大腦發展的四個重要階段

    在漫長的人生旅途中，我們的大腦比身體的其他部位更加“善變”。這些變化可粗略劃分為四大階段，毫無疑問，大腦每個階段的變化都會給我們的能力和行為帶來深遠的影響。為了使大腦更好地發育和工作，英國的《新科學家》雜志給出了一些很好的建議。

　　一.懷孕期間夯實基礎

　　人類的大腦在受孕后4周內開始發育。此時，三層胚胎細胞中的其中一層卷曲形成神經管。1周后，神經管的一端發生彎曲，隨后，前腦、中腦、后腦的基本架構被搭建起來。

　　從這個角度來說，基因控制了大腦的發育和分化。即便如此，在這一階段，讓大腦保持處于最佳狀態的關鍵是盡可能給予良好的產前環境，也就是說，在嬰兒發育的最初幾周內，孕婦不能有壓力，飲食良好，且遠離煙酒精和其他毒素。臨近大腦形成的末期，胎兒開始能夠傾聽別人說話，也開始具備記憶能力，聲音和知覺也開始影響大腦。當我們能夠呼吸時，大腦就已經8個多月“大”了。

　　然而，在懷孕的前6個月，大腦的發育只是在合適的地方搭設基本框架：神經元和神經連接基本發育，同時，確保大腦的每個區域都能在適當的位置發育良好。這一過程會大量消耗能量，同時，也需要不同的營養物質發揮作用。大腦在發育初期需要一種名叫“葉酸”的營養物質。葉酸對關閉神經管起關鍵作用。葉酸攝入不足會導致嬰兒出現脊柱裂（一部分脊柱長在體外）、無腦畸形（因大腦的大部分不能發育引起的絕癥）等缺陷。有證據顯示，維生素B12不足也會造成同樣可怕的后果。

　　在最初的幾周內，其他營養物質的作用如何，暫時還不知曉，一方面是因為，缺乏營養物質通常只是整體營養不良的表現之一，而整體營養不良也同整體健康狀況不佳或健康意識淡薄等各種復雜因素有關；另一方面，我們很難有先見之明，把早期營養物質缺乏同數月乃至數年后出現的問題聯系起來。

　　但是，動物實驗已經證明，營養不良（尤其是缺乏蛋白質）會阻礙神經元和神經連接的發育。神經元在從發育初的位置移動到最后位置的過程中，鐵和鋅必不可少，同時，長鏈多不飽和脂肪酸對突觸的生長和膜功能也至關重要。

    一般來說，雖然良好的飲食以及在產前補充維生素足以滿足胎兒大腦的早期需求，但是胎盤發育不良引發的營養缺乏也會抑制大腦的發育。影響胎盤發育的因素主要有孕婦血壓高、精神壓力大和吸煙。同時，營養過剩也并非全是好事。例如，糖尿病若控制不當，就可能讓正在發育的大腦出現葡萄糖惡性過剩的狀況。

　　幸運的是，大腦擁有一套龐大而復雜的安全管理體系，大腦會發育出最終需要的2倍的神經元。即便如此，有些傷害可能一旦出現就無法逆轉。例如，即使從嬰兒一出生就開始補充鐵元素，胎兒鐵缺乏癥也能影響大腦功能長達3年以上。

　　值得欣慰的是，胎盤會使得胎兒免受有毒物質的傷害，不容易受外部世界乃至自己母親的影響。胎盤是一道具有高度篩選功能的屏障，含有許多外排蛋白，能夠將孕婦血液中的有害物質擋在胎兒體外。

　　但胎盤也并非完美無缺，一不小心，就會讓“漏網之魚”蒙混過關，汞、尼古丁、酒精等有毒物質就可以偷偷越過胎盤，最終影響取決于有毒物質的數量和胎兒遭受攻擊的時機。但是，在動物實驗中，科學家發現，尼古丁確實會影響神經遞質的功能；汞則與小腦和腦皮層某些部分的細胞的死亡有關。雖然我們還不清楚，多少劑量的酒精足以引發胎兒酒精綜合征類的身體和認知缺陷，但我們都知道，酒精可以殺死神經元，改變某些神經遞質的活動。

　　另外，更可怕的是，某些有毒物質不滲透胎盤就能起到作用。比如，香煙會減少流往胎兒的血液量，從胎兒那里搶奪氧氣和營養物質。到目前為止，我們還不清楚香煙如何影響胎兒的大腦，但有跡象表明，假如子宮內的胎兒曾經暴露在香煙環境中，當胎兒出世，成長并進入青少年后，其連接左右腦的胼胝體和負責社會行為的眶額皮層會相對較小。眶額皮層較小也與女性在10歲左右時缺乏“關愛他人”的行為有關，這就像我們表明，吸煙可能導致后代出現行為問題。

　　然而，最近也有一項研究稱，從總體上講，曾在胎兒期暴露于香煙環境中的青少年與其他沒有暴露于香煙環境中的青少年的認知能力沒有差異。

　　另一方面，壓力也可能有害。在動物實驗中，暴露在母體壓力激素下的幼崽會出現焦慮行為和多動癥。英國帝國理工學院最近公布了一份對7000多名母親和嬰兒進行的縱向研究，該研究表明，多達15%的注意力缺陷多動癥產生的原因是母親承受的精神壓力。

　　但是，如果你正在閱讀此文，那表明你已經相對輕松地逃過了生命頭9個月的災難，或者說出現過的任何問題已經在父母的呵護和良好的教育下得到了修正。在下一階段，年輕的大腦開始學習和記事，這就意味著我們第一次有機會真正使用大腦這個奇妙的器官。

　　二.童年經歷塑造未來

　　童年時期的大腦比以后任何時期的大腦都更具活力和可塑性。當我們探索周圍世界時，大腦不斷發育，以驚人的速度形成和打破神經連接。或者，更令人驚訝的是：學習、記憶和語言活動從我們出生前就開始了。

　　而大腦發育，在產前階段至關重要。在產前階段，每分鐘會有多達25萬個新細胞形成，每秒鐘有180萬個新連接可以形成，但是，大約一半的細胞后來會萎縮直至死亡，只留下那些在使用過程中得到強化的細胞。從出生起，兒童會在10多年內快速發育和生長，期間的每段經歷都將在其成人后的模樣上留下印跡。

　　那么，為了最大限度地挖掘孩子頭腦的潛力，父母能夠做些什么呢？

　　產前后期的經歷可能對大腦的正常發育至關重要。科學家在實驗中發現，在受孕約22周到24周后就可以首次觀察到胎兒的學習行為。那時，胎兒會對聲音或觸摸做出反應，但會忽略反復出現的刺激。大約從第32周開始，胎兒就能夠接收條件反射。事實證明，在受孕大約30周后，胎兒會對特定的音樂片段、母親的聲音、氣味產生記憶，而且，出生后也會持續擁有這種能力。

　　語言的學習也從產前開始，雖然嬰兒在3歲前確實會對任何語言做出反應，但是，與聽到外語相比，新生兒聽到母語時吸奶更有勁。即便如此，盡管對著9個月大的胎兒說話能夠幫助他們辨識你的聲音，但是，還沒有直接的證據表明，暴露在多種語言環境下會影響嬰兒今后的語言能力。其實，影響語言能力發展最重要的因素是父母在孩子出生后與之交談時間的長短、父母語言詞匯的復雜性、父母能夠在多大程度上吸引孩子的注意力。

　　胎教并非萬能妙藥。有些出售“產前教育”系統的公司希望家長們相信：的確可以對孩子實施胎教。但是，仍然沒有直接證據表明，這樣的教育策略能讓孩子贏在起跑線上。實際上，我們有理由相信，胎兒的生長環境只是提供了有限的感官體驗。刺激過多有可能殺死新生的腦細胞。

　　嬰兒出生后，其大腦功能幾乎不會發生什么變化。盡管對觸摸很敏感的體感皮層在嬰兒出生前就活躍起來，但必須在2個月到3個月后，這一皮層才會出現其他活動，并最終控制諸如動作、推理、知覺等活動。在嬰兒半歲到1歲之間，額葉開始變得活躍，觸發情感、依戀、計劃、記憶和注意力的發育。嬰兒1歲半時，頂葉和額葉的聯系更加緊密，開始出現自我意識。嬰兒3歲到4歲時，能夠覺察到其他人也有其獨立的想法。

　　盡情玩樂增加情商。童年時期的這段生活經歷能夠塑造我們的精神狀況。不教育或者嚴苛的教育有可能永遠地改變大腦。例如，如果某人在童年時遭到母親遺棄或者心靈遭遇重大創傷，其日后對壓力環境的精神反應也會受到影響，他還有可能更容易被抑郁或焦慮所困擾。

　　那么，如何更好地利用大腦生命中這段脆弱但富有潛力的時期呢？對父母來說就是，不要讓孩子停止玩樂，開始工作。有研究表明，充滿呵護和溫情的環境以及與孩子玩一些諸如躲貓貓、搭積木、唱兒歌、拼裝玩具等游戲都可以增加孩子的情商，并且讓孩子終生對學習感興趣。

　　演奏樂器好處多。有人說，欣賞莫扎特的音樂能夠提高人的空間感和學習能力，增強老鼠走迷宮的本領。這種“莫扎特效應”催生了無數產前和童年學習計劃，但批評它的科學家與它的擁護者一樣多。然而，在童年學習演奏樂器則應另當別論。后者可以對大腦產生長期影響，有人認為，演奏樂器能提高人的空間、數學和推理能力。

　　6歲時，大腦的重量已經達到成年重量的95%，能量消耗也達到頂峰。這時，孩子們開始進行邏輯思考、付出信任、理解自己。他們的大腦繼續發育，繼續在他們體驗世界的過程中形成和打破神經連接，直到（男女分別在14歲和11歲）青春期如期而至，接著，大腦又開始另一輪翻天覆地的變化。

　　三.青春期：灰質減少白質增多

　　青少年自私、莽撞、欠缺理性、急躁易怒，但只要我們想想，青春期時，青少年的大腦仍在發育階段，這就不再值得大驚小怪了。青少年時期，我們的大腦可能已經發育得非常好，但神經連接網絡仍是一個“半成品”，需要更進一步的發育。

　　心理學家過去一直認為，在青春期之前，兒童的腦容量就已經與成人的腦容量差不多大，那么，青少年在青春期表現出來的那些令人不快的反復無常的性格可以用性激素肆虐來解釋。然而，最近的腦成像研究表明，青少年時期和20歲出頭時腦部巨大的結構性變化可能有助于解釋青少年時代的混亂狀態。

　　一個研究團隊跟蹤研究了大約400名兒童的成長過程。在這些孩子成長過程中，研究人員每隔兩年就對其中一些兒童的腦部進行掃描。他們發現，隨著青春期的到來，灰質逐漸減少。

　　灰質減少，童年快速成長期大量產生的、沒有用過的、多余的神經連接也隨之減少，這一過程肇始于感覺和運動區域。這些區域最先成熟，然后是同語言和空間定位有關的區域，最后則是與更加高級的處理和執行功能有關的區域。

　　最后成熟的一個區域是位于額葉最前端的背外側前額葉皮層。男性可以到25歲大腦的前額葉皮層才能完全發育，這一區域與沖動控制、判斷和做決策有關，正是這個地方控制著他們的冒險念頭和沖動行為。我們也許可以用這一區域來解釋普通青少年為什么會作出一些不明智的決定。這一區域也負責控制和處理扁桃體（大腦中處理情緒的區域）傳來的情感信息，這或許可以解釋青少年反復無常的性格。

　　隨著灰質的逐漸減少，腦部的白質卻在緩慢增加。白質由脂肪構成，圍繞著神經元，這有助于加快電脈沖的速度以及維持神經連接的穩定，使神經連接在灰質不斷減少的過程中存活下來。腦灰質以每年0.7%的速度慢慢減少，一直持續到20歲出頭，這就像大樹在“修枝剪葉”，許多不需要的腦細胞在此階段快速消失。而另一方面，腦白質卻像樹木的年輪一圈一圈地逐年增厚。腦白質就類似于電線上的絕緣體，能使神經信號的傳輸更為快速和有效。

　　在生命的這一階段，大腦仍然像孩童時代那樣具有可塑性，因此，我們依然能像海綿一樣汲取大量知識。另一方面，不能很好地控制沖動可能引發一些冒險行為，比如吸毒、酗酒、吸煙和未采取保護措施的性行為等。

　　物質濫用尤其令人深感憂慮，腦成像研究表明，青少年大腦中的動機和獎賞回路讓他們幾乎天生莽撞。青少年無法很好地控制沖動、判斷力差以及不能正確認識長期的后果，所有這些因素糾結在一起，很容易讓他們變成一個少年癮君子。而且，吸毒和讓人倍感壓力的事件都會與日后生活中的情緒紊亂有關，所以，我們要在這一時期盡量避免這些情況。

　　然而，也有有利的一面：青少年很快會長成大人，獨立生活，他們可以將自己的大腦打造成一臺高效的處理器。為了最大限度地利用這一時期，青少年需要將自己身上的全部能量投入到學習和獲得新體驗中，不論是埋頭苦讀，還是學會通過音樂或藝術表達自己，抑或通過周游世界探索人生。但無論他們喜歡與否，因為青少年的決策回路仍在形成階段，他們稚嫩的大腦仍需要倍加呵護。

　　四.成人期：盛極而衰

　　20出頭后，我們的大腦終于進入成人期。我們的腦力會在22歲左右達到最巔峰，不幸的是，這種狀態僅僅持續5年，此后便一路下滑。

　　27歲左右大腦開始衰退，這種漫長而緩慢的腦力衰退過程并貫穿整個成人期。盡管不同能力的衰退速度各異，但是，最先開始退化的能力是諸如制定計劃和協調任務等與執行控制有關的能力，而這些能力在青少年時期要花最長時間才能顯現，這一點真令人百思不得其解。這些能力與大腦前額葉皮層及顳葉皮層有關，這些部分一直發育直到20歲后才成熟。

　　與回想事情有關的情景記憶能力也迅速減退，與此同時，大腦的處理速度會變慢，工作記憶所能存儲的信息會變少。

　　那么，這些能力衰退的速度有多快呢？美國伊利諾伊州立大學的心理學家阿特·克瑞默等人進行的研究表明，從25歲左右開始，我們在簡易智能狀況量表測驗中，每10分就會丟1分多。這是一項滿分為30分的測驗，包括算術、語言和基本的運動技能（運動技能通常用于衡量癡呆患者的智力衰退速度）。在臨床上，得分下降3分到4分被認為問題嚴重。也就是說，人們在25歲到26歲期間的腦力衰退會對他們的現實生活產生影響。

　　這些消息聽起來令人沮喪。但也有好的方面。成人期衰退的能力取決于“流體智力”———大腦基本的處理速度。但是，“晶體智力”（幾乎等于智慧）與“流體智力”的情況完全不同。即使“流體智力”會隨著臉部肌肉松弛、臀部下垂一起減退，但“晶體智力”還是會像腰圍一樣增長。我們的記憶在下降，但我們的智慧在增加，兩者會相互抵消，至少，我們在60歲到70歲時都是這樣。

　　另外，讓身心保持活躍、保持健康的飲食習慣并且遠離煙酒和影響大腦的毒品都會減緩不可避免的腦力衰退過程。如果有人很遲才意識到健康的生活習慣的好處，也不要驚慌失措，我們還有一次機會實施“乾坤大挪移”，扭轉局面，那就是讓我們的老年煥發更多的生命光彩。

　　毫無疑問，到我們退休時，我們的大腦不再和以前一樣。到65歲時，大部分人都會注意到自己大腦衰退的跡象：比如，經常忘記別人的名字；偶爾將茶壺放在冰箱里等等。

　　我們的記憶力在此時開始衰退很正常。因為，從此時開始，我們大腦的某些細胞不斷減少，尤其是關鍵的處理信息的海馬突起部位，減少得更加明顯。起初，這不是什么大問題。即使年紀再大，大腦也足以應付。但是，日積月累，腦細胞損失過多也帶來一些問題。

　　鍛煉提高思維能力

　　當然，并非每個人都會按同樣的方式慢慢衰老。思維靈敏、令人愉悅的老人和健忘、脾氣暴躁的老人有什么區別呢？我們能否通過努力成為前者呢？

　　毋庸置疑，體育鍛煉當然有用。無數的研究結果表明，每周進行3次以上溫和的鍛煉可以幫助老年人提高注意力，同時改善其抽象思維的能力，這或許是因為鍛煉可以促進新的腦細胞的生長。鍛煉也會有助于我們將血糖穩定在一定的水平。當我們逐漸老去，我們的血糖調節能力會不斷惡化，這會讓血糖突然升高，血糖升高可能影響齒狀腦回（海馬體內幫助形成記憶的區域）。既然體育鍛煉可以幫助我們穩定血糖水平，那么因此也可以間接地改善我們的記憶力。

　　協調性訓練也會有幫助。很多研究表明，特殊的平衡訓練可以改善60歲到80歲老人的認知能力，子孫們玩的電腦游戲似乎也會帶來同樣的好處。

　　“大腦訓練”游戲曾經被人斥為無稽之談，但2009年4月份發表于《美國老人醫學會期刊》的一項研究結果表明，電腦上的大腦訓練游戲可以改善65歲以上老年人的記憶力和注意力。這些健腦練習帶來的改變足以使老年人更好地改善日常活動，例如，記住別人的名字；在嘈雜的餐廳里專注地與人交談等。

　　如果我們不想上了年紀后就變成一個啰嗦暴躁的老人也很容易。多巴胺能讓人感覺積極愉悅，多巴胺的減少可能引發抑郁，但是，在日常飲食中，多多補充酸奶、杏仁和巧克力等食物就可以增加多巴胺。

　　專注于愉快的記憶。實際上，大腦在竭盡所能地讓我們的退休生活更加愉快。20歲到30歲之間，我們進行了很多的冒險行為，中年后，我們進行了一些嘗試，其實，這些都在慢慢讓我們學會如何專注于生命中美好的事情。加拿大阿爾伯特大學神經生物學家弗洛林·多勒科斯說，到65歲時，我們能夠更好地將生命中的美好體驗推廣擴大。他在研究中發現，與年輕人相比，60歲以上的人很少會把不愉快的經歷儲藏在大腦中，他們更傾向于記住愉快或中性的人生經歷。

　　大腦成像掃描對此進行了解釋。雖然，60歲以上老人的大腦扁桃體運轉正常，但是，它與大腦中其他區域的相互關系已經發生了變化：與年輕人相比，扁桃體與海馬體的聯系越來越少，而與大腦中控制情緒的部分背外側額葉皮層日益“親密”。這也許是因為老人大腦中更為豐沛的人生經歷能夠更好地控制情緒，老年人眼中的世界的確更加豐富愉悅。

　　盡管近黃昏，夕陽無限好。盡管沒有人愿意日益衰老，但是，這也并非劫數難逃，夕陽也不像我們想象的那么暗淡。實際上，我們應該摒棄一切擔心恐懼。研究結果表明，與整日憂心忡忡、壓力纏身的人相比，心情愉悅、樂觀積極的人更加不容易罹患癡呆。

　　另一項研究結果還顯示，盡管社交活動很少但是善于保持心情平靜的人與孤獨和容易緊張的人相比，其患上癡呆癥的幾率會減少50%。這也許因為緊張會導致皮質醇水平增高。皮質醇水平增高可能造成大腦前扣帶回皮層萎縮，而這一區域與老年人的抑郁癥和老年癡呆癥有關。