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神经科学中的哪些发现彻底改变了你的生活? 第1页

  

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01 三个基本原理

大脑运作有三个基本原理:

  1. 神经可塑,无论老幼;
  2. 用进,废退;
  3. 一同激活,更易联结;

1和2不难理解,关于3的理解:同时被激活的不同神经元,更容易联结在一起.

  • 例如,每次画画时,都吃一份最喜爱的食物,画画所调动的神经元和美食所激活的神经元会更容易联结在一起。如此持续一段时间后,每当(想到)画画时,美食所激发的神经也会自动激活,使画画更愉悦,更愿意画画;
  • 例如,如果每次动食指时,中指都一起动,久而久之,当你想用食指给人指路时,中指也会一起无意识地一起用上;

更深一层,如果两种行为所对应的脑图原本就距离得足够近,经过一段时间的联结行动后,原本两个分化的脑图会演化成同一块脑图。

(脑图:粗略地假设左手五根手指所对应的控制神经分别为a,b,c,d,e,那么abcde所构成的就是左手手指的大脑地图,简称脑图.)

这意味着脑图并非固定,而是会演化(可塑)。也就是说,如果部分脑图(脑区)坏死的话,有可能调用其他部分脑区来替代行使其原来功能,越是使用,脑图便演化得越大。

至此,三条原理互通。


02 生活认知改变

基于上面的理解,对生活的认知再也不同:

  1. 人的一切感受与行动,本质上是神经元的激活与抑制。也就是说,神经及其联结,决定人的一切情绪、思想与行为;
  2. 技能与学习,不要去定义“难”与“易”,那是静态的。去理解它的基本构成元素,就像去认识一个神经元;然后去联结一个个基本元素,就像联结一个个神经元;唯手熟尔,无他;
  3. 联结化归,可使技能演变成艺术——万物万象本没有所谓的分界分科,人为地“分”,是为了更好地理解与精进,若执念成了“分离/分隔”,甚至为了日后的“跨界”而“分界”,那是认知上的作茧自缚;
  4. 年龄与时间一样,是一个人为创造的概念,用以更好地理解现实世界与生活;神经终生可塑,自然就不必设限/受限于“什么年纪了,要做/不要做什么事”;
  5. 人是同一个人,脑是同一个脑,心是同一颗心,时唯有此一时,神经元的不同激活与联结方式使人感知到变化与分化;
  6. 脑内的碎念与外界的嘈杂,对于神经来说,本质上没有区别。去动态地觉知、看清神经的变化,而非静态地定义、评判、盲从种种的情绪、想法、行为——前者是本质,后者是表象.

03 有趣的评论区

这里显示的是从评论区里筛选的有趣讨论,感谢@所有在评论区里分享想法的童鞋.

① 会不会因为没有好吃的就画不下去画了?

我们先来看看下面表里的场景分析:

在脑海里完成联结的,并非“画画”与“美食”,神经元认不得这些。从促进神经联结的角度来看,是美食的刺激,或是身边人的赞赏,又或者是YY自己画的画令达芬奇童鞋赞不绝口...这些没有本质的区别。

简单来看,问题在于:与意图神经一起被激活的,是兴奋神经?还是抑制神经?而何者为“兴奋”,何者为“抑制”,则取决于最初的意图状态。


相关阅读:

  • 这两本书,用世界顶尖神经科学家/医生的真实实验/临床病例,彻底改变了我对大脑与神经科学的认知,深刻地展述与印证着上述三条基本原理;
  • 绝对的「 Game Changer」.


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脚气致智


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此回答已被知乎日报收录:不是灌鸡汤,想要「天才的大脑」后天努力更重要

神经科学有很多有趣和有用的发现,对我影响最大的发现是大脑可塑性。

简单的说,大脑可塑性告诉我们:“天才的大脑”并非一定是天生的,后天努力更重要!

我们知道儿童的学习能力强,那是因为他们的大脑有很强的可塑性。直到不久之前,人们还一直认为,人类成年之后大脑就会定型,不再能发生重大改变。但是,最近几十年的研究颠覆了这个观念。

早期的研究工作是由Michael Merzenich等人开展的。他们的研究表明,皮层中的感觉和运动图谱可以被经验修改。

我们的大脑皮层对身体的表征与身体的结构有一定的对应关系,即为拓扑地形图(topography)。身体特定部位与皮层区域之间的映射称为体感皮层定位(somatotopy),并在皮层区域形成体感皮层定位图谱(图1)。

图1. 大脑的体感皮层定位图谱和形象化的小人

Merzenich等人发现这些映射的大小和形状可以随经验改变,甚至在成年动物中也是这样。当切断猕猴的手指到脊髓的神经纤维后,相关的皮层部位就不再对那根手指的触摸做出反应。并且,一段时间之后,这块皮层区域会开始对相邻的手指所接受的刺激做出反应。也就是说,周围的皮层区域填充了这块“沉默”的区域并接管了它。同样的,通过缝合一只手的两颗手指的实验也得到了相似的结果(图2)。这些动物实验表明,成熟的大脑皮层依然是可以发生改变的动态区域。这样的现象说明了大脑具备非凡的可塑性。

图2. 灵长类皮层感觉图谱的重构。(a)正常猴子的皮层中手部体感区的图谱,每个手指对应于相对独立的皮层区域。(b)如果将同一只手的两根手指缝在一起,几个月后皮层图谱会发生改变,被缝两手指之间曾经明显的分界会变得模糊。

对肢体损伤的病人的研究表明,这样的事情同样也会发生在人的身上。Ramachandran研究了一名肘部刚被截肢的人。截肢大约四周之后,当用一根棉签轻轻滑过他的脸时,他报告说感到自己刚被截去的手被触摸了。这种现象就是我们通常所说了幻肢感觉(phantom limb sensation)。与普通的幻肢感觉不同的是,这位病人手部的表征图谱竟然可以显示在脸上(图3)!

图3. Ramachandran所画的被截肢者脸上手部表征示意图

以上的证据是人类在遭受重大损伤之后表现出可塑性的生动实例。但是,正常范围内的经验变化,比如训练,能否影响成人大脑的结构呢?

研究表明这同样也是可以的。一个著名的实验来自于对识路能力出众的伦敦出租车司机的研究。Eleanor Maguire等人用fMRI脑扫描仪测试了16位黑色出租车司机,发现他们的海马回背部(与空间导航能力有关的脑区)比其他人的要大很多。并且,出租车司机的驾龄越长,其海马回就越大[1]。随后对准司机的研究还表明,海马回更大的准司机更有可能通过出租车司机资格考试。这有力地证明了,独一无二的经历确实能让大脑的生理结构发生切实而深刻的变化,并且能够导致这些脑区所控制的相关功能的变化。

更有力的证据来自对音乐家的研究。奏乐是个复杂的事情,每分钟能产生几百个音符,是人类文明的一个伟大之处。Thomas Elbert等人采用脑磁图考察了小提琴家手部的体感表征得出:音乐家的大脑与非音乐家的大脑有着明显的不同[2]。音乐家的大脑中与产生精细动作有关的脑区比普通人更大,并且这些区域的反应强度也更大(图4)。也就是说,由于这些音乐家的感觉经验的变化,大脑用更大的皮层区域和更强烈的反应程度来表征他们的手指感觉。更有趣的是,这些音乐家一般从早年就开始训练,并且大脑反应增强效应的大小与他们开始音乐训练的年龄相关。(所以说,学音乐得趁早。。)

图4. 演奏弦乐的音乐家手指皮层表征的改变[3]。(a)右上角箭头表示大拇指(D1)和小指(D5)的神经活动位置和反应强度。音乐家表现出更强的反应强度和更大的皮层表征区域。(b)大脑皮层反应的大小与音乐家开始训练的年龄之间的关系。

以上的这些研究表明:在正常的大脑中,平时的训练可以引起大脑皮层结构的较快改变,这反映了神经系统学习和保持新信息和技能的可塑性。

发现了神经可塑性后,我们就明白了人类大脑的灵活性远远超过了我们以前认为的那样。我们的大脑从未停止过对新事物做出反应,从我们出生的那一刻起,直到我们去世的那一天,我们的大脑都在不停学习、不断改变。正是由于神经系统的可塑性,才允许我们更够成为更好的自己:即便我们绝大多数人出生的时候都不能拥有一个天才的大脑,但只要我们后天努力,同样也能将大脑塑造成一颗能将我们带向成功的大脑。并且,这一过程在大脑成熟(25岁左右)之后依旧可以发生。

所以,请好好使用自己的大脑,它能帮你成就更好的自己~

如需转载,请点击rightknights.com/materi

参考资料:

1. Maguire, E.A., et al., Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2000. 97(8): p. 4398-4403.

2. Elbert, T., et al., Increased cortical representation of the fingers of the left hand in string players. Science, 1995. 270(5234): p. 305.

3. Gazzaniga, M.S., R. Ivry, and G. Mangun, Cognitive Neuroscience, New York: W. W. 2014, Norton & Company.

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想了解神经系统的发育?请见:母亲节 | 为什么准妈妈需要补充叶酸?

工作记忆的容量好像不太高,能提升么?请见:我们大脑的“缓存”有多大?

说了神经系统的可塑性,那分子层面的呢?请见:突触可塑性:陈述性记忆形成的细胞机制 - 知乎专栏 @陈李

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利益相关:第24届生竞国赛选手,银牌退役。

照这个说法我怕是被一只小龙虾挡在了北大的门外,真是呵呵哒。

媒体为了流量不要节操,寒的是热爱生命科学愿意在课业本就繁重的高中投入大量时间精力去学习的竞赛选手们的心。我们勤勤恳恳看书刷题做实验,秉烛达旦全年无休,却被一句轻飘飘的戏谑抹杀所有努力,这TM怎么能忍?

至于那些所谓权贵二代的阴谋化言论我想说,学竞赛买书做实验集训可能确实需要一点点财力支持,但学习方法因人而异丰俭由人,过五关斩六将的考试凸显的也是实实在在的能力,与家庭背景毫无扯上关系的可能。脑残和喷子们不过是看到了一个爆点,让他们自己高潮去吧。

PS微博用户财经太极猫在此前的南大支教事件中就发表了很多不良言论,这次又出来蹦哒,看到的朋友烦请顺手举报。




  

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