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发布时间:2020-06-05 15:20:48

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作者:(美)艾克纳恩·戈德堡

出版社:中信出版集团股份有限公司

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智慧大脑:高水平思考的大脑认知训练

智慧大脑:高水平思考的大脑认知训练试读:

前言

一名出生于婴儿潮时代的认知神经科学家的思考

列夫·托尔斯泰在《安娜·卡列尼娜》开篇写道,不幸的家庭各有各的不幸。中年危机也各有不同。30岁时我首次察觉到中年危机的阴影,就此开始寻找情感宣泄的途径。一种奇特的时间对称感出现了。平生第一次,我觉得过去和未来同等重要,并急切地希望一探究竟。我突然想要盘点自己的人生,拼接起松散杂乱的碎片。26年来,我第一次回到故土,找寻半辈子没联系过的老朋友。我写了一本书,算是一本知识分子回忆录,试图以连贯的视角来看待我的过去、现在和未来。

出于切实存在的理由,我也决定评估一下多年来身体受到的损害,这并非突发奇想或者出于实验目的。在疏忽了多年之后,我经历了一次漫长的全面体检。我很高兴地发现,各项医学指标都显示我的健康状况良好,从生理学上来说,我要比实际年龄看起来更加年轻。尽管高兴,但我并不特别惊讶,因为我感觉身体状况很好,精力也没有随着年龄的增长而下降。

怀揣惶恐与不安,我又做了脑部MRI(核磁共振成像),以此察看日益老化的大脑结构。我的智力并没有呈现下降的迹象。相反,我有充分的理由相信我的认知能力良好:我刚刚出版了一本相当畅销的书。我仍旧去世界各地演讲,无须借助笔记就能侥幸应对听众提出的那些技术性问题。任何时候,我都能同时处理很多事,通常还不会出错。我的精神生活充实而丰富。我在神经心理学方面的个人研究和事业蒸蒸日上。偶尔我还会戏谑比我年轻得多的助手和研究生,取笑他们的体能和注意力都不如我。

然而,我知道自己携带某种基因。我的父系遗传和母系遗传中均未发现痴呆症的基因,但我母亲在95岁高龄死于中风。她的弟弟基本属于大脑健康的人,但患有一种好发于高龄的脑血管疾病“多发性脑梗塞”。他的病情是我根据他的脑部MRI结果诊断出来的。

更重要的是,多年来我的生活方式并不是很健康。我成长在俄罗斯(确切地说是苏联),27岁那年来到美国。虽然摆脱了苏联的政治体制,但我保留了许多自我毁灭式的生活习惯。我十几岁就开始抽烟,一直到四十岁出头才成功戒烟。我喝起酒来也比美国的中年犹太裔知识分子多得多。总之,我的生活里积攒了太多“毒素”,早晚会为此付出代价。

作为一名认知神经科学家,我习惯在实验室里从理论角度冷静地观察大脑。作为一名临床神经心理学家,我能够敏锐地观察到脑功能障碍和脑损伤的细微症状——我指的是别人的脑损伤。MRI检查意味着我将清清楚楚地发现我的大脑的所有潜在问题,这让我感到非常害怕。

这种矛盾并非是我独有。偶尔和朋友——其中包括世界著名的神经学家、神经病学家和精神病学家——聊天时,他们都说自己只对颈部以下的身体部位感兴趣,脑袋里装的是什么,他们根本不想知道。这种不可知论的声明总是伴随着一阵神经质的窃笑,我能理解他们。

但对我而言,对事物的未知通常代表着焦虑,而清晰地了解则总能起到积极作用,无论了解到的内容是好还是坏。朋友和对手通常会用不太好听的动物绰号形容我的性格特征,但他们从未将我比作“鸵鸟”。我一直很自豪于自己勇往直前的个性,现在我的脑袋正要进入脑部扫描设备的磁体线圈中。神经外科医生吉姆·休斯是我的朋友,起初我请他为我做MRI检查时,他对此嗤之以鼻,并且努力说服我放弃这个想法。“如果发现良性肿瘤怎么办?”吉姆一直说,“你的生活会被痛苦毁掉!”他举出哈维·库欣的例子,后者堪称美国神经外科之父,但他自己的脑袋里就长了良性肿瘤。

对此,我自信地答道:“我的内心足够强大,肯定能理智地应对任何结果,而且不管怎么说,知道总比不知道好。”“要是我们在你的大脑里发现什么问题,那么我的生活会被痛苦毁掉!”吉姆恼怒地说。

经过一番争论,我们达成一致:为了满足我病态的好奇心,吉姆可以接受余生忍受折磨这一代价。我得到了吉姆的默许。

作为认知神经科学家和临床神经心理学家,35年来我一直在研究各类脑损伤对人类心智的影响,也观察和分析过成百上千的脑部CT(电子计算机断层扫描)和MRI,但将要观察我自己的脑扫描图像还是第一次。我比大多数人更了解,即使是最细微的脑损伤,也能给人们的智力和心灵带来灾难性的影响。但归根到底,我对吉姆说的每一句话都发自肺腑。我相信我能接受任何消息,包括坏消息,而且在任何情况下,了然都比无知更可取。所以,在一个阳光明媚的四月天,我走进了位于曼哈顿中城哥伦布圆环的MRI大楼。

几天后我拿到了报告和图像(这些通常不允许交给病人,但我算是同行)。结果看起来不算糟糕,但也不算特别美好。放射科医生对我的脑沟(大脑表面类似核桃一样的褶皱)和脑室(大脑内部充满脑脊液的腔室)的描述是“大小正常”。据我自己观察,脑沟确实如此,但脑室看起来有些大,即便已经考虑到因为年龄增长而带来的预期膨胀(“扩大”的技术用语)。这意味着我在一定程度上出现了脑萎缩。此外,报告中还提到左半脑有两小片区域的脑白质(连接大脑不同部位且被包裹在一种叫作髓磷脂的白色脂肪组织里的神经纤维)信号强度增高。我能看出来。这种检查结果不明确。对我而言,它们很可能是缺血性病变的表现,部分脑组织由于供氧不足而坏死:它们也可能反映了某些区域髓磷脂的减少——这种解释的可能性较小。按照我自己的理解,我出现了轻微的脑损伤。

不全是坏消息。我的颈动脉和基底动脉“流动正常”,且未见明显弥散。这表明我的主动脉干干净净,没有堵塞,没有脂肪堆积的迹象,表明我的血管非常强壮。这与我几个月前体检时接受的一项常规颈动脉多普勒超声检查的结果相同。结合有点高但基本正常的血压来看,这些检查结果意味着我有幸远离了突发严重中风和动脉瘤破裂的可能。海马体(已知的对形成记忆很重要的海马形状的脑结构)大小正常——这绝对是好消息,因为海马体萎缩通常是老年痴呆的先兆。

为了平息焦虑,我拜访了纽约的一位顶尖神经病学家——曾供职于纽约长老会医院(很多年前刚移民至美国时,我在这里得到了第一个工作职位)的约翰·卡罗纳博士。卡罗纳博士相当和蔼可亲,他对我进行仔细检查,观察我的扫描胶片,还把它们展示给康奈尔大学威尔医学院神经系放射学的负责人同事。他们得出了相同的结论,对我这个年龄来说,一切正常,包括两处缺血的“斑状”(形容“小”的一种独特说法)区域。“就是一个好用的大脑,没别的了。”卡罗纳说,带着他一贯讨人喜欢的幽默感。

然而,目睹过成百上千的扫描图像,我始终觉得我的脑室比同龄人的要大,而且图像上显示的微小缺血性病变并非全是老龄化的结果。为了解决这个问题,我给老朋友桑福德·安廷看了我的扫描图像。桑福德是纽约最有经验的神经系放射学家之一,我曾经和他合作过科学生涯中最具影响性的项目。

桑福德看了MRI图像,立即将一处斑状病变作为伪影排除了,并且自信且翔实地向我解释了伪影的形成过程。随后,他宣布另一处斑状病变“无关紧要”,断言我的脑沟和脑回(脑沟之间的隆起)“无比正常”,同时还夸赞了我的“完美大脑”。

至此,我终于解除了忧虑。回想起来,我发现这次脑扫描体验在神经学和神经心理学上都非常有趣。从神经学和神经心理学角度来说,超过一定的年龄,人们应该像我一样在常规体检中增加脑扫描项目,不需要年年检查,但至少三五年要检查一次。我们都知道预防检测的效用,也知道随着年龄的增长,我们会增添各种各样的苦恼。事实上,在医疗机构的推动下,人们已经普遍接受能够预防结肠癌的结肠镜检查以及乳腺癌筛查、前列腺癌筛查等。但脑扫描向来不在这种预防检查之列,好像大脑不是身体部位似的。这看上去非常不合情理,因为老龄人中痴呆症的发病率很高,而且通常超过其他疾病的发病率。智力、大脑和肉体

这种不合情理又令人遗憾的状态可能基于两种心照不宣的假设,一种来自普罗大众,一种来自健康专家。直到最近,按照医学和健康学的标准,多数人仍然认为智力不属于生物学意义上的存在。这无疑是一种误解,是长久以来笛卡儿身心二元论的产物。如今,受过教育的美国公众越来越能理解,智力既是大脑的一部分,也是人体的一部分。这是本书要探讨的主题之一。

在健康专家看来,痴呆症早期大脑诊断的有用性值得怀疑,理由是“反正我们对此无能为力”。换成军事术语,就是这类信息不具备“行动性”,是无用信息,只会让病人心烦,而且缺乏治疗方案,只会给社会带来不必要的经济负担。由于预防大脑衰退的各种药理学和非药理学方法的涌现,这种潜在假设(有时也不那么隐晦)正在迅速过时,虽然10年前它还“准确无误”。简单地说,“无能为力”的假设已经不再准确。

尽管论证很合理,但我首先得承认我的举动是神经症的一种表现。我可以肯定地说,对衰老产生一种神经质的反应,在数百万同龄人当中十分常见,无论你多么开朗(而且可能越开朗的人反应越大)。它可能表现为很多形式。作为神经学家,我立刻预约了脑部MRI检查。其他人则以不同的方式应对他们的老年期神经症。神经症通常表现为否认,或者更确切地说,是拒绝知道。我在几个同事身上见过这种反应。

我的这段经历为现代社会认真思考大脑衰老过程中智力的退化问题提供了一个出发点。正如自然界和生活中的多数事物一样,脑健康和脑损伤并非简单的二元对立,其中存在着灰色地带……即使涉及脑灰质,也可以这么说。“婴儿潮”的表述具有明显的美国烙印,但这种现象本身普遍存在。“二战”结束后的10年里,欧洲、苏联和北美地区的人口出生率呈爆发式增长。如今,社会越来越关注“老年痴呆症的蔓延”,全球数百万有见识的同龄人和我一样焦虑。他们中的很多人,可能是大多数人,和我一样携带某种问题基因。在他们的焦虑中,哪些是神经质的,哪些又是合乎情理的?

出于现实的考虑也好,出于神经质也罢,人们普遍会对智力的状态感到焦虑,尤其是在“中年成熟期”到来之际。而对我来说,不管智力的状态是好是坏,我都能通过专业知识进行解释。我知道大脑如何运转,也知道大脑运转不正常的种种表现。我和大多数焦虑的同龄人的不同就在于,我是一名脑科学家和临床医生,每天都在为智力退化和患有老年痴呆症的人诊断并治疗各种脑损伤问题。这也许会让我在焦虑中得到的体悟更能启发别人。因此,身为一名正在衰老的神经学家,我希望我的思考会对各行各业的同龄人有益、有用。

年轻时,对未知的渴望驱使我们前进,我们敢于冒险。而到如今这个年纪,人们常挂嘴边的是向往稳定。“稳定”是否必然等同于“停滞”?增龄性心智改变是否全都是损失,还是说其中也有一些好处?随着对自身心理状态的反思,我得出结论:尽管我很焦虑,且患上流行病的概率越来越高,但事情并非只有坏的一面。凭着某种直觉,我略感满意地发现,总体上我并不比30年前更笨。我的心智并不糊涂,事实上在某些方面比以前更强。出于心理上对老龄化效应的防范(希望现实中也能如此),我发现自己一直在推动自己前进。我和“停滞”展开了一场永无止境的搏斗。太过安逸的生活犹如一潭死水,我不想沉沦其中。

我在反思中发现,即使存在变化,我也不可能通过定量比较获得认知。总体来说,我的智力和数十年前相比既没有变低也没有变高,它只是不一样了。解决问题的方式变得更接近于模式识别。我不太擅长费心劳力的心理运算,不过也几乎没必要依靠它们。20岁出头的时候,我骄傲(有点轻率)于自己不做笔记就能领会一场关于高等数学的主题深奥的讲座,还能在几个月后通过考试。要是现在的57岁“高龄”,我甚至都不会尝试这样的壮举,太难了!

但其他事情变得容易起来。我的头脑里发生了前所未有的迷人变化。通常,当我面对外界的挑战时,总能莫名规避、放弃无用的心理运算,仿佛变魔术一般。解决方案似乎毫不费力地就自行出现了。年龄的增长让我失去了思考难题的能力,但我似乎收获了几乎称得上不对等的顿悟的能力。

反思中另一个有意思的地方是:我在努力解决难题时,经常会冒出看似漫无边际的联想,它仿佛一阵及时雨,乍一看与问题无关,最后却能形成非常有效的问题解决方案。过去互相独立的事物如今展现出它们之间的联系,这件事发生得同样毫不费力、自动自发。虽然对智力生活来说,我表现得更像是意外之喜的被动接受者而不是主动代理人。我一直努力想要跨越专业领域和其他知识领域的界限,随着“冒出”现象的频繁发生,我发现这种“头脑魔法”富有成效且令人满意,就像一个孩子找到了被藏起来的饼干罐,并且因为逃脱了惩罚而欢欣鼓舞。

还有一个更深刻的发现,几乎好到令我不敢承认:掌控自己生活的感觉,就像我以前从未体验过一样。也许听起来像患了轻微躁狂症(我没有,所以才能随意地说出来),我越来越感觉生活是一场盛宴,而过去我经常觉得生活是一场奋斗。尽管人们知道在生物学上,盛宴必然有终结的时候,但也许正是因为这种认识,他们才涌现出一种想要延长盛宴的冲动,强烈得如同大自然生发出来的力量,并且随着年龄的增长越来越强。衰老的过程中充满矛盾——虽惊异于它带来的影响,但仍遵循延长盛宴的内驱力。因为人生并非一条直通衰老的单行道,还包含着生存、剖析、理解和享受带来的起伏变化。

当你不用费力就能立刻想出对策时,这些奇特的精神活动现象是什么呢?是衰老的馈赠吗?还是圣人口中的“智慧”呢?起初,我害怕失去理智,唯恐自己对智慧奥秘的探求沦为一种愚蠢的行径。我试图远离诗意的语言,坚持使用占据了我大部分人生的严谨的科学语言,不谈“智慧”,而是谈谈“模式识别”。

但是,虽然我告诫自己不要过度解读,却越来越经不起它们的诱惑。这种矛盾激起了我浓厚的兴趣,渐渐呈现为一个新名词:智慧的悖论。我们的思想是大脑这个生物机体运行的结果。尽管大脑可能会老化、改变,但这一进程的每一阶段都会赋予你全新而不同的快乐和优势,同时伴随着失去和妥协,就像自然界的一年四季。如果我们年轻时用好奇和探索播下思想的种子,并在人生的成长历程中进行照料和培育,那么智慧就是思想作物丰收的果实。只有这样,我们才能真正享受到音乐巨星法兰克·辛纳屈(Frank Sinatra)所说的“黄金岁月”。于是我深吸一口气,一头扎进这个新项目,要写一本关于人类智力的书,将勇气化作智慧。在着手写作时,我不禁想到智慧这一概念包含认知、伦理和存在三个维度,内涵太过丰富,远非一本书或一个人就能探究它的全部。因此,我特意将本书的范围限制在智慧的认知维度——这诚然是一个狭隘的视角,但非常值得探究。本书概述

本书将综合各方面的内容,用紧凑的主题解读智慧的多面性。书中一些章节提到了历史和文化(第3、4、5、12章),一些章节聚焦于心理学(第1、4、5、8、9、10、11、12章),还有一些章节更偏向于大脑的构造、作用、功能以及功能失常的专业问题(第2、6、13、14章)。最后,我谈到了如何预防大脑的老化(第14、15章以及尾声)。这些看似不相干的主题由一条连贯的逻辑主线串联并直指核心问题:是什么让老化的大脑取得了非凡的思想成就,我们又该如何提高这种能力?为了保护病人的隐私,我使用了化名,但他们的故事是真实的。我也尽可能解释了在文中首次出现的术语。

第1章“大脑的一生”将简单介绍大脑如何为看似普通的日常活动提供动力。第2章“大脑的四季”讲述了脑发育、脑成熟以及脑老化的过程,借以引出本书的核心问题:老化的大脑何以创造非凡的成就?为了详细说明这一点,我在第3章“历史上拥有强大思想的老年人”里回顾了几位历史名人,尽管他们年龄很大甚至有的患有老年痴呆,但他们仍在各自领域创造过丰功伟绩。大脑对增龄性衰退的恢复力远比大多数人想象中的强,而且你会发现一些极为惊人的例证。

接着,我们会进一步研究年龄增长带来的好处——智慧、专业知识和能力(见第4章“文明孕育的智慧”)。随后我们将探讨本书的一个核心概念——模式识别。我们会研究不同类型的模式识别以及它们在大脑运行过程中所起的作用。语言就是一种模式识别系统,但人类的认知中还运转着许多其他类似的系统(见第5章“模式的力量”)。

现在是时候研究大脑中如何形成模式以及模式与记忆之间的关系了(见第6章“探索记忆机制”)。事实证明,所有的模式都是一种记忆,但并非所有的记忆都能形成模式。在第7章“永不消逝的记忆”里,我们探讨的主题是,模式究竟与其他类型的记忆有什么区别,以及模式为什么不像其他类型的记忆那样容易衰退。

成熟的模式识别机制如何帮助我们应对日常生活,这种脑力机制因何得以触发?第8章“记忆、模式和智慧”将讨论该主题。同时,我们还会介绍“描述性知识”(回答“是什么”)和“规范性知识”(回答“怎么做”)的关键区别。

回答“怎么做”的规范性知识,事实上对我们每一次的努力是否能成功至关重要。积累和存储这种知识的能力依赖于大脑额叶,而它特别容易受到增龄性衰退的影响。额叶在认知中的关键作用是第9章“‘预先’决策”的主题。

二元性是大脑的主要特征之一,至今仍是个谜。为什么大脑会分成两半?人们提出了无数理论和推测来解释大脑的这个根本特征,但谁也没有解开谜题。我们将研究关于大脑二元性的全新观点:右半脑主管“新奇”,左半脑存储成熟模式。这意味着随着年龄的增长和更多模式的积累,左右半脑之间的“势均力敌”将逐渐改变:右半脑的作用减少,左半脑的作用增加。随着年龄的增长,我们越来越依赖左半脑,越来越频繁地使用它。我们会在第10章“二元大脑:新奇与常规”和第11章“运转中的大脑二元性”里探讨这一全新观点。

大脑两个半球之间的分工不仅影响认知,也表现在情感上:左半脑产生积极情绪,右半脑产生消极情绪。这与不同的认知方式以及年龄增长有什么关系呢?第12章“抑郁症——服用百忧解的麦哲伦”将对此进行研究。

衰老对大脑两个半球的影响并不相同:虽然右半球会“萎缩”,但左半球却展示出了较强的恢复力。第13章“夏季的一个下雨天”将阐述这一点。这种神奇现象的背后隐藏着怎样不同的原因呢?答案就是第14章“勤动脑、多受益”里讨论的大脑终身可塑性。与多数科学家长期秉持的信念相反,只要我们活着,大脑就会产生新的神经细胞(神经元)。新神经元的产生和死亡由脑力活动调控。我们越多使用大脑,越能生成更多的新神经元,而这些新神经元会在大脑最常使用的部位死去。随着年龄的增长,我们越来越多地使用左半脑,从而防止了它的衰退。

这就引出了一个惊人的推论,它在几年前还被视为异想天开:你可以通过锻炼大脑来延长它的使用期限。第15章“认知训练”里,我们将介绍一些训练大脑的训练方式。

我们在尾声“智慧的价值”中进行了总结。总体来说,衰老并非全是坏事。事实上,它也许值得期待和享受。如果我们珍视智慧,那么衰老是为获得智慧付出的公平代价。

就让我们一起探索年龄增长所带来的智慧的悖论吧。  第1章 大脑的一生这就是大脑

多数人认为智慧、能力或专业知识不属于生物学范畴,但事实正好相反。一般来说,大部分人模糊地知道心智是大脑的产物,但很难理解两者的紧密联系。尽管在抽象意义上接受了心智与大脑的联系,但多数人并未从日常生活的角度对其加以理解。这要归咎于“身心二元论”的顽固影响——与勒内·笛卡儿密切相关的一种哲学教条(尽管有些哲学系学生认为这种说法并不公平),它强调大脑和心灵互不相关,且心灵独立于肉体而存在。论述这一课题的作品多如牛毛,比如安东尼奥·达马西奥(Artonio Damasio)的《笛卡儿的错误》(Descartes’E rror:Emotion,Reason,and the Human Brain)以及史蒂文·平克(Steven Pinker)的《白板:科学常识所揭示的人性奥秘》(The Blank Slate:The Modern Denital of Human Nature)。几个世纪以来,人们一直无法理解“心智是肉体的产物”这一观念,结果激发出关于矮人—— 一个小生物坐在我们的大脑里努力思考,以及“鬼魂作祟”——的生动想象。我曾在前一本书《决策大脑》(The New Executive Brain:Frontal Lobesina Complex World)中哀叹,即使“今天的文明社会不再相信笛卡儿的身心二元论……我们仍旧处处受到这种旧观念的掣肘”,并且在涉及我们精神生活的最高境界时难以完全接受心脑一体的观念。

我惊讶地发现,甚至备感震惊,人们的这种理解是多么脆弱和肤浅。几年前,我和一些同事推出了一个关于大脑教育的研习班,名为“心脑研究所”。研习班的目的是向公众普及脑科学的基本知识、大脑可能出现的问题及其对心智的影响,还有目前对各种脑疾病的治疗方法。令我们大为吃惊的是,公众的反应通常是不理解。我不止一次听到“大脑和心智有什么关系”这种夸张的问题,简直难以置信。还有一次,我在一场关于记忆的公开讲座里提到了大脑,听众提出了一个问题,其中的惊愕远远多于好奇:“记忆和大脑有什么关系?”

更令人难以置信的是,我在受邀参加一个有关成功秘诀的高级研讨会时也遇到了类似的问题。研讨会成员都是取得过辉煌成就的国际名人:世界著名的科学家、企业领袖、奥运冠军、知名艺术家以及备受关注的政治人物。这些各自领域内无可争议的“冠军”一个接一个走上讲台,分享他们的成功秘诀。大家很快得出一致结论,成功的关键在于两种要素的融合:其一是特殊才能,其二是性格特征,比如内驱力以及专注于崇高目标的能力。与会成员一致认为,特殊才能是取得重大成就的必要前提,也是少数人生来就具备的天分。毕竟,人们都已经接受了这样的事实:努力并不能让你变成莫扎特、莎士比亚或爱因斯坦,而成功的其他要素,比如动力和雄心,则“取决于个人”。发言者相继这么说道,仿佛他们都是游离于肉体之外的精神存在。

轮到我发言的时候,我试图传达这样一种观念:“内驱力”和“专注于崇高目标的能力”同样属于生物学范畴,起码部分如此,而人们在这些特性上表现有所不同的原因之一,就在于他们的大脑差异。正如以往对其他听众说的一样,我坚称性格并不能脱离大脑而存在,它其实是大脑的产物。

我的发言引发了一阵沉默,随即是一阵不安。几分钟后,研讨会成员中一位国际知名的杰出外交家评论说:“戈德堡教授,你的发言很有意思,但这次会议的主题是头脑,不是大脑。”

我一边惊诧于这名知识分子堪称无知的评论,一边思忖如何为心智和大脑的联系进行有力的论证,但出于社交而非智力方面的原因,我决定不再争辩。

我想传达这样一个简单的信息:你的身体做出的最轻微的动作都要调动特定的肌肉群,与此相同,看似毫不起眼的脑力活动也需要调用大脑的资源。而最简单的脑力活动也可能会因脑部疾病受到破坏。因此,当我们开始谦逊而坚韧地探索不同人生阶段的心智发展以及智慧的本质时,我们必须将其看作与大脑相关。借用一句政治俗语,本书的主题可以称为“这就是大脑,傻瓜”。请别在意这种措辞。

大脑老化是否只有坏处没有好处?我不这么认为。事实上,我愿意用尽我这颗老化大脑的所有活力来证明一个观点:正是年龄赋予心智增龄以优势。这是本书的核心要旨。

别再以为大脑老化、心智增龄必然意味着脑力衰退。心智增龄也会带来好处。随着年龄的增长,我们可能会失去记忆力和持久注意力,但也可能得到智慧,或者至少是专业知识和工作能力,这两者没有一个会受到讥讽。心智老化的得失是渐进形成的,而非一蹴而就,它们都植根于大脑的活动。关于心智老化不良后果的书籍已经足够多,因此本书将致力于探讨心智老化带来的收获,以及得失之间的平衡。

我们的文化偏爱事事圆满。由于年轻时经历过更为严酷的环境,我至今觉得这一点十分可笑,尽管我已经在美国生活了30年。最近几年发生过一起重大灾难事件,我记得我看过事件发生后的一次电视采访。专家干巴巴但准确地描述了当前的问题,这时采访者——著名的电视主持人——带着一丝不耐烦甚至是高高在上的语气说:“你能说些什么来安抚美国公众吗?”我心里想:“真是有趣的文化习语!‘给我一个幸福的结局!’否则后果自负!”

安慰并不总是一件好事。可以这么说,人们总会遇到生老病死,从长远来看,警告更能起到刺激作用。而在老龄化问题上,公众已经受到了警告。我们经常听说痴呆症、阿尔茨海默病,听说神经侵蚀、健忘和日渐加重的精神疲劳。很不幸,这些疾病的确存在,但我们也该听一听好的消息——真实存在的好消息,而非虚假的“安慰”。关于智慧的阐释

智慧就是好消息。纵观历史,在任何社会的民间传说中,智慧都是和高龄联系在一起的。智慧是衰老馈赠的珍贵礼物。但智慧能抵挡神经侵蚀的攻击吗?它能抵挡多长时间呢?

这就引出了有关智慧本质的问题。我们经常虔诚地使用“智慧”这个词,但是否充分了解其定义呢?我们了解它的神经构造吗?我们能从生物学和神经学角度大体解释智慧这种现象吗?还是说它过于复杂、多维度,再精密的科学都无法给出解释?

我并不觉得自己多有智慧,但是通过对我自身案例的反思,可以有助于理解智慧。它能够阐明智慧的本质,或者至少是其中的一个重要方面。本书的思路和论点皆是这种反思和洞悉的结果。

随着年龄的增长,现实生活中需要刻意创造新的心智结构的认知任务似乎在减少。相反,(广义上)解决问题越来越多地采用模式识别的形式。这意味着年龄越大,积累的认知模式就会越多。因此,我们很可能只需调出先前存在的一个模式,或是对已经形成的认知模式稍加修正,就能应对未来日渐增加的认知挑战。渐渐地,解决问题与其说是做出决策,不如说是模式识别。赫伯特·西蒙(Herbert Simon)等人的研究证明,模式识别是最强有力的认知成功的途径。

进化造成了大脑的多层构造,包括较老的皮质下结构和相对年轻的皮质,后者拥有一个叫作“新皮质”的特别年轻的组成部分。大脑分为两个半球:右半球和左半球。解决问题转向模式识别的过程改变了不同部位对认知进程所起的作用。首先,认知越来越依赖新皮质,并渐渐独立于皮质下结构以及其他较老皮质掌控的机制。其次,两个半球的平均使用程度发生改变。从神经学的角度来说,这意味着我们对右半脑的依赖在减少,对左半脑的依赖在增加。图1 人类的大脑(1)、(2)大脑半球,(3)皮质下结构。左脑的额叶区被移出,露出脑干和间脑。

在神经学文献中,能够让我们进行模式识别的认知结构通常被称为“吸引子”。吸引子是一个彼此紧密联系的神经元(大脑用于处理信息的关键神经细胞)群。吸引子有一个独特的性质,即能够自动且轻易地被输入的信息激活。简而言之,这就是模式识别机制。

我认为,如果能形成大量认知模式,且每一种模式都浓缩了大量相关经验的精华,那么我们就已经获得了“智慧”,或者至少是其中的某种关键成分。(写到这里,我听见科学界、人文学科界和社会运动界的批评家发出一片愤怒的咆哮,指责我把问题过分简单化,所以我得给自己留条退路。)

根据神经过程的特性,“智慧”(起码在我的狭义定义中如此)给老年人带来的好处是,让他们只需调用些许神经资源就能相对轻松地进行决策,也就是说,只需调用已经存储在神经系统内的模式。在一定程度上,智慧及其相关品质、能力、专业知识或许不会受到神经侵蚀的影响。这些都是本书的主要议题。

但在深入探讨衰老过程中大脑的认知增益机制前,我们需要解决几个问题。我们需要将智慧作为心理学和社会学现象进行研究。我们需要懂得自我满足,无论强大的头脑能否持续,能否在面临神经侵蚀时占据优势和取得胜利。这是本书的人文基础和出发点,随后才是从神经学角度探索智慧、能力、专业知识和衰老过程中认知增益机制的神秘旅程。早上好,大脑

在探索这些有趣议题之前,我们先了解一下自己的大脑。这一神奇的生物硬件如何工作?你在日常活动中怎样使用它?让我们从“头”开始,想象一下早晨的大脑是什么模样。

闹钟响了,铃声粗暴地袭向你的脑干、丘脑和听觉皮质。铃声将你从熟睡中唤醒,这意味着听觉信号以某种方式激活了脑干的一个特定区域,控制着一般性唤醒的网状结构。如果是其他声音——狗吠声、火警声、雨声,你会恼怒地叹口气,然后继续睡觉。但你不情愿地睁开了眼睛,你的听觉皮质在特定丘脑核团的帮助下,已经识别出声音的来源:闹钟。于是你的额叶,大脑的“超我”,告诉你这很重要,你必须起床了。

你起床,朝窗外看去。你还是迷迷糊糊,但视觉皮质已经开始工作,让你能够欣赏清晨的美景。别把这当成理所当然。当视觉皮质受损时,即使眼睛正常也会发生皮质盲。患有皮质盲(中风或大脑受到机械性损伤)的病人能分辨各种层次的亮度,甚至能识别周围有东西在移动,但无法辨认出所视对象。在某些情况下,如果视觉皮质受损范围特别广,病人甚至会意识不到自己已经失明。这种情况被称为安东综合征。图2 大脑的不同区域:它们分别起到什么作用(1)唤醒;(2)识别闹铃;(3)发现牙刷;(4)使用牙刷;(5)核对时间;(6)制定一天的日程。

窗外阳光明媚,你感觉不错。“感觉不错”意味着你的左额叶很活跃,因为它掌控积极情绪。这没准也意味着大脑中一种特殊的神经介质——多巴胺正在发挥作用。

你一边走进浴室,一边搜索熟悉的物品:牙刷、牙膏、漱口水、刮胡刀。熟悉吗?你当然认识这些物品。但是如果没有左脑的视觉联合皮质——它大约位于枕叶和颞叶之间,你就无法将这些东西识别成有意义的物品。大脑的这一部位在努力工作,尽管你也许还没有完全清醒,但却能毫不费力、从容地在浴室洗漱打理。如果该部位受到损害,你仍会看见这些东西,但却辨认不出它们是熟悉和有意义的物品。图3 大脑的不同区域:它们受损后会怎样(1)安东综合征——皮质盲;(2)视觉失认症——没有能力辨认一般对象;(3)观念性失用症——不能完成熟练的动作;(4)韦尔尼克失语症——主要影响物体;(5)布洛卡失语症——主要影响动作词;(6)执行障碍——损害计划性。

这样的事恰恰发生在我的一名中年女病人身上。一天早晨,她走进浴室,环顾四周,发现完全不知道放在那儿的东西是什么。她惊恐地驾车前往当地医院,立刻进行了CT扫描。原来她前一晚中风了,影响到视觉(枕叶)皮质,造成了一种叫作视觉物体失认的情况。颅脑损伤和痴呆症也会引起这种情况。要恢复她的脑功能,需要制订全面的认知康复计划,她因此成了我的病人。

你应该庆幸自己的视觉联合皮质功能正常。你伸手去拿牙刷,90%的可能是用右手,因为大约90%的人是右利手。你左脑中的运动皮质(大脑和身体之间的神经通路大多是交叉的)迅速启动,你的小脑和基底神经节也是如此。没有这些大脑结构,即使最简单、最无意识、最不费力的动作,你都不可能完成。

你把牙刷抓在手里,这似乎是一个简单的动作——假如不理会那些骚动的神经的话,瞧啊,你做得对:你抓住了牙刷的手柄,而没有抓住牙刷的刷头。但为了完成这个简单到不可思议的举动,必须要有复杂的神经系统介入。仅认识物品还不够,你必须知道如何使用它们。与使用普通物品对应的运动程序知识存储在顶叶里,其中大部分位于左脑。该部位若受到中风或阿尔茨海默病的损害,通常会造成观念性失用症。病人丧失根据功能使用普通物品的能力,开始胡乱地操作它们,就像是从其他世界来的一名新人——那里不存在这些物品,因此也不可能认出它们。有时候这种障碍会表现为古怪的穿衣失用症,病人丧失了正确穿衣服的能力。这在痴呆症中也很常见。

但你的神经系统处于最佳状态,洗漱完毕后,你立刻穿上西装。城市正在苏醒,旁边建筑工地响起的吵闹音乐声从厨房窗户飘进来。“真是垃圾”,你的右颞叶抱怨道,它负责处理音乐,于是你抽动一下嘴角。严格说来,右颞叶只负责产生审美判断,将其输出为语言的是你的左脑。

匆匆喝一杯咖啡,浏览一遍早报。当你浏览头条新闻时,左半脑活跃起来。左颞叶理解名词,左额叶理解动词,左顶叶处理语法。如果这些部位遭到破坏,会导致各种失语症。与此同时,前额皮质正疯狂地想要弄清楚“经济行将衰退”这一消息对你的工作意味着什么。纳斯达克指数连续三天下跌,道琼斯工业平均指数也是一样。你记得几天前报纸上说股市依然看涨,也许你的股票投资组合遇到了问题。这些表示你的海马体功能正常。海马体无疑是学习新信息的关键。

春天的早晨阳光正好,但股票交易行情让你暂时处于一种焦虑、激动的情绪中。控制情绪的杏仁体临时占据优势,而且很可能是右杏仁体,原因我稍后会解释。

你急忙冲出家门,脑子里想着该如何应付五场会议和三场电话会议,它们全都安排在今天。负责按时组织事务的前额皮质正在努力,试图完成不可能的任务:非常精确地安排好八场会议,不浪费一点时间。

在电梯里你看见一张陌生的面庞。大楼里的新房客吗?你的右脑对这张面孔进行分析,并得出“人是新来的”结论。

你坐上出租车,看了一眼手表。你的顶叶很快接收到表盘的信号。你会准时进入办公室,差不多吧。但你正要松口气时,发现出租车司机刚刚拐错了方向。难怪,你想,他可能刚来,还不熟悉这座城市。你迅速控制局面,试图指引司机开回正确的路线。这需要额叶(排序)和顶叶(空间信息)的协同合作。但司机听不懂你在说什么,因为他不会说英语!你即兴打起通用手势来指挥他(你的额叶、顶叶、颞叶紧张地协作起来)。

你终于到目的地了。你迅速支付车费然后点数找零(左脑的顶颞部位如果受损就会导致一种叫作计算力缺失的障碍,你会丧失计算能力)。你成功了。在等电梯的时候,你的大脑可以难得休息几分钟。

这究竟是怎么回事?你甚至还没开始一天的工作,你的大脑就已经在努力工作了。这些琐碎的、毫不费力的常规早晨活动实际上需要大脑的各个部位参与进来。我首先要承认,我对早晨大脑活动的描述非常简单,仅仅强调了大脑舞台上的几个主要演员和大脑乐团里的几个主要乐手。事实上,我所描述的每一阶段除了主演以外,还涉及无数配角,它们协调一致为错综复杂的大脑表演合奏,每时每刻都在变化,并且相互之间及时进行顺畅的衔接。

从科学角度来说,这些合奏被称为“机能系统”——该术语由伟大的俄裔犹太人、神经心理学家亚历山大·罗曼诺维奇·卢里亚(Aleksandr Romanovich Luria,下文会详细介绍)提出。尽管神经科学家很久以前就推测出这一复杂的动态过程,但直到最近才真正能够观察到它们——功能性神经影像新技术的出现,为我们深入活跃的、不停运转和思考的大脑内部打开了窗口。看电视而已

为了具体说明功能系统的概念,说明智力的诸多方面以及由此引起的大脑诸多部位的协同合作,接下来我们会列举一个熟悉的事例:看电视。

周六的傍晚,你坐在客厅里,无所事事。你的狗蜷在脚边打盹。你喝着咖啡,或者别的你喜欢的饮品。确实闲来无事,你打开了电视看新闻。

在这种幸福的放空状态,你的大脑仍在努力工作,忙于一系列复杂而流畅的运转,而你看上去却非常慵懒。视觉皮质和听觉皮质忙碌地解析屏幕上的图像和克里斯汀·阿曼普(Christiane Amanpour)播报突发新闻的声音。对于简单的信号,大脑中较老的皮质下结构和丘脑足以处理,无须占用新皮质。但对于含有丰富意义的信息,就需要新皮质的参与了。

实际上,消化一条关于世界另一个角落紧张对峙的新闻,你需要调用大脑的大部分资源。阿曼普播报的新闻占用了你的大部分左脑(前提是你惯用右手,如果你是左撇子,左脑主管语言的概率大约仍占60%)。颞叶的一个负责语音感知、叫作“颞上回”的部位首先被占用,随后便要调动左半脑的其他部分。图4 看电视调用的脑区(1)机能系统是这样运作的:检查视觉图像;(2)理解播音员在说什么;(3)将它们融会贯通。

语言是一种极其复杂和多样的文化工具。我们通常把语言视作一种交流的手段。这是肯定的,但它的重要性远不止如此。我们下文会讨论到,语言是一种概念化的手段,它的信息压缩功能使我们能够用简洁的代码表达复杂的信息。大脑的语言系统分工很细。前文已经提到,存储物体词(名词)的左颞叶靠近视觉皮质。这是有道理的:我们对物体的心理表征主要基于视觉。存储动作词(动词)的左额叶靠近动作皮质。这也是有道理的:我们对熟练技能的心理表征涉及大脑的这些部位。确立事物相互关系的复杂表述则在左脑中进行处理,那里同时包含颞叶和顶叶,即左侧角回。

这些部位如果受损,会以不同方式破坏语言能力,用专业术语来说,就是导致不同形式的失语症,它取决于左脑受损的确切位置。受损的原因多种多样,可能是中风、颅脑损伤或者痴呆症。事实上,一种叫作“命名性失语症”(丧失了使用语言的能力)的特殊语言障碍,正是阿尔茨海默病的早期症状之一。

然而,右脑也没有置身事外。当克里斯汀·阿曼普的声音突然升高时,正是右脑察觉了其中传达的惊慌感。对于一个成年人来说,虽然左脑控制语言的诸多方面,但主管韵律的是右脑。韵律是通过口头交流传递出来的,借助语调和音调的变化,而不是词语的字面意思。这就是我们所说的“情感基调”。(右脑功能障碍会削弱处理这种“语言以外的”语境信息的能力,比如阿斯伯格综合征。由此造成的结果是,病人的行为变得呆板笨拙,经常会不合时宜,缺乏敏锐性和流畅性。)

你的狗也感知到了播音员声音中的紧迫性(我不知道它用的是哪个半脑;人们对动物半脑的研究并不广泛,尽管多年来我一直提倡这样的研究),开始吠叫。你听出这是狗在叫,而不是其他什么声音,眼睛并没离开电视屏幕。这也是通过左脑实现的,确切地说是左颞叶。左颞叶受损不仅会导致失语症,而且会丧失识别周围声音来源的能力。这种经常被忽视的情况被称作听觉联想性失认症。

与此同时,视觉皮质一直忙于解析电视屏幕上的图像。在神经系统良好的状态下,你很容易就能理解来自屏幕左半部分和右半部分的信息。你能这么做是因为你的左右脑功能正常,且连接它们的部位、被称为“胼胝体”的一团厚厚的神经束完整无缺。大脑半球受损,特别是顶叶受损,通常会导致单侧视觉不集中,甚至是彻底的视觉偏盲。患有单侧视觉不集中的病人很难注意到另一半视野中出现的信息——与受损的半脑正好相反。视觉偏盲比视觉不集中严重得多,一半视野完全被忽略。左侧视觉不集中或偏盲(由于右脑受损导致)一般比右侧视觉不集中或偏盲(由于左脑受损导致)严重。

更有趣的是,病人一般不会意识到左侧视觉偏盲或不集中。这种意识障碍本身也是一种神经系统症状,通常由右脑受损引起,被称作“疾病失认症”。疾病失认症会导致各种危险,因为病人可能意识不到任何失常的情况,不仅仅是视觉偏盲或不集中。想象一下,一名意识不到自己患有视觉不集中的司机。不幸的是,右脑中风的病人十分常见。尽管事实显而易见,但病人很可能不相信自己受到了损伤,这通常被称为“否认”,但严格来说并非如此。“否认”暗示了一种知道以及选择不去知道的完整能力。而在疾病失认症中,脑损伤让这种认知自身障碍的能力彻底丧失了,病人经常坚持驾车以及从事危害自己和他人的其他活动。

在一个高度防护的环境里,视觉偏盲或不集中造成的影响,与其说是悲惨,不如说是好笑。我永远记得养老院里一位因为右脑中风而患上左侧视觉偏盲的老人,愤怒痛骂护士“搞阴谋”的样子。他大发雷霆,因为坐在餐桌对面的病友总能得到一块牛排,而他永远只有土豆泥——的确太不公平了。其实导致这一不公平的原因很简单。厨房的工作人员习惯将牛排放在托盘的左边,将土豆泥放在托盘的右边。因而这位老绅士总是看见他托盘右边的土豆泥和坐在他对面的家伙托盘左边的牛排。你没法跟老人解释清楚问题在他自己而不是其他人,直到学会将托盘反过来放在他面前,病人仍旧坚信他是这场阴谋的受害者,他自己没做错什么。除了吃饭时感到愤怒以外,他是疗养院里最快乐、最无忧无虑的病人。

与老人不同,你的视野很好,左边、右边、中间,所以你能扫视整个电视屏幕,密切注意重要的细节。扫视富含细节的视觉场景,并从环境中随机提取重要信息的能力需要调用额叶上一个叫作“额叶眼动区”的部位。它们在你将克里斯汀·阿曼普的评论与屏幕上的图像联系起来时就开始发挥作用了。

此时,你正在处理屏幕上的具体视觉图像。你认出它们代表着有意义的物品:房屋、汽车、树木……以及令人沮丧的坦克、枪支等。这激活了视觉皮质的另一个部位,视觉联合皮质,上文已经提到它主要位于左脑。

你还看到许多脸庞——微笑的、担忧的、快乐的、生气的,还有遥远的国家里陌生人的脸庞。你注视着他们,试图窥探这些脸庞背后的心灵,此时你右脑的颞叶正在工作。研究证明大脑的这一部位负责面部识别。

奇怪的是,识别克里斯汀·阿曼普的面庞主要靠的是左脑。这是大脑的一种特殊劳动分工。右脑更擅长处理新奇、陌生的信息,左脑则更擅长处理熟悉的信息。这适用于大多数种类的信息,因此,陌生人的面部信息由右脑处理,而公众人物或是你一直见面的亲朋好友的面部信息由左脑处理。

随着“突发新闻”报道的进行,电视屏幕的右上角出现了一张地图以显示事件发生的地点。这激活了顶叶和枕叶的联合区,前者负责空间认知,后者负责视觉认知。神经科学家将大脑的视觉系统区分为“何物”以及“何地”两种。“何物”系统位于枕颞联合区,负责物体识别。“何地”系统位于顶枕联合区,存储空间信息。

随着视觉图像和记者的叙述无缝融合成一个故事,你甚至意识不到哪些信息来自眼睛,哪些信息来自耳朵。它们在你的大脑里交织缠绕为一体,这是因为你的多模态联合皮质在正确有效地发挥作用。这部分脑区负责将来自不同感官的信息整理合成一出神经系统的多媒体戏剧。最新的进化论研究表明,该部位特别容易罹患阿尔茨海默病和其他类型痴呆症。“这个地区已经第三次出现在本周新闻里了。”你一边关注“突发新闻”,一边自言自语。为此,你必须有能力把当前新闻里播报的事件与记忆里过去几天的新闻关联起来。你刚刚成功调用了近期记忆,其中海马体的作用非常重要。海马体也很容易受到阿尔茨海默病的损害。事实上,纽约大学医学院老化与痴呆研究中心的莫尼·德莱昂(Mony de Leon)及其同事已经开发出了基于MRI精确测量海马体大小的创新性技术,从而可以及早预测罹患阿尔茨海默病的情况。

现代化的神经科学研究给我们带来了好消息:海马体中有新的神经元发育。尤其令人激动的是,通过认知活动和锻炼大脑,能够影响海马体中出现新神经元的速度。我们会在之后的章节里探讨这一点。

随着新闻的播报,你努力弄清这个冲突四起的地区接下来会发生什么事。预言游戏像下棋一样棘手。你需要评估整体环境,并且站在几方主要势力的角度进行思考。你需要合理地推测他们如何看待形势。拿破仑精通此道,他告诫三军统帅:预测对手的行动时,别指望他会按你想的那样做。努力从他的角度弄清楚他最想做什么,考虑他的人生轨迹和对他有用的信息,而不是你的。认知神经科学家把这种换位推测他人心态的能力称为形成“心理理论”的能力。

从进化论角度来说,这些复杂能力——计划、预测、形成心理理论——形成的时间都非常短。它们只存在于人类的发育中,不妨说是它们使得我们成为人类。我们直到最近才认识到,所有这些复杂的功能都由前额皮质控制。我在前一本书《决策大脑》中详细描述过。大脑最年轻和最复杂的部位是最后一个发育完成的。大脑直到18岁甚至可能推迟到30岁才能发育完成。这证实了多数现代文明共有的习惯:成年人法定年龄在18岁左右,而参与最高一级选举活动的人的年龄甚至更大。容易损伤前额皮质的神经及精神疾病的范围很广,比如痴呆、精神分裂、颅脑损伤等。前额皮质功能障碍也会受到破坏性不那么强但仍具有破坏性的情况的影响,比如注意缺陷、多动障碍和多发性抽动症。

你的前额皮质一开始工作,你就开始玩起了水晶球游戏,试图进行政治预言。你的前扣带回皮质也在行动,这个与前额皮质紧密相连

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