人的意识、心理,究其本质就是人脑的功能。当我们研究问题的时候,总会涉及脑科学的领域,因此了解一些脑科学的基本知识是很重要的。以下是脑科学的重要知识点汇总,通读一遍并时常翻阅,对我们的学习会有很大的启发。

一 什么是脑科学

脑科学其实就是神经科学(Neuroscience),研究对象就是人的神经系统。神经系统是人体系统之一,它控制着肌肉的活动,协调各个组织和器官,建立和接受外来信息,并进行协调。我们感受到外部信息,处理这些信息,控制身体对这些信息做出反应,都靠神经系统。

人体各大系统及男女生殖系统示意图

整体来看,神经系统分为中枢神经系统和周围神经系统,前者包括脑和脊髓,后者包括各种连接中枢神经系统和身体各部位的神经(脑神经、脊神经等)。

中枢神经系统与周围神经分布示意图

从细胞层面看,神经系统由神经元(神经细胞)和神经胶质细胞组成,前者负责传递信号,完成神经系统的功能,后者种类繁多,主要是为神经元提供支持、营养和保护作用。据估计,人脑中约有850-1200亿个神经元,神经胶质细胞的数目与神经元相当或略多。

带树突髓鞘细胞核等中文标注的神经元图

部分神经出现问题,就会表现为腿麻脚麻;脊髓中间出了问题,就会出现半身不遂;脑子出现问题,可能会导致老年痴呆等症状。当脑子彻底失能,人的意识就没了,在医学上就是脑死亡,基本可以说这个人也死了。

正向来说,当我们说一个人智商高、情商高、博闻强识、见多识广,其实就是说他的某种脑功能比较强。如果我们能有意识地呵护、锻炼自己的大脑,也能让自己更聪明,精神更丰富,人生更幸福。

二 脑的结构

脑的结构很复杂,研究也不够全面。下面是从解剖学结构角度对脑的分区:

脑的解剖学结构分层目录

此外,三元脑是一个重要的脑结构理论模型,并不准确,但却非常实用,它把人脑分为爬行动物脑、哺乳脑(边缘系统)和人类脑(新皮质),越往外层越高级,越往内层越基本,也可以分别理解为本能脑、情绪脑和理智脑。具体分区和功能如下:

新脑哺乳脑与古老脑的结构分布示意图

三元脑模型三类脑结构及功能说明图

爬行脑哺乳脑与人类脑的功能对比表

三 重要的脑分区功能

以下是重要脑分区的功能,并不全面,可用于大家快速检索。

1.脑干(Brainstem)

  • **所处位置:**位于大脑底部,连接大脑与脊髓,是整个神经系统的“生命中枢”。

  • **主要功能:**控制心率、呼吸、血压、体温、消化等生命维持功能,以及调节睡意与警报系统。

  • **启发:**脑干的功能绝大多数由“自动驾驶”掌控,无法直接通过意志改变,唯独呼吸是唯一的“控制开关”。额叶运动区与下丘脑共同参与呼吸调节,通过腹式呼吸可以刺激内啡肽与血清素的分泌,是快速平复身体应激反应最直接的物理方法。

2.小脑(Cerebellum)

  • **所处位置:**位于脑干后方、大脑半球下方。

  • **主要功能:**负责保持身体平衡、肌肉协调、运动精准度以及条件反射的形成。

  • **启发:**肌肉记忆和熟练的技能操作离不开小脑。当你通过反复练习将一项技能(如打球、骑车)练到“不假思索”时,就是小脑与基底神经节接管了这项任务,释放了前额叶的计算资源。

3.杏仁核(Amygdala)

  • **所处位置:**位于边缘系统内部,与下丘脑紧密相邻。

  • **主要功能:**负责处理恐惧、愤怒、兴奋等强烈情绪,触发“战或逃”(fight or flight)反应;是人类脑、哺乳脑、爬行脑三大区域的交会点与理性感性的“中转站”。

  • **启发:**当遇到强烈的恐惧或威胁时,杏仁核会瞬间“劫持”大脑,让整个额叶失去思考能力(即“恐惧让聪明人变白痴”)。杏仁核无法通过纯粹的看书读书来训练,只能通过身临其境的体验与实战。经历过困境并成功应对的经验,是重塑杏仁核反应模式的终身财富。

4.下丘脑(Hypothalamus)

  • **所处位置:**位于丘脑下方,与杏仁核紧密相邻。

  • **主要功能:**调节体温、口渴、饥饿、血压、心率、睡眠生物钟、养育本能及性唤醒;同时参与脑部的奖赏系统。

  • **启发:**下丘脑掌控着人体的基本欲望与内环境稳态。通过刻意练习良好的作息与生活习惯,可以有效“训练”下丘脑的反应,让身体的生理节律更加稳定。

5.海马体(Hippocampus)

  • **所处位置:**位于大脑颞叶内侧,边缘系统的核心区域。

  • **主要功能:**负责将工作记忆转化为长期记忆(尤其是情景记忆),并参与空间导航。

  • **启发:**海马体是记忆的“转换站”而非“存储库”。情绪波动和深度睡眠对海马体巩固记忆至关重要;充满新鲜感的环境与积极的情绪能显著促进海马体的神经塑性。

6.扣带回(Cingulate Gyrus)

  • **所处位置:**位于大脑半球内侧面,包裹着胼胝体,属于边缘系统的重要组成部分。

  • **主要功能:**参与情感加工、焦虑表达、痛苦感知、自我调节以及负面想象。

  • **启发:**女性的扣带回通常比男性更为活跃,这使得她们对情绪和潜在风险更敏感,容易产生焦虑,但同时也具备更强的情绪调节潜在能力。意识到“负面想象”只是扣带回的生理反应,能帮助我们更好地进行正念与自控。

7.额叶(Frontal Lobe)

  • **所处位置:**位于大脑前半部分,是占比最大的大脑叶区。

  • 主要功能:

前额叶皮质区:计划、分析、判断、专注、自控、社交与抽象思维(人类最晚发育成熟的区域,通常25岁左右才完全成熟)。

布洛卡区(Broca's Area):负责语言表达,并含有镜像神经元。

前运动区与初级运动皮层:控制躯体运动,连接脑干。

  • **启发:**刻意练习的本质,就是用人类脑(前额叶)去训练哺乳脑与爬行脑。由于现代人每天处理海量信息,前额叶极易疲劳,导致自控能力下降。对年轻人多一些包容,因为他们的前额叶尚未发育完全;同时,善用镜像神经元(模仿与身教)来学习,比单纯的理论说教要高效得多。

8.顶叶(Parietal Lobe)

  • **所处位置:**位于大脑顶部、额叶后方。

  • **主要功能:**负责触觉等体感信息整合、空间想象力、抽象能力、数学计算以及动作协调;具有宏观调控和突然顿悟的特点。

  • **启发:**顶叶赋予了人类强烈的空间感知与抽象思维能力。当我们在脑海中构思复杂模型或产生“灵光一闪”的顿悟时,往往都有顶叶在背后进行多模态信息的宏观整合。

9.颞叶(Temporal Lobe)

  • **所处位置:**位于大脑两侧、耳朵上方。

  • 主要功能:

威尔尼克区(Wernicke's Area):位于颞上回,负责语言理解。

颞中回与颞下回:负责听觉处理、语义捕捉、面部识别(人脸记忆)及长期记忆形成。

  • **启发:**人脑对视觉信息的处理能力远大于听觉。单纯“听讲”效率有限,“边说边画”(如费曼学习法)将听觉信息转化为视觉画面,能更高效地激活颞叶与全脑记忆。

10.枕叶(Occipital Lobe)

  • **所处位置:**位于大脑后下部(后脑勺位置)。

  • **主要功能:**专职视觉信息的高级处理与分析,包含初级视觉皮层。

  • 启发:“一图胜千言”有着坚实的神经科学基础。人脑对视觉信息的处理能力极为强大,在学习、沟通或输出知识时,多用图表、思维导图和具象化的画面,能大幅降低大脑的理解门槛并增强记忆。

四 大脑的发育

大脑并非在成年后就停止变化,它的发育具有阶段性。

人脑的不同能力在不同年龄“登顶”,麻省理工学院(MIT)和哈佛大学的相关研究显示,大脑的功能并不是在20岁后全面走下坡路,而是在人生的不同阶段各自达到巅峰:

18~19岁:信息处理速度和反应能力达到巅峰。

25岁左右:短时记忆力(工作记忆)达到巅峰。

30岁左右:对陌生面孔的辨识与记忆能力达到巅峰。

40~50岁:理解他人情绪(共情能力)和社会洞察力达到巅峰。

50~60岁:词汇量、综合知识运用及解决复杂现实问题的能力达到巅峰。

尤其需要说明的是,大脑的发育顺序是从后往前推进的,负责情绪控制、长远规划和风险评估的前额叶皮质是最后发育成熟的区域,通常要到25岁左右才能发育成熟。所以有人说:“年轻人容易冲动”,“年轻人脑子没发育成熟”,这些说法都有科学依据。

另外,大脑具有终身具备的神经可塑性(Neuroplasticity),即便成年以后,我们仍然可以让大脑向好的方面发展。每当我们学习新技能、改变思考习惯时,神经元之间就会建立新的连接(突触)。经常使用的神经通路会被“髓鞘化”(就像把乡村小路修成高速公路),反应越来越快;长期不用的连接则会被大脑“剪枝”清除。所以年龄从来不是停止学习的借口,只要给予持续的微刺激与跨界学习,即使到了中老年,大脑依然能够重构网络、保持敏锐。

五 提高大脑功能的小方法

正如前文所说,大脑具有终身的神经可塑性。从坏的方面讲,喝酒会永久改变大脑,吸毒会永久改变大脑,抑郁会永久改变大脑,这些都对。但反过来用,我们也可以施加措施,让大脑朝着好的方面改变。以下是一些小方法:

1.每周150分钟中等有氧运动

促进脑源性神经营养因子(BDNF)分泌,直接刺激海马体产生新的神经元。

2.充足的深度睡眠

激活大脑的“淋巴清除系统”,清理白天代谢产生的废弃蛋白,巩固海马体的长期记忆。

3.抗炎饮食(omega3,抗氧化剂,少高糖和加工食品)

减少大脑慢性炎症,保护神经元细胞膜的流动性。

4.跨界学习新技能

打破既有思维定式,建立全新的神经元突触连接。

5.主动思考与输出(如费曼学习法)

强迫前额叶皮质进行深度信息整合,将信息转化为坚固的长期神经回路。

6.训练正念与专注

增加前额叶皮质厚度,降低杏仁核的过度活跃,增强情绪自控力。

7.改变日常习惯,进行微刺激

用非惯用手刷牙、走不一样的路线回家,强迫大脑从“自动驾驶模式”切换到“主动感知模式”。