《大脑：大脑如何重新布线》

作者：莎伦·贝格利

就这类研究而言，这是一个相当小规模的实验：志愿者们成群结队地来到哈佛医学院的实验室，学习并练习一个五指钢琴小练习。神经科学家阿尔瓦罗·帕斯夸尔-莱奥内指示其中一组人尽可能流畅地弹奏，努力跟上节拍器每分钟 60 拍的速度。连续五天，志愿者们每天练习两个小时。然后他们接受了一次测试。

每天练习结束时，他们坐在一个线圈之下，线圈会向大脑的初级运动皮层发送一个短暂的磁脉冲——这片皮层位于从头顶向两只耳朵延伸的条带上。这种所谓的经颅磁刺激（TMS）测试，让科学家能够推断线圈正下方神经元的功能。在弹钢琴的受试者身上，TMS 描绘出初级运动皮层中有多大比例负责控制完成钢琴练习所需的手指运动。科学家们发现的是：经过一周的练习之后，负责这些手指运动的那片运动皮层，像郊区草坪上的蒲公英一样，占领了周围的区域。

这一发现与当时越来越多的研究一致：某块肌肉使用得越多，大脑就会分给它越多皮层“地产”。但帕斯夸尔-莱奥内并没有就此停下。他扩展了这项实验，让另一组志愿者只是想象

练习那个钢琴动作。他们在脑海里弹奏那段简单的音乐，双手保持不动，同时想象自己会怎样移动手指。然后他们也坐在 TMS 线圈之下。

当科学家比较两组的 TMS 数据——一组是真的在弹琴键，另一组只是想象在弹——他们瞥见了关于大脑的一个革命性观念：仅仅靠思想就能改变我们灰质的物理结构与功能。因为 TMS 所显示的是：控制弹琴手指的那片初级运动皮层区域，在那些想象自己在弹奏这段音乐的志愿者大脑中同样扩大了——与真正弹奏的人一模一样。

帕斯夸尔-莱奥内后来写道：“心理练习让大脑出现了类似的重组。”如果他的研究结果在其他形式的动作上也成立（没有理由认为它不成立），那么在头脑里练习高尔夫挥杆、传球或游泳转身，就可能靠更少的实际练习达到精通。更深一层的是，这项发现表明，心理训练有能力改变大脑的物理结构。

推翻教条

几十年来，神经科学中占主导地位的教条认为，成年人的大脑基本是不可改变的，是被硬连线的，形态与功能都已定型，因此等我们长大成人，差不多就只能认领自己已有的东西。没错，它可以生成（也可以失去）突触——那是神经元之间编码记忆与学习的连接。它也会受伤，也会退化。但这种看法认为，如果基因和发育决定了某一群神经元负责处理来自眼睛的信号，另一群神经元负责活动右手的手指，那么它们就会一直做这件事，除此之外什么都不做，直到你

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死去的那一天。那些印制精美、插图丰富的大脑书籍，用永不褪色的油墨标出大脑各结构的功能、大小与位置，是有充分理由的。

人类大脑一成不变这一教条，影响深远。首先，它拉低了人们对这样两件事的期待：中风造成大脑损伤的成年人接受康复治疗的价值，以及修复精神疾病背后那些病态线路的可能性。而且它还暗示，其他一些由大脑决定的固着状态也几乎无法改变，比如那个幸福基线——越来越多的研究表明，无论一个人遭遇最深的悲剧还是最大的喜悦，最终都会回到这个基线上。

但过去几年的研究已经推翻了这个教条。取而代之的，是人们终于意识到：成年大脑依然保有令人惊叹的“神经可塑性”——它能够根据经验改变自己的结构和功能。这种改变也不是无关痛痒的微调。一个人如果年幼时失明或失聋，连视觉皮层或听觉皮层这样根本的功能都可能随之改变。即使大脑在晚年遭受创伤，它也能像一座正在大兴城市更新的城市那样，给自己重新划定分区。假设中风击垮了控制右臂运动的那片运动皮层“街区”，一种叫作强制性诱导运动疗法的新技术，就能哄着隔壁的区域接手受损区域的功能。大脑是可以被重新连线的。

神经可塑性的最初发现，来自对这样一个问题的研究：大脑通过感官接收到的信息一旦改变，它的结构和功能会怎样随之改变。比如，一个人从小失明，眼睛再没有任何信号传来，视觉皮层就可能学会去听、去感受，甚至去支持言语记忆。当来自皮肤或肌肉的信号密集轰炸运动皮层或躯体感觉皮层（负责处理触觉的那一片）时，大脑会扩大与运动相连的区域——比如控制手指运动的那一片。在这个意义上，我们大脑的结构本身——不同区域的相对大小、它们之间连接的强度，甚至它们的功能——都反映着我们过过的日子。就像沙滩上的沙，大脑上留着我们做过的决定、学会的技能、采取过的行动的脚印。

抓挠幻肢

输入大脑的信息一旦改变就能改变大脑的结构，一个最极端的例子是：肢体失去之后，笼罩在躯体感觉皮层上的那一片寂静。车祸夺走维克多·金特罗的左臂没过多久——就从肘部上方截断——他就告诉加州大学圣地亚哥分校的神经科学家 V.S. 拉马钱德拉，他仍然能感觉到那条不存在的胳膊。拉马钱德拉决定查个究竟。他让维克多静坐不动、闭上眼睛，然后用棉签轻轻拂过这个少年的左脸颊。

“你感觉那是在哪里？”拉马钱德拉问。“在左脸颊上。”维克多回答，“还有我那只失去的手的手背上。”拉马钱德拉在脸颊的另一处轻轻抚过。“这会儿你感觉在哪里？”“在我不存在的拇指上。”维克多答道。拉马钱德拉碰了碰维克多鼻子与嘴之间的皮肤。“我那失去的食指被刷到了。”维克多说。维克多左鼻孔正下方的一小块地方，会让这个男孩感到左手小指在发麻。而当维克多感到幻手发痒时，挠一挠他的下半张脸就能止痒。拉马钱德拉得出结论：对失去肢体的人来说，大脑会重新组织——负责处理来自面部信息的那一条皮层，会接管原本接收来自那只已经不存在的手的信息的区域。这就是为什么触碰维克多的脸，会让大脑“感觉”到他失去的那只手。

同样地，因为处理足部感觉的皮层区域紧挨着处理生殖器表面感觉的区域，一些失去一条腿的人会报告说，在性生活过程中感受到幻肢般的感觉。拉马钱德拉的报告，是有生命的个体第一次有意识地体验到自己大脑被重新连线所产生的结果。

关于思考的思考

科学家在探索神经可塑性的边界时发现，即使没有来自外界的输入，心智也能被塑造。大脑会因为我们所想的东西而改变，就像帕斯夸尔-莱奥内那些虚拟的钢琴演奏者一样。这一点对健康有着重大意义：一个念头这样看似无足轻重的东西，却能影响大脑本身的物质构成，以一种能够治疗精神疾病的方式改变神经元之间的连接

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或者，也许还能让人更有共情的能力和更多的慈悲。它甚至可能把那个据称不可撼动的幸福基线往上调。

例如，在一系列实验中，加州大学洛杉矶分校的杰弗里·施瓦茨和同事们发现，认知行为疗法（CBT）能够平复驱动强迫症（OCD）的那条回路上的活动，效果与药物一样。施瓦茨早已对正念冥想的治疗潜力着了迷——那是一种佛教修习法，观察自己内在的体验，就好像那些体验正发生在别人身上一样。

当强迫症患者被一个强迫念头纠缠不休时，施瓦茨让他们对自己说：“我的大脑正在生成又一个强迫念头。我不是早就知道吗，它不过是某条出了故障的线路抛出来的垃圾。”经过 10 周以正念为基础的治疗，18 名患者中有 12 名显著好转。治疗前后的脑部扫描显示，眼眶额皮层——强迫症回路的核心——的活动大幅下降，而且下降的方式，恰恰与那些对强迫症有效的药物影响大脑的方式一模一样。施瓦茨把这称作“自我导向的神经可塑性”，并总结道：“心智能够改变大脑。”

当用认知技术来治疗抑郁时，情况也一样。多伦多大学的科学家让 14 名抑郁的成年人接受 CBT，它教患者换一种方式看待自己的想法——比如把一次搞砸的约会看成不是“我永远不会被爱”的证明，而只是一件没能如愿的小事。另有 13 名患者服用了 paroxetine（抗抑郁药 Paxil 的通用名）。治疗结束后，所有人的改善程度都相当。接着，科学家扫描了这些患者的大脑。“我们的假设是：如果你治疗效果不错，那么不管接受的是哪一种治疗，你的大脑都会以同样的方式发生变化。”多伦多大学的 Zindel Segal 说。

但事实并非如此。抑郁的大脑对这两种治疗的反应并不相同——而且方式非常有意思。CBT 抑制了额叶皮层的过度活跃，那里既是推理、逻辑和高级思维的中枢，也是一遍遍反刍那场灾难性约会的地方。相比之下，paroxetine 反而提高了那里的活动水平。另一方面，CBT 提高了边缘系统中海马体的活动，而边缘系统是大脑的情绪中心。paroxetine 则降低了

那里的活动水平。多伦多大学的 Helen Mayberg 解释道：“认知疗法针对的是皮层，也就是负责思考的大脑，它重塑你处理信息的方式，改变你的思维模式。它减少反刍，并训练大脑采用不同的思维回路。”和 Schwartz 的 OCD 患者一样，思想确实改变了大脑中的一种活动模式——在这个例子里，是一种与抑郁相关的模式。

幸福与冥想

换一种方式思考自己的念头，是否不仅能影响 OCD、抑郁这类病理性的脑状态，也能影响正常的脑活动？为了弄清这一点，威斯康星大学麦迪逊分校的神经科学家 Richard Davidson 找上了佛教僧侣——他们可谓心理训练领域的奥运选手。有些僧人一生花在冥想上的时间超过 10,000 小时。Davidson 在职业生涯早期就发现，左侧前额叶皮层的活动强于右侧时，与更高的基准满足感水平相关。这种左右活动的相对强弱，后来被视为“幸福设定点”的一个标志，因为无论人是中了彩票，还是失去了伴侣，事后总会回到这个水平。Davidson 想知道：如果心理训练能够改变 OCD 和抑郁所特有的活动模式，那么冥想或其他形式的心理训练，会不会带来某种变化，而这种变化正是持久幸福感和其他积极情绪的基础？“这正是那个假设，”他说，“我们可以把情绪、心境以及慈悲这类状态，都看作可以训练的心理技能。”

在达赖喇嘛的帮助和鼓励下，戴维森招募佛教僧侣来到麦迪逊，让他们躺进他的功能性磁共振成像（fMRI）扫描仪里冥想，同时测量他们处于各种心理状态时的大脑活动。作为对照，他选了从未有过冥想经验、但接受过基本技巧速成培训的本科生。在产生纯粹的慈悲心——一种标准的佛教冥想技巧——的过程中，fMRI 显示，那些负责区分「自我」与「他者」的脑区安静了下来，仿佛这些受试者——无论是经验丰富的冥想者还是新手——都向他者敞开了心扉与胸怀。

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