了，骨骼也变小了。在莱伯曼看来，类似的情形也会发生在我们人类身上。“自从旧石器以来，我们的脸缩小了12%。”莱伯曼说，“缩小最多的部位是嘴和颌骨。”而在另一方面，我们的牙齿不顾面部的缩小，依然在最大程度上保留了它们的数量和大小，致使口腔拥挤，从而引起其他牙科疾病。

即使在唾液和充分咀嚼的情况下，吞咽也不是一件容易的事。在看了弗吉尼亚医学院一个学生咽喉内部所发生的情形后，我第一次明白了这一点。一个耳鼻喉科医师对这个年轻女人的喉咙实施了麻醉，然后将一个带有摄像头的光纤管通过她的鼻子插了进去，摄像头拍到的图像会出现在一个巨大的投影屏幕上。“你正在看丽莎的咽喉”这位解剖负责人——拜瑞·辛顿(Barry Hinton)博士说。在这个腔状的部位，口腔和鼻子同咽喉的后部连接在一起，那些有过鼻喉滴漏症的人对此并不陌生。在大屏幕上，咽喉看上去像个晃动着的粉红色山洞。辛顿博士一边告诉丽莎保持正常呼吸，一边指出咽喉的详细构造。咽喉这个器官对呼吸或说话起着至关重要的作用。它的开口处，也就是声门，分布着声带细小的褶皱，其宽窄随着呼吸节奏的不同而变化。这儿是空气和不同食物的通道，分别通向肺的通道——气管，胃的通道——食道。“如果可以的话，说点什么”辛顿博士说。丽莎张口说话非常困难，刚开始的时候吐了，然后她把握住了要领，说了句“请把这根管子拿出来(Please take out this tube)。”当她说“please”中的“p”和“take”中的“t”时，声门里的膜瓣随之变窄，然后又变宽了。“最后一个任务，”辛顿说，“吞咽。”丽莎面部扭曲，表情痛苦。然后，她喉咙里的肌肉收缩，伴有快速痉挛症状。喉咙被顶了起来，会厌被推进声门上方，以便关闭呼吸道，这样她在吞咽的时候就不会窒息。看来真是无比神奇。

现在，你放慢吃派的速度，一点一点慢慢咬，因为你的胃口变小了。人类胃的容量可以大到盛下1420毫升饭(这是狗胃容量的50%，是一只奶牛胃的容量的1%)。根据食物的量，这个容量可以持续几个小时。通过胃的收缩，食物被输送到小肠。

胃的感觉器官会协助发送饱足信号。但是，情况并不是这么简单：至少从肠胃发出的一半信息对“停止进食”的信息具有强化作用。在肠内食物的刺激下，肠细胞产生、分泌2种激素——CCK和PYY，它们在向大脑传送饱足信号的过程中，发挥着重要作用。给人们灌输有关这两种激素的观念，他们将大量减少进食量，并会早点结束进餐。在最近的一项研究中，注射PYY后的人，可以自由选择吃不限种类的自助餐。2个小时后，他们比注射了盐水的人少摄取1/3的能量。这种抑制食欲的效果可持续12个小时。

而你感到饱足的速度还取决于你所吃的食物。在抑制饥饿信号方面，各种食物的功效并非是等同的可要好好了解啊！它可与你的身体健康息息相关的。由精制的碳水化物做的快餐可在胃中迅速溶解。与之相比，富含纤维的食物向肠内输送的速度就比较缓慢，可以刺激产生更多的PYY。戴维德·卡明斯和他的团队证明，蛋白质和糖都可以抑制生长激素释放肽，使饥饿激素迅速减少70%，而脂肪会使生长激素释放肽的水平减少得更慢，只能减少大约50%。研究者认为，高脂肪食品对生长激素释放肽的抑制力很弱，这可能是导致高脂肪饮食增加体重的深层原因之一。

不论烹饪的东西是什么，最终得到的信息都是：吃饱了。

五、午餐之后——食物和胃肠的一场对话

饱餐之后，太阳高照、微风轻拂。此时最好走上1.6千米回到办公室。当你走在人行路上，穿梭于人流之中的时候，你的脚和踝部的五十多块骨头——这是你全身骨头总数的1/4呢，连同许多块肌肉和韧带都被调动起来，和地面产生相互作用力。“如果我不能多走、快走，我恐怕会疯狂和死亡，”查尔斯·狄更斯(CharlesDickens)如是写道。歌德(Goethe)在散步的时候做诗。罗伯特·福罗斯特(Robert Frost)和但丁也是在散步时获得写作的灵感。有些观察家甚至认为著名的诗歌和散文中的节奏，比如，但丁的《炼狱》，就是人类模拟其自身的节律从走路时腿和胳膊的钟摆式晃动中得到的启发。

不论我们是否需要通过走路保持神志健康，我们的身体构造确实很适合走路。为了搞清楚这个看似简单的活动背后人体内部的活动，科研人员让研究对象在踏板车上慢走、快跑，并对他们的四肢活动和能量消耗进行分析。

我于2005年成为一名这样的志愿者，作为实验对象，我在哈佛大学的但莱伯曼(Dan Lieberman)实验室参与了全程的实验步骤。我的脚上装有压力感应装置，以显示我的脚跟和脚趾的脉搏。电子肌肉感应器会显示我的肌肉中能量的燃烧情况，我头部的加速计和速率回转仪监测到它的偏转度、倾斜度、晃动比率。我的关节——脚踝、膝盖、髋关节、肘和肩，上面附加的银色小塑料泡沫球，就好像红外线反射器一样，给位于3个不同维度的摄像机提供反射信息，使其定位在我的四肢关节的不同片段。然后我会带上一个面罩与仪器相连，该仪器可以测算出我在慢走和快跑时消耗的氧气量，依此计算出我的能量消耗。

这一整套装备就好像苦行者穿的刚毛衬衫一样，让人不舒服。尤其是头上的部分，由弹性的塑料泡沫和铁丝做成。但是能够借此了解运动的知识，这份不舒服也就值得忍耐了。“走路时的感觉是比较舒服的，因为身体储存的能量很容易就转化成动能，”莱伯曼如是解释。步行中的人体就好比一个反向的钟摆。身体以一条相对稳固的腿为中轴，只需要很小的能量——身体在上行过程中，储存的能量就几乎等同于在下行过程中消耗的能量。因此，身体可以巧妙地凭借每一步行走中储备的能量，减少自身65%～70%的能量消耗。

看着电脑屏幕上的实验结果表，我很惊叹于身体活动的奇妙。肌肉的时钟结构式能量消耗，胳膊和肩膀规则的泵式活动，腿在大步行走中的节奏一致性。说明步行是一种非常高效率的运动——至少在最佳的速度时是如此。“大约1.3米/秒的速度，或者5千米/小时多一点的速度是最节能的，”R·迈克尼尔·亚历山大(R.McNeil Alexander)里兹大学的生物学家如是说，因为在此速率之下，肌肉的运动效率最佳。当速度加快或者减慢时，身体的能量消耗都会快速上升。不过身体知道该怎么把能量消耗降到最低，哪怕在其运动速率最不适合的时候。在一次实验中，加拿大的科研人员，让运动员们用蹩脚的步态行走——小碎步或者奇怪的大跨步。研究人员发现，运动员们会自觉地调整步调和步幅以将能量消耗降到最低。研究者说，我们走路的时候，步幅和步频的关系并不是机械的巧合。在行走过程中，我们的身体会不停地自动监测我们的步态并且随时进行必要的调整，这一切都是在我们无意识的状态下发生的。

但是现在你跑慢了，于是你加快了速度。当你抛开能量，利用效率而加速的时候，呼吸会变得费力。休息的时候，你每分钟会呼吸16次左右，吸入大约9升的空气。但是当你急着跑回办公室或者穿过繁忙的商务区时，你对空气的需求量会剧增15～20倍。那么，身体是如何知道它缺氧了，需要加强呼吸来调整的呢？

长达一个多世纪以来，专家们都在探寻这个看不见的氧气感应器。不久前，弗吉尼亚大学的生物化学家，发现了一种被称为SNO的一氧化氮，认为它可能就是这个感应器。一氧化氮是雷电中产生的气体，因为其与臭氧反应会产生雾而被人们广泛认识。人体在其细胞内部也会制造一氧化氮，它的一系列功能包括控制肠胃器官中的肌肉、扩张血管等。现在专家们认为以SNO形态存在的一氧化氮，还是使得血液与大脑中控制呼吸的区域相联系的信使。

我很高兴了解到这个观点，即闪电中产生的气体，也正是燃起我们加速呼吸，使我们得以快跑回办公室的原因。

虽然快走使你气喘吁吁，但也让你精神振奋，你闪进洗手间飞快地刷牙以平缓呼吸。

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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