郑胜辉学习与思考第3199天
作者大卫·伊格曼是斯坦福大学的神经科学家。书名里的“粉红色柔软的学习者”，说的就是我们的大脑：它不像电脑硬件一旦出厂就固定了，而是一个终身都在改变自身结构的器官。这本书只讲一件事：我们的大脑，到底是怎么学习的？
一个真实案例：有位叫作马修的小男孩，3岁多时开始发病，有一天在吃饭的时候，突然面部肌肉抽搐，两眼上翻，右手僵直地举过头顶，失去了意识。父母立刻送去急诊室，经过多次诊断，马修被确诊为一种叫作“拉斯姆森脑炎”的疾病。这种脑炎会破坏大脑的整个半球，唯一的治疗方式是通过外科手术，摘除整个大脑的一半。这个结果确实让人难以接受，但马修别无选择，他的父母接受了手术方案，在他6岁时实施了手术。
手术顺利完成，医生切除了马修的半个大脑。但问题来了：人的大脑承载着智力、情感、语言等多个功能，切掉一半，马修还能正常生活吗？在大脑刚被切除后的一段时间里，马修确实不能走路，也不会说话。但是通过系统的物理治疗和康复训练，马修逐渐重新掌握了语言。仅仅3个月后，他的发育就恢复到了正常水平。多年之后，尽管马修仍然不能很好地使用右手，走路也有点一瘸一拐，但除了这些，他的生活与正常人没有区别。他的记忆力不错，在大学读了3个学期，因为用右手记笔记有困难，就辍学去了一家饭店工作。在那里，他上菜、服务顾客，做着各种力所能及的工作。见过他的人，一定猜不到他失去了半个大脑。
马修的案例让神经科学家们震惊。失去一个完整大脑半球，通常意味着永久性的语言障碍、瘫痪，甚至更严重的后果。但马修的大脑做到了近乎不可思议的事：剩下的那一半，重新接管了另一半原本负责的功能。这不是修复，而是重建。大脑在损伤面前，启动了它最强大的能力。
这么严重的神经损伤，怎么会看起来和正常人差不多呢？这是因为，马修缺失的那部分大脑功能，被剩下的部分代偿了。他的神经经过自我调整，在有限的空间里，利用仅剩的一半系统，支撑了他全部的生命活动。我们不能指望手机被切掉一半还能正常打电话，毕竟硬件损伤不可逆。但我们的大脑，却能不断学习，自我调整，继续工作。这就是大脑伟大的可塑性。
被切除一半的大脑，尚且能建立新的连接，调整到不错的状态。正常人拥有健全的大脑，它的可塑性更是超乎想象。那大脑的可塑性具体体现在哪些方面，对我们的日常生活又有怎样的影响？
我从书中为你总结了三个关键词，分别是：“无限潜能”“内部竞争”和“时间效应”。我们一个个来说。
1. 为什么大脑有强大的可塑性？先看第一个关键词：无限潜能。当我们说到一个人的潜能时，往往包含两层含义：一是出生前就设定好的那部分，它决定实力的下限；二是未来可以达到的高度。这也正是我们大脑工作的底层原理：一半靠预设好的基因，一半看后天成长的环境。
具体来说，我们的大脑来到这个世界上时，并不像很多人认为的是一张白纸，它其实自带“出厂设置”。比如，我们的大脑会提前做好学习语言的准备。你可能看到过婴儿模仿成人吐舌头。别小看这个动作，在大脑中这是个挺复杂的过程，需要把视觉信息转化成具体动作。但这个动作我们根本不用刻意练习，视觉神经不需要学习如何找到大脑深处的目标，只需要跟随分子信号就能精准抵达。这是因为，基因里已经设定好了这种能力。
再比如，婴儿在出生后的头几个月里，对世界上任何一种语言的语音都极其敏感，能够分辨出成年人都听不出来的细微音调差异。但随着时间推移，他们会慢慢“锁定”在自己频繁听到的那种语言上，对其他语言的辨别能力开始减弱。这并不是退化，而是大脑在主动优化：把有限的神经资源，集中分配给最常用、最重要的语言环境。这种“按需配置”的逻辑，贯穿了大脑整个发育过程。
但设定好的基因并不能帮我们完成全部活动。人体的组织结构非常复杂，基因数量却非常少。我们人类大约只有2万个基因，而我们要靠这区区2万个基因，构建出拥有860亿个神经元的大脑。这又该如何做到呢？答案是，在大脑刚诞生的时候，不让它发育成完全体，而是让现实经验逐步完善它。
早在200多年前，科学家就有这样的猜想：人类的大脑就像手臂上的肌肉，可以通过锻炼得到强化。后来随着技术发展，科学家打算验证这个猜想。最开始，他们用小鼠来实验。第一组小鼠生活在舒适的环境里，有充足的食物，还有转轮这样的玩具；第二组小鼠则经常吃不饱，生活在空荡荡的笼子里。实验结果是，环境确实改变了小鼠的大脑结构。良好环境下的小鼠，后来的任务中表现更好；恶劣环境下的小鼠，学习能力落后很多。科学家解剖两组小鼠的大脑后发现，优越环境下的小鼠，普遍拥有更长、更丰富的树突；而恶劣环境下的小鼠，时常伴有神经元的萎缩。类似的环境影响，在鸟类、猴子和其他哺乳动物身上也得到了证实。
同样的情况会发生在人类身上吗？20世纪90年代，有科学家解剖并比较了高中毕业生和大学毕业生的大脑，发现受过高等教育的大脑，在与语言理解相关的一个区域，有着更丰富的树突。
这些实验告诉我们，一个人大脑的精细结构，可以反映出这个人的生存环境。而且，现实经验影响大脑的方方面面，无论从分子层面还是整个解剖结构，每个可测量的细节，时刻都在证实后天经验的重要性。
那大脑改变自己的底层机制是什么？1949年，加拿大神经学家唐纳德·赫布提出了一个后来被广泛引用的原理：如果神经元A持续激活神经元B，那么它们之间的联系就会越来越强，越来越容易相互触发。用更通俗的话说，就是“本就一起活跃着的神经元，会更紧密地连接在一起”。你反复练习某项技能，对应的神经元就一遍遍地被同时激活，它们之间的连接就越来越牢固——这就是学习的物理基础。
2. 后天经验如何塑造大脑？我们来看一个真实的故事。美国有一位叫作伦尼·米尔萨普的小男孩，患有先天性失明。他出生才一岁零一天，生母便以“失明是上天的惩罚”为由离开了他，把他留给了生活困苦的祖父母。5岁时，祖父母实在无力抚养，把他送进了盲人学校。
6岁那年，母亲来探望过他一次。她带来了一个新出生的女儿，指着女儿对伦尼说：“我真想让你看看你妹妹的眼睛，她的眼睛如此明亮，不像你，令我羞耻。”那是伦尼和母亲最后一次联系。
在盲人学校，伦尼却逐渐显示出在音乐上的天赋。幸运的是，老师发现了这一点，让他正式学习古典音乐。学了一年小提琴后，老师认定他一定会成为艺术大师。之后，伦尼又学习了钢琴、吉他以及各种弦乐器和木管乐器，样样精通。长大以后，伦尼成了美国最受欢迎的音乐家之一，40首歌曲登上美国乡村音乐榜榜首，荣获6项格莱美音乐奖。
伦尼的故事并非偶然。事实上，盲人音乐家在乐坛几乎是一个独特的群体，意大利著名男高音歌唱家安德烈亚·波切利，美国盲人灵魂乐先驱雷·查尔斯，美国盲人全能唱作人史提夫·汪达，波多黎各的著名吉他演奏家、歌手、作曲家乔塞·费利西亚诺……这个名单长得令人惊讶。他们都是盲人，也都在各自的领域达到了常人难以企及的高度。原本负责处理视觉信息的脑区，被听觉、触觉逐渐占领，大脑把更多的神经资源分配给了声音处理。这种重塑，使盲人拥有完美音高的概率远高于普通人，他们对音准的判断能力是正常人的10倍，能听出极其细微的音高差异。
科学家还做了一个实验来印证这一点：让视力正常的人和盲人各自堵上一只耳朵，用另一只耳朵听房间里的声音并辨别方位。一般来说听声辨位要靠两只耳朵，所以研究者起初认为所有人都做不到。然而实验结果是，视力正常的人果然不行，但盲人却可以。其实我们的耳朵软骨形状特殊，即使单耳，也能细微地反射周围声音，从而提供方位线索。但前提是，对这些细微信号要足够敏感。失明的人，正是因为大脑把更多资源给了听觉，才达到了这种敏感度。
大脑可塑性带来的潜能激活，并不仅仅发生在感官缺失的情况下。伦尼的案例是感官之间的替代——视觉脑区被听觉占领。但大脑可塑性不只发生在感官层面，运动系统同样如此。美国有一位射箭运动员，叫作马特·斯塔茨曼，从生下来就没有手臂，但他用脚来操控弓箭。他先用脚趾把箭切入弓弦，再用右脚抬起弓，把弓放在与眼睛齐平的位置，然后用脚向前拉弓产生张力，锁定目标后放箭。截至这本书写作时，他是世界上最长距离精准射箭的吉尼斯世界纪录保持者，射程达到283米。
这正是大脑可塑性的体现：运动皮质重新映射，把原本由手完成的精细动作，学会了用脚来完成。从来没有人教过斯塔茨曼这套方法，他从小就只有脚可用，大脑便把本该属于手的皮质资源，全部重新分配给了脚。他的脚，拥有了常人双手的精细控制能力。
大脑可以灵活调配内部资源，来解决问题、激发潜能，这就是“无限潜能”。
3. 我们如何利用大脑的可塑性？上面我们讲的，都是特殊情况下大脑表现出的可塑性。对于普通人来说，又该如何利用大脑的可塑性，来激发自己的潜能？
我们已经知道，大脑可以根据输入的信息重建新的连接。但进入大脑的信息，并不同等重要。大脑优先处理什么信息，与我们如何分配时间息息相关。
来看一个例子。科学家发现，即便同样是音乐家，优秀的钢琴家和小提琴家的大脑回路也有明显不同。经过反复严格的训练，钢琴家大脑的两个半球里，皮质上都会出现一个形状类似希腊字母“Ω”的褶皱。但演奏小提琴这类弦乐器的音乐家，只有一个大脑半球会显示出这样的褶皱。原因是小提琴只要求演奏者左手负责所有精细工作，右手只负责拉弓；而钢琴家则需要双手都参与精细操作。不会乐器的人，大脑中没有发现类似的褶皱。
这个例子告诉我们，大脑不是单纯地反映外部世界，而是更具体地反映“你自己”的世界。你把时间花在什么上面，大脑就会做出什么改变。这个道理听起来简单，但背后的含义其实很深：我们的大脑，其实是我们生活方式的一份精确记录。每天花三个小时刷短视频的大脑，和每天花三个小时练钢琴或钻研某个问题的大脑，在物理结构上是真实不同的。
听到这里，你可能会想到“一万小时定律”——花很长时间练习一项技能，大量重复地练习来重塑神经网络，才有可能成为这个领域的专家。但脑科学的发现，不止于此。下面说一个稍微硬核一点的知识点，看看“一万小时定律”成败的关键，到底是什么。
关键在于一种叫“乙酰胆碱”的神经调质。你可以把它想象成大脑里的一个“学习模式开关”。平时这个开关是关着的，大脑只是在正常运转，不会主动改变神经连接。但当你遇到真正重要的事情，比如你非常想学会一件事，或者你得到了让你兴奋的奖励——这个开关就会打开，大脑进入“可塑模式”，神经连接才会真正发生改变。
科学家专门做过实验验证这一点。他们把实验大鼠分成两组，让它们完成同一项任务：从一个又深又窄的凹槽里抓取糖果。不同的是，其中一组大鼠脑中乙酰胆碱的释放被药物阻断了。经过两周训练，正常大鼠抓取糖果的速度和技能都有明显提升，掌管前爪运动的脑区也相应扩大了。而被阻断乙酰胆碱的大鼠，皮质区域没有变化，抓取准确性也没有任何提高。
也就是说，反复训练还不够，还需要神经调节系统的配合。没有乙酰胆碱在大脑中释放，训练一万个小时也于事无补。
那么，乙酰胆碱什么时候会被激活？答案是，当练习与奖励挂钩、与你真正在意的目标相关时，乙酰胆碱就会被激活。
书里有一个对比很有意思。想象一下，网球冠军大小威廉姆斯有一个什么都不擅长的兄弟，叫弗雷德。父母往弗雷德手里硬塞了一个网球拍，逼着他年复一年地练习。但弗雷德偏偏讨厌打网球，同学们从来没觉得他打得好，他也从没赢过比赛，更没有人夸奖过他。那么，他日积月累的训练有没有用？答案是，没有。弗雷德的内部激励机制与外在训练不符，所以即使身体一直在动，大脑的神经回路也不会发生改变。
除了动机，学习的方式本身也很重要。研究者发现，与其系统地死记硬背，大脑更喜欢“即时型学习”——带着真实的问题去找答案，沿着好奇心不断深入探索。同时，学习过程中尽量争取即时、积极的反馈，这会触发大脑的“学习开关”。两种学习方式的根本区别在于：通常只有在进行即时型学习时，神经调质才会大量释放，大脑才真正在改变。
4. 为什么脑内神经元也有“领土之争”？刚才我们介绍的都是大脑可塑性的第一个关键词：“无限潜能”。下面接着看第二个关键词：“内部竞争”。我们已经知道，外部经历的刺激会促使大脑重建神经网络。而在这个重建过程中，大脑内部的神经元之间，其实也在不断竞争。
大脑中各个区域的神经元，就像一个个有野心的领主，时刻都在想着扩大自己的地盘。当身体的某个部位不再持续输入信息，就相当于切断了粮草，大脑中负责控制它的区域守卫领土的能力就会变弱，很有可能被其他功能区攻占。
有一个著名实验，来自科学家爱德华·陶布。1981年，他在马里兰州银泉市的实验室里切断了猴子手臂的神经，以此来研究神经是否可以再生。多年后，其中一只猴子在安乐死前，研究者对它的大脑进行了脑图谱扫描。结果发现：触摸那只被切断神经的手，原本与这只手对应的大脑皮质区域毫无反应；但如果触摸猴子的脸，那块皮质却变得活跃了。也就是说，“手”的神经地图，已经被“脸”的感觉悄悄占领。大脑的领土，重新画了一次。
这个发现让陶布产生了一个想法：既然可以用这种方式“夺走”脑区，能不能反过来，用类似的逻辑“夺回”脑区？他后来把这个思路应用到了脑卒中患者的康复中，提出了“约束疗法”：把患者健康的手绑起来，强迫他不得不用中风后变得虚弱的手来完成日常活动。这个方法一开始听起来很残忍，但效果出人意料地好——被迫使用的那只手，慢慢地重新激活了原本损伤的脑区，部分患者的运动功能得以恢复。
比如，当一个人的眼睛受损，不再有视觉信号输入，位于后脑的枕叶皮质，也就是通常被认为是视觉中枢的区域，就危险了。既然运载视觉信号的船不会再抵达这块领地，对它觊觎已久的其他感官便会闻风赶来，很快将这里占领。所以，盲人用指尖划过盲文时，他的枕叶皮质也会因触摸而变得活跃。
能占领闲置领地的，不只是触觉信号，还可以是任何其他来源的信号。对盲人来说，视觉皮质原来的领地，不仅可以被触觉、听觉激活，还可以被嗅觉、味觉、回忆重大事件、解决数学难题等激活。这种跨感官的占领，是大脑内部神经元相互竞争的结果，也是盲人在听觉和触觉上往往异常敏锐的根本原因，他们的视觉脑区并没有浪费，而是被充分“二次利用”了。
5. 我们为什么会做梦？大脑中的这种内部竞争，还影响着一件我们每天都会经历的事：做梦。在无休止的大脑资源竞争中，视觉系统面临着一个特殊难题。由于地球的自转，每天24小时里，平均有12小时处于黑暗之中。作者在书中指出，在人类漫长的进化史中，绝大部分时间都是如此，不是今天这个可以开灯一整晚的时代。前面提到，感官被剥夺时邻近脑区会来占领，那么一天中有一半时间无法输入强信号的视觉系统，该怎么守卫自己的领地呢？
唯一的解决方法：不让视觉皮质休息，让它彻夜保持兴奋状态。于是，我们便开始做梦。
具体机制是这样的：在快速眼动睡眠期间，一组特殊的神经元被触发，导致两个结果。第一，主要肌肉群会短暂瘫痪，让身体在做梦时保持静止，大脑得以在不移动身体的情况下模拟真实世界的体验。第二，尖峰信号从脑干传到枕叶皮质，大脑将这些信号转化为视觉体验，这就是为什么梦都是形象的，而不是概念或抽象的。
这两件事同时发生，使梦境恰到好处：视觉皮质全程保持活跃，领地得以守卫；而肌肉的瘫痪又确保我们不会真的按照梦里的内容行动。如果这套机制出了问题——比如肌肉没有被完全抑制——就会出现“梦游”或“快速眼动睡眠行为障碍”，人会在睡眠中做出梦里的动作，这在临床上是一种需要干预的疾病。
书里作者指出，这个理论还有一个有趣的佐证：天生失明、或者年幼就失明的人，他们的视觉皮质早已被其他感官占领，他们的梦里便没有视觉画面，而是其他感官的体验。后天失明的人，视觉皮质没有被完全占领，他们的梦里依然有视觉内容。这与理论的预测完全吻合。
所以，做梦，其实是负责视觉的枕叶皮质，面对感官系统持续竞争，进化出的一种自我防御机制。这就是“内部竞争”。
6. 为什么大脑会变老？接下来，进入大脑可塑性的第三个关键词：“时间效应”。尽管大脑拥有强大的可塑性，但它也终究无法对抗时间，会随着年龄而改变。
早在半个世纪前，20世纪70年代，麻省理工的心理学家对参加过二战的老兵进行了一项研究。这些老兵有一个共同点，都在战斗中遭受了颅脑损伤。在被调查的520名老兵中，有的人恢复得很好，有的人则饱受伤病困扰。研究人员发现，关键变量是年龄：士兵受伤时年纪越小，恢复得越好；受伤时年纪越大，伤害就越不可逆。
一个18岁受的颅脑损伤和一个40岁受的颅脑损伤，即使伤势完全相同，最终结局可能天壤之别。年轻的大脑，还有大量未被占用的通路，可以绕道重建；年老的大脑，大部分通路已经定型，绕道的空间很小。
这个规律，其实也是大脑降低成本、提高效能的方式。大脑的神经网络起初有很多可以选择的发展通路，随着时间推移，那些经过反复训练和强化的通路变得格外强大，从未被激活的通路则慢慢消失，通路上没有成功连接的神经元也逐渐走向衰亡。这样的好处是，碰到熟悉的问题，解决速度会很快，消耗的能量也更少。代价是，成年人解决问题的方式很难再有创造力了。
除了可选通路变少，老龄化大脑不再灵活的另一个原因是，即使神经连接要发生变化，也只能是微调。作者用了一个很形象的比喻：成年人的大脑就像点彩派艺术家，只能在一幅几乎已经完成的画作上，修饰一些细小的彩点。婴儿的大脑则完全不同，它能利用乙酰胆碱等物质向整个大脑传递信息，先让各处通路都发生改变，再慢慢聚焦；而成年人的大脑只允许一小部分脑区被神经递质激活，将绝大部分连接保持在原位，保留已经学到的东西。
从婴儿到成人，这个过程就像一扇正在慢慢关闭的门。大门一旦关上，就不会再有大规模的改变了。不同能力的“门”关闭速度各不相同：初级听觉皮质的门关得很快，运动皮质的门关得很慢。这也是为什么学语言要趁早，而运动技能到了成年照样可以学习。
7. 如何让自己的大脑不断进化？虽然大脑的可塑性会随时间降低，但好消息是，它依然存在。神经网络的重塑贯穿我们的一生。即便年事已高，只要有丰富的精神生活，大脑依然会产生新的连接。
有一项针对数百名天主教修道院修女的研究，持续了数十年。这项研究有一个特别之处：参与的修女们同意定期接受认知功能测试，分享自己的医疗记录，并承诺在去世后捐献大脑供科学家解剖观察。这让研究者得以把一个人的生前状态和死后的大脑实物直接对比，这在科学研究中极为罕见。
结果让研究者十分吃惊：修女们过世时年事已高，尸检显示，足足有三分之一的修女，在细胞层面已有阿尔茨海默症的病理体现——也就是说，如果拿这些大脑切片去和确诊患者做对比，病理特征完全吻合。但她们在世时思维敏锐，从未表现出任何认知衰退的迹象。
这该如何解释？关键在于，修道院的修女们每天都在用脑——打理修道院事务、开展社会工作、传经布道、举办夜间活动、开讨论会……直到晚年也是如此。与很多老年人的典型生活不同，她们不会一直坐在沙发上看电视。由于精神活动十分活跃，就算之前部分神经连接已经损毁，大脑也会被迫继续构建新的神经回路。神经网络物理上退化了，但新的连接持续在形成，补偿了损失。
这个研究的意义不只是告诉我们要“多动脑”这么简单。它说明，大脑存在一定的“认知储备”，持续的学习和脑力活动，会让大脑建立起更丰富的神经连接网络，即使部分连接受损，也有足够的备份线路来维持正常运转。就像一座城市，如果街道四通八达，某条路堵了还可以绕行；如果只有一条主干道，一旦堵塞就彻底瘫痪。
所以，学习和脑力工作可以贯穿生命的始终。不只是为了获取知识，更是在为自己的大脑修建更多的路。
结语：大脑是一台人生摄像机。
第一，无限潜能。大脑可以灵活调配内部资源，帮助我们解决生理上的缺陷、应对现实中的挑战。但激活这种潜能的关键，不是时间的堆砌，而是真实的动机和即时的反馈。
第二，内部竞争。大脑的资源不是免费的，用进废退是它的基本法则。我们做梦，很大程度上就是视觉皮质为了守卫领地进化出的防御机制。
第三，时间效应。年龄越大，可塑性越低，但持续学习，可以为大脑积累认知储备，在神经连接损伤时提供备用通路。
最后，想和你分享书里的一个意象。约5300年前，有个叫奥茨的人被冻进了阿尔卑斯山的冰川。1991年，他被发现了。科学家从他的身体里，读出了他最后两餐吃了什么，知道他曾经做过冶炼工作，知道他年轻时长途跋涉走过山路，甚至知道他死前半年生过三次大病。身体，记录了一个人的一生。
我们每个人的大脑，也是这样一台摄像机。你把时间花在哪里，你爱过谁，你害怕什么，你追求什么，这一切，都会被刻进你的神经连接里，成为你独一无二的大脑的样子。
资料来源：得到APP听书栏目。撰稿：裴鹏程；脑图：涂皓杰。声明：除原创内容特别说明外，推送稿件文字及图片和音视频均来源于网络及各大主流媒体。版权归原作者所有，如认为内容侵权，请在文章下方留言联系我们删除。
我们的责任：协助更多的妈妈，成为内外兼修的母亲。把家庭经营好，把家族传承好。
母亲智慧文化馆的愿景：愿每一位母亲都能幸福三代人。
价值观：爱家；敬业；说到做到。
使命：传播母亲智慧文化；助力母亲内外兼修；助力家庭健康成长；助力家族美好传承。
客问：很多母亲在夫妻关系如何处理？亲子关系如何处理？职场关系如何处理等方面有焦虑。文化馆如何协助更多的母亲成为内外兼修的母亲？
师答：分二步走。
第一步：文化馆的一楼，通过讲解；通过陪聊；通过举办思维方式分享会等手段，解决母亲们“从不知道到知道”的痛点，让更多的母亲得到启发，走出焦虑。
第二步：文化馆的二楼，解决“从知道到做到”的痛点。通过内外兼修俱乐部进行陪跑，让更多的母亲外面漂漂亮亮的，里面又充满智慧，这样就有更多的力量把家庭经营好，把家族传承好。
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