你知道人的大脑,有多么可怕吗?
大脑的构造在很大程度上由基因决定,但神经网络的精细结构可以由经验来塑造。这也就是说,大脑是会变化的,尤其是通过学习,大脑中整合记忆的区域——海马体,会产生新的神经元,这些神经元会在下次学习新知识中继续发挥作用。这也解释了为什么越学习,大脑会越聪明,终身学习对大脑有益。
人在出生的时候,大约有1000亿个神经细胞。这些神经细胞被称作神经元,连接神经元的叫作突触,神经元通过突触来传递信号。
在出生前后很短的一段时间里边,人会经历一段大脑突触形成爆发时期,在这段时期大脑会自行发展,神经元会长出细小的分支,也就是轴突,它们向外伸张,寻找其他神经元上的小突起,就是树突,当轴突和树突碰撞,突触就形成了。这三个词要记住轴突,树突,轴突碰到树突形成一个突触。突触形成就相当于,我们在大脑上有了一个驿站,有了一个站点。
人在一岁到两岁的时候,突触的数量会达到顶峰,比成年后的平均水平大约高出50%,之后突触数量增长会比较平稳,直到青春期前后,经过了青春期的爆发增长以后,大脑有一段时间会去除突触,因为突触增长的速度开始减缓。
在16岁左右大脑发育成熟,突触达到惊人的数量,大约行成150万亿个连接,所以你会发现青春期的很多孩子大脑特别活跃,学东西也快,那个时候他大脑是最发达的。但是他们缺少条理,缺少整理,缺少像乐高一样的一个知识架构。因为他的突触链接可能太多,太多的结果就是兴奋,但是没有条理。
随着我们不断长大,可能有些突触就慢慢地断掉了,慢慢形成合理的链接,这时候人变得冷静、理智、成熟,这是整个人大脑的一个成长的过程。我们的智力、记忆能力、学习能力,既取决于基因,也取决于环境、性格、求知欲和家庭条件,都会对我们的学习有影响。这里边要注意的就是,基因决定了一个孩子只是比其他孩子稍微好奇一些,但如果环境能够满足他的好奇心,那么这个孩子就可能比其他孩子聪明许多。
反着看这条理论,既然无法快速提高智商,那么有没有策略或者做法可以当作认知的乘数,放大目前的智力水平呢?的确有。抱有一种成长的心态,像专家那样练习,以及建立记忆线索,这三个方法就能够帮助我们有乘数效应。什么意思?就是基因对我们的决定是相当微小的,除非你有疾病,你的大脑有障碍,除此之外,人们的在基因上的这个智商差别是非常有限的。
但是外部环境的影响是很大的,只要做双胞胎实验你就知道了。你会看到很多同卵双胞胎,因为被放在完全不同的成长环境当中,他们的智力发展、性格、学习能力都出现了天差地别的变化,所以外部的环境是很重要的。那么我们既不能抱怨基因,更不能抱怨外部环境,那都是别人的事。我们自己能够做的事是什么?就是要像专家一样地思考。
什么叫作像专家一样地思考?米开朗琪罗在画完了西斯廷大教堂顶上的400多个人物以后,所有人都赞叹说画得真好,真是天才。这时候米开朗琪罗说了一句话,他说,如果让人们知道,我为了练成这个技能耗费了多大的精力,这件事情就显得没有那么美妙了。
就是我们每一个人都太希望自己是个天才,当我们觉得被别人称作不努力不使劲也能够学得很好的人的那种时候,你会觉得这个光荣要比这人真勤奋,好不容易得了个第一要好很多。
但事实上就是,连米开朗琪罗这样的人,连我们看达·芬奇这样的人,他们是通过刻意的练习,通过成长型思维,不断成长起来的。
给广大职场人的策略:多做检索和反思,思考自己工作中的问题会更有助于提高自己的专业水平;要在平常的工作中做到投入其中,如果“心流”体验很多,这会有助于你对自己的专业产生独特的理解和领悟。
给学生的策略:第一,要练习从记忆中检索新知识,不要总是一遍一遍地重复阅读,要多用回忆来挑战自己;第二,有间隔地安排检索练习,学习某些知识后,过一段时间再做测试,给出一定的间隔;第三,穿插安排不同类型的问题,比如各项科目穿插着学习。
最后,给教师的策略:在教会学生学习的时候,第一个要做的事是解释学习的过程,你要让孩子知道记忆是如何留在大脑中的;你还要教会孩子如何学习,把学习的方法告诉孩子,而不是只教授知识点;在教学过程中,多创造“合意困难”,同时还要保证教学的透明度。让学生理解你的教学意图,清楚自己的学习进度,会有助于建立良好的师生关系,从而提高孩子的学习积极性。
据目前所知人类大脑是宇宙中结构和功能最为复杂的系统之一,其大约由140亿个脑细胞组成,并且每个脑细胞可生长出大约2万个树枝状的树突,这些树突构成复杂的结构和功能网络用来计算信息。
大脑是不是越用越聪明呢?
从理论上说:是。
大脑也会用进废退,人脑器官是越用越灵的。资料显示,工作紧张多用脑的人,智力水平比懒散者要高。相反,如果平时只有很少的智力要求,没有压力,思想懒惰的人,智力会较早退化。
根据神经科学研究:人的大脑并不会在成年就停止发育,它有极高的可塑性,终其一生都在进化和演变。哪怕在老年也能够建立新的链接,增强原有链接,提高脉冲速度。
在刚出生时,婴儿大脑便拥有约两千万亿个神经元,但是此时的神经元之间的联结是相对冗余的、杂乱的。
随着年龄的增长,在学习、训练以及多种经验等因素下, 大脑神经元之间的联结开始逐渐精简和修饰。经常使用的联结得到强化并保留下来,逐渐形成适应外界环境的神经网络。
因此,从神经元联结的角度上来说,学习是形成新联结的过程,而练习则是巩固已有联结的过程。
Maguire 等人于 2000 年率先研究了学习与训练对大脑结构的影响。英国伦敦的街道非常的错综复杂,那里的计程车司机需要具备高超的空间记忆能力。Maguire 等人利用基于体素的形态学测量方法探测了伦敦出租车司机在经历了长期高强度的空间记忆与行驶训练后大脑产生的可塑性变化。
研究结果显示,出租车司机大脑的海马后部显著大于正常对照,而海马前部则显著小于对照组。也就是说,长期高强度的空间学习与记忆塑造了与之相关的海马脑区形态,充分证明成年人大脑在环境需求下也具有可塑性。
除了对出租车司机的研究外,还有大量对音乐家、双语习得者、记忆力超强者等特殊群体的大脑形态与功能的研究。
其中,对音乐家的研究发现长期的音乐训练改变了音乐家大脑中关于运动、听觉和时间、空间注意相关的脑区形态。
左侧颞横回、中央前回、右上顶叶皮层灰质体积的增长与音乐水平专业化程度之间有显著的正相关关系,这表明专业技能习得与脑结构(灰质体积)之间存在密切联系。
对双语者的研究表明,与单语者相比,双语者左侧顶下皮层灰质密度增加,而且早期双语者相对于晚期双语者,灰质密度增加更显著;熟练程度、习得年龄对该区域灰质密度也有影响——第二语言越熟练、习得年龄越低,该脑区的灰质密度越大。
这些研究都证明了,正常成年人脑的结构在学习与环境的影响下也会产生变化,且这种可塑性的变化是持续终身的。(划重点!)
说到这里大家可能会想:既然学习与练习有这么多好处,那我们每天不停学不停练,岂不是就能成为最强大脑啦?
学习的确是任何年龄的人都可以做的事情,而且永远都不嫌晚,但是最难的不是怎么疯狂用脑,而是怎样合理高效“可持续”地用脑!
大脑的重量只有3磅,却燃烧着我们20%的能量,它本来就是全身上下最“累”的器官,我们不能像资本家一样不断压榨它的剩余价值。
脑科学研究成果表明,在脑疲劳的状态下,人就会出现头昏脑涨、记忆力下降、反应迟钝、注意力分散、思维紊乱等心智活动难以正常发挥的恶性反应。
同时,长期脑疲劳,还会出现失眠、恐怖、焦虑、健忘、抑郁等症状,有的甚至会危及生命。
由此可见,脑疲劳不仅不能开发大脑,而且还会严重地影响到人的智力潜能的正常开发。过度的脑疲劳,还会导致心脑血管及精神疾病,严重地损害人的身心健康。
所以我们该如何用脑,保证能越用越“聪明”,还不会对身心造成恶性反应呢?
还是得讲科学。
研究表明,大脑活动是有规律的。遵循其规律,即科学地使用,不仅可以提高学习效果,增强大脑功能,而且还有利于大脑潜能的开发。否则,不仅收获不大,而且还容易损伤大脑。
能够有效地活跃和锻炼大脑的方法,可能你全都听过,但是背后的原因远不止“想想都知道”那么简单。
一、要用就专心地用在一件事上
所谓专心,就是指学习时一定要集中注意力,决不三心二意。
著名生理学家巴浦洛夫认为,人在聚精会神从事某种活动时,在大脑皮层上,就会只出现一个兴奋中心,邻近部分都处在抑制状态。此时,整个大脑的活动都处于这惟一的兴奋中心管辖之下。大脑的全部能量都用来供应这个中心的活动,因而大脑的工作效率就特别高,学习效果也特别好。
二、调动多个感官
用脑讲“五到”,即指心到、口到、眼到、耳到和手到。
为什么在学习时能做到这“五到”,学习效果就会好呢?巴浦洛夫条件反射学说理论告诉我们,如果人们在看书学习时,只用眼睛看(眼到),这时,视觉刺激引起的兴奋就会从视觉通路传入大脑,在视皮层上出现一个兴奋中心。
如果还动员听觉通道参与这项工作,开口念(口到、耳到),那么由声音引起的听觉兴奋就会由听觉通路传入到大脑,在听皮层上引起另一个兴奋中心。
假如每次学习都能做到眼到、口到、耳到,则若干皮层兴奋中心间就会渐渐拓通联系,形成暂时性神经通路。以后一听到有关学习内容的声音,就会使人想起过去所看到过的那些学习材料。
三、注意劳逸结合
适当进行休息,对于提高大脑工作效率十分重要。
休息一般有三种方式:一是安静休息,即睡眠和闭目养神;二是活动休息,如散步、做操、打球、练拳等,也包括轻微的体力劳动;三是交替休息,人脑是有严格分工的,各个部分的皮层都各司其职。人在学习一种知识时,一部分脑细胞在工作,其余的细胞处于休息状态,转换学习内容时,也是如此。
四、用脑也别忘了调节情绪
现代教育心理学研究表明,情绪与脑效率之间也有重要的相关。
不论什么原因引起的精神紧张和长时间的精神苦闷、焦虑不安和思想矛盾,都能使脑细胞能量过度耗损,从而使大脑陷于衰弱状态。也就是说,保持良好的情绪状态能提高我们用脑的效率。
这些写在中小学心理健康教育书里的东西,现在你总该认真尝试一下了吧?
参考文献:
E. A. Maguire, D. G. Gadian, I. S. Johnsrude, et al. (2000).Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proc Natl Acad Sci U S A,97(8): 4398-403.
C. Gaser, G. Schlaug. (2003).Gray matter differences between musicians and nonmusicians. Ann N YAcad Sci,, 999(514-7.
T. F. Munte, E. Altenmuller, L. Jancke. (2002).The musician's brain as a model of neuroplasticity . Nat Rev Neurosci, 3(6): 473-8.
A. Mechelli, J. T. Crinion, U. Noppeney, et al. (2004). Neurolinguistics: structural plasticity in the bilingual brain . Nature, 431(7010): 757.
刘俊山.(2007).学会科学用脑.中小学心理健康教育(09X), 2.
关于脑科学的规律,我们首先要树立一个正确的框架认知:不神话、不吹牛。
因为现实中有太多人尤其是从事教育工作的人,太容易把大脑科学里哪怕最微小的一点点研究无限夸大,结果过犹不及误人子弟了。
关于大脑越用越聪明的事情,我们大致上可以这么认为,但是要分几种情况来重新阐明清楚。
我们常说的大脑,其实严格意义上指的是"端脑"部分,这部分跟认知能力和高级智力活动直接相关,所以才会笼统地将"聪明"和"大脑"联系起来。事实上,人脑还有中脑、脑干、脊髓等不同部分,分别负责其他的生命功能,在必要的时候,他们也会对部分智力活动产生极大的影响。
脑部的细胞,粗略地分成两类,一类是几乎不可再生的神经元细胞,一类是保护和辅助神经元的神经胶质细胞,一般统计数据显示,1个神经元细胞大约会有10个神经胶质细胞来支持它,这也是为什么心灵鸡汤杂志天天鼓吹说"我们的大脑才用了不到10%",典型的胡扯。
神经元细胞的连接、配合传递信号,才让我们的脑子能够流畅地运转。这个运转需要的营养,基本就是由神经胶质细胞来供给,所以如果你用脑子比较多,你的神经胶质细胞就必然要更活跃,甚至会过量供给营养,促进神经元之间产生更多新的链接方式。这就是所谓的"可塑性"过程。
神经元细胞才是我们智力表现的基础,如果你的神经元细胞数量大、连接效率高、信号传导和处理效率高,那么你就会更聪明、智力更高,这是一个粗浅的逻辑。智力学说领域比较流行的"晶体智力"和"流体智力"之分,可能最早的依据就是来源于此。有的人可能天生具备更多的神经元细胞、神经元细胞之间的连接效率也很高,所以流体智力比较高,学什么东西都很快、悟性也比较高。有的人神经元细胞数量很多,但是连接效率不高、突触数量不多,那有可能他的流智力就比较低,大白话说就是"学东西慢、反应速度慢,但是一旦学会了,就终身不忘,而且他能学很多很多东西"。是不是很容易想到曾国藩这样大智若愚类型的人?
再高配的大脑,如果错误地使用,也会越用越笨。比如长期让大脑在营养不良的环境下使用、长期在用脑过程中摄入咖啡因或者酒精、一直用而不给大脑合理的休息时间、强迫大脑长期去处理那些不擅长的问题等等,这些使用方法只会让大脑衰老得越来越快,而不会让你越来越聪明。
举个最简单的例子,神经衰弱的人,脑子每天都在高速运转,但是反而会显得越来越笨拙,就是因为无效的耗能太多了。
那么怎么才叫"正确地"使用大脑呢?
基本上要注意三个小细节:
第一确保营养基础,尤其是氨基酸、钙、钾、锌等物质或元素不能缺少,因为我们虽然不知道为什么具体机理,但是科学实验上确实发现神经递质的分泌、神经元的信号传递过程中,这些元素是主要的参与者。当然也不要的过量,保证每天正常的肉蛋奶、蔬菜、坚果摄入量就可以。
第二是保持专注。越是专注,大脑的神经元运行效率就越高,会形成类似于"条件反射"的效应。不要指望一个人的大脑可以聪明到无所不能。
第三是有意识地让大脑在专注之外接受一些新事物、新问题、新知识。专注的时间越长,神经元的连接和配合越"条件反射",每次运行的耗能越低,这并不是一个特别好的事情,因为有可能造成其他区域的神经元链接逐渐断开、休眠。所以如果在一段时间的专注工作后,突然要处理一个全新的问题、学习一个全新的内容,大脑会满功率运行,大白话说就是大脑会想办法产生新的工作方法。这对于整体的运行效率会是非常棒的提升。
最后一个是关于聪明这个事情的。有答主抖机灵,说什么"编程、会计的专业人士天天用脑,也没有多么聪明",这就是典型的"狭隘智力"倾向了。
每个人的脑子都是有先天的天花板的,所以心理学界才会提出智力立方体、多元智力学说等等多种理论学说,来解释"天赋"这个事,传统的IQ测试也造就被大家唾弃了。
你在某个方面用脑越多,那么在这个方面的工作上,你肯定会比普通人、比之前的自己,都更聪明。哪怕一个智力300的人来跟你竞争,你也有很大的概率赢他。
但是高智力和低智力有区别吗?区别还是有的。那就是在面对新问题时的解决效率。
高智力的大脑,会更快速、高效地进行抽象思考,他可能会更快地发现新问题和某个老问题的相似处、更精准地发现问题背后的底层逻辑,然后就可以迅速记忆、分析、提出解决方法,这就是所谓的"半天学会别人三年学会的东西"——他的大脑天然具备更高效的抽象思考能力和更强的记忆力,当然可以更快速地搞定新问题了。
所以,大脑越用越聪明,但是有些天花板的鸿沟不是单纯靠使用能够弥补的。就像体质,我哪怕从小就跟苏炳添一起训练,但是他的身体天赋就是比我高一大截,我永远没办法靠单纯的训练或者用药来跑9秒83。天赋,是突破不了的,越是高级别的竞争,越是如此。
归根结底,还是那句话:善待大脑、实事求是、不妄自菲薄也不要神化大脑,专注在你自己擅长和感兴趣的事情上,必然会在这些事情上让自己越来越聪明,这时候才能给社会创造更大的价值,成为独一无二的自己。毕竟,截止到2021年12月31日,人类对于大脑的认识,仍然是凤毛麟角,脑科学的探索还在萌芽阶段。
参考资料:
1. 《神经工程学(上、下)》,明东,科学出版社
2.《教育神经科学的是与非》,Sergio Della Sala,上海教育出版社
3. Lohman, D. F. (2001)."Fluid intelligence, inductive reasoning, and working memory: Where the theory of Multiple Intelligences falls short"
4.Multiple Intelligences Theory: Widely Used, Yet Misunderstood
5.Neuroscience Online: An Electronic Textbook for the Neurosciences | Department of Neurobiology and Anatomy - The University of Texas Medical School at Houston