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脑重塑1
时间:2017-08-22 10:53:22

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,就能保持身体健康和心情愉悦。

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