大脑的变速器:如何优化你的大脑

【川透社编译报道】蓝斑核是大脑重要神经元,包括四个档位活动模式,影响着人类思维过程。人类最佳认知表现常出现在二级档位,且心流状态等相关。人类可以训练蓝斑核能力、调整大脑活动,改善心理和精神健康。

将你的手指放在颅骨后部,大约与耳朵顶端齐平的位置。在这里头发、皮肤和骨骼的深处,靠近大脑根部的一个充满液体的腔体里,有一小束青金石色的细胞。这个细胞就是蓝斑核(locus coeruleus)—拉丁文里意为“蓝点”。在蓝斑核几毫米的微小体积中,隐藏着对思维的巨大影响力

研究显示,蓝斑核可以协调我们的思维过程,它是大脑的“主开关”,更为贴切的说是“变速箱”。神经科学研究者兼作家的米特·斯托罗尼(Mithu Storoni)指出:“蓝斑核会根据你正在进行的特定脑力劳动,来调整大脑的运转节奏”。当蓝斑核处于合适档位时,我们会心情愉悦地专注于当前任务。反之,则会导致我们陷入无尽的拖延或挫败感中。

直到最近,我们对蓝斑核的运作过程才有了更多了解。蓝斑核是可训练的,并对认知和心理健康产生直接影响。通过使用正确技术,你可以调节蓝斑核档位,影响你的心理状态,包括专注程度、压力水平、跳跃性思维和快速反应能力。

研究历程

科学家们花费了近两个半世纪,才对蓝斑核有了更充分的理解。18世纪末,玛丽·安托瓦内特(Marie Antoinette)王后的医生——菲力克斯·维克-达吉尔(Félix Vicq d’Azyr)首次发现,脑干中有一个小蓝点,这个结构包含至多50,000个神经元。直到20世纪,这个小蓝点的具体功能才被探索清楚。20世纪40年代,日本研究人员观察到,蓝斑核受损后的实验猴会丧失意识。

随后实验又揭示,蓝斑核的作用与其独特外观密切相关。它是大脑中去甲肾上腺素的主要生产者,并将其储存在自身的蓝色束状结构中。来自澳大利亚悉尼大学的詹姆斯·麦克·希恩(James Mac Shine) 解释道,当蓝斑核中的细胞活跃时,会通过其束状结构传递去甲肾上腺素,刺激其他神经元细胞。所以斯托洛尼(Storoni)认为,蓝斑核的活动直接影响人类的警觉性或唤醒状态。换言之,蓝斑核细胞越活跃,脑区之间的信息传递就越容易

长期以来,因蓝斑核的体积和位置,实验时难以测量其波动,人们认为它只在人体感到压力或恐惧时启动。如今,人类拥有了脑成像技术等更好的方法加以监测。据微观调查显示,蓝斑核有许多解剖学特异性,有助于协调不同的大脑活动模式

多篇科学论文呼吁重视蓝斑核研究,如今研究已达到临界值。其中最有趣的是蓝斑核的四种活动模式,每种模式都不同程度地影响着思维和行为,所以斯托洛尼将蓝斑核比喻为大脑的“齿轮系统”。

蓝斑核的活动档位

  • 零级档位:睡眠模式

依照齿轮系统这个比喻,“零级档位”就是睡眠时蓝斑核的状态。此时,除却一些增强长期记忆的短暂活动,蓝斑核几乎完全沉默。萨拉(Sara)与奥克萨娜·埃申科(Oxana Eschenko)通过合作实验发现,蓝斑核的激活与第二天测量到的记忆表现直接相关。如果阻断它,就会出现记忆缺陷。

来源:《新科学家》
  • 一级档位:低唤醒模式

当我们醒来,蓝斑核就会进入“一级档位”——一种低水平的基础活动状态。去甲肾上腺素使大脑进入有意识状态,但仍处于低唤醒模式。因此,我们这时注意力匮乏,可能容易走神

来源:《新科学家》
  • 二级档位:中等水平模式

该档位的特征则是中等水平的基础活动状态短暂的神经递质释放,这有利于大脑更有效地处理新信息。

萨拉提出,蓝斑核有助于灵活思考,在人需要转换注意力、调整行为的关键时刻,它会重新组织人的前脑。随着去甲肾上腺素水平的增加,大脑不同区域之间的交流变得更容易。前额叶皮层会率先作出反应,此时蓝斑核的基础活动与去甲肾上腺素释放的峰值相关。如果峰值足够大,就会触发“网络重置”——将注意力转移到新的重要信息上。

来源:《新科学家》
  • 三级档位:高唤醒模式

当基础活动变得过激,则会出现问题。“三级档位”下,从蓝斑核释放出的大量去甲肾上腺素可以激活与情绪处理相关的大脑区域。这些区域的受体通常只在神经递质浓度达到较高阈值时作出反应。这可能导致“战斗或逃跑”反应——如果我们处于危险中,需要高度警觉时,这种反应就很有用。不幸的是,许多不涉及危险的情况,如工作压力,也会将蓝斑核推入最高档位。当我们需要高度集中注意力时,就可能会感到不堪重负。

来源:《新科学家》

焦虑症、创伤后应激障碍(PTSD)患者的蓝斑核会更轻易处于“三级档位”的高唤醒模式中,因为这类患者无论清醒或睡眠时,去甲肾上腺素的释放都在增加。蓝斑核的换挡机制也与注意力缺陷多动障碍(ADHD)有关,过快换挡会导致专注困难。但部分现有ADHD药物,比如利他林,就可以通过调节激素水平来间接影响蓝斑核的活动,进而调节患者的注意力失衡。

最佳档位

鉴于以上发现,许多神经科学家现在认为,蓝斑核“二级档位”的中等活动水平是实现最佳认知的关键

2016年荷兰莱顿大学实验,科学家们用变形图像测试参与者的注意力,并用眼动仪测瞳孔。结果显示“二级档位”下,参与者表现最佳。其他研究表明,该档位下拥有更集中的注意力,能帮助人短期记忆更多信息,有利于完成复杂心理任务。

“二级档位”还能增强“趋同创造力”。对于较简单的问题,适度的压力可将蓝斑核活动从低水平提升到最佳点。但超负荷的压力和焦虑则会使蓝斑核过度运转,导致思维模糊,甚至进入三级档位。

近期研究表明,“二级档位”是著名“心流状态”的基础——这是一种完全投入任务以至于忘记时间流逝的感觉。荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯大学的研究人员在玩记忆外星生物序列的游戏中,发现心流感受与蓝斑核的活动一致。

心流出现在任务具有适当挑战性时。因此,选择合适的任务难度可能是改变心理档位和利用蓝斑核力量的一种方法。希恩还指出,有证据表明,冥想等练习可以增强整体注意力和情绪调节。

寻找“心流”状态

另一个调节蓝斑核档位的策略,是充分利用身心连接斯托洛尼提出,蓝斑核与自主神经系统相连,系统调节心率和呼吸等,所以身体运动可以影响其档位。例如,清晨快走等轻度运动可以将一级档位升到二级档位,也可以靠瑜伽、呼吸控制等从三级档位放松下来。日常需听从生理节律安排活动,在早上正在进入“二级档位”时,可以结合联想和分析思维,完成那些需要创造力的任务;等到进入稳固的“二级档位”时,或下午三四点左右,完成需要集中专注力的工作更佳。

我们可能还需要重新调整管理工作的方法。单调或无聊的任务可能使我们降至一级档位,这时可适度增加心理负荷;高强度工作易导致疲惫,这时则需要安排定期休息。

在未来,新技术有望帮助我们训练蓝斑核斯托洛尼指出一系列最近的实验,通过屏幕反馈瞳孔扩张信息,观察参与者想象场景后蓝斑核的调节唤醒状态,发现经过训练后的参与者对蓝斑核控制更好。

你可能需要等待一段时间才能广泛使用此类设备。现在行之有效的,就是了解大脑档位,增强自我意识——在大脑刺激过度或不足时适当调整行为。研究蓝斑核花费了近两个多世纪,但现在是时候重视它了。【全文完】

来源:《新科学家》2024年10月13日刊 | 作者:David Robson
原文标题:Tune up your brain