一點(diǎn)都不想動腦

我們不妨假設(shè)一種非常極端的情況——如果大腦完全不工作，它會退化嗎？

當(dāng)然，這只能是理想化的思想實(shí)驗(yàn)，沒有實(shí)踐的可能。因?yàn)樾奶?、呼吸、消化等維持生命的生理行為都受大腦調(diào)控，如果大腦完全不工作，人就不能維持正常的生理功能，更別說動不動腦了。

于是，我們假設(shè)不那么極端的情況——在保證人體正常存活的條件下，如果大腦不工作，它會退化嗎？答案是“YES”！

根據(jù)赫布理論，所謂“學(xué)習(xí)”指的是大腦中的神經(jīng)元按照一定的方式相互連接形成特定的網(wǎng)絡(luò)。如圖1就是神經(jīng)元在學(xué)習(xí)香蕉概念時的表現(xiàn)。換句話說，學(xué)習(xí)的過程，就是幫助神經(jīng)元互相形成特定連接的過程。神經(jīng)元之間主要通過一種叫作突觸的結(jié)構(gòu)來相互連接。大量的研究表明，突觸的強(qiáng)度是動態(tài)的，它會隨著神經(jīng)元之間通信強(qiáng)度的增減而變強(qiáng)或減弱。如果一個突觸經(jīng)常被用到，說明這是一條重要的“信息公路”，那么這個突觸就會變強(qiáng)；反之，如果一個突觸很久都不活動，往往說明這條“信息公路”可有可無，這個突觸就會自然而然地被修剪掉。

猜猜看，人一生中什么時期的突觸數(shù)目最多？不是在腦力巔峰的22歲，而是在出生后大約3個月——嬰兒的突觸數(shù)目會在出生后的3個月內(nèi)暴增20倍！但此時嬰兒大腦中的神經(jīng)元幾乎都是隨機(jī)彼此連接的。你看一張紙寫滿了字，雖然字?jǐn)?shù)或許遠(yuǎn)超一本書的字，但它們排列隨機(jī)，雜亂無章，因此根本不會包含任何有意義的信息。之后，在嬰兒發(fā)育和學(xué)習(xí)的過程中，大部分突觸會被修剪掉，只留下有用的突觸。這就像是用橡皮擦將紙上冗余的字都擦去，只讓有用的字有序地留下來，真正有意義的信息就凸顯出來了。由此我們可以推斷，如果一個大腦不工作（不活動）的話，神經(jīng)元的突觸就會因?yàn)榫貌皇褂枚唤y(tǒng)統(tǒng)修剪干凈。

大腦偷個懶

我們進(jìn)一步假設(shè)——如果大腦有些部分偷個懶、不工作，會有影響嗎？

科學(xué)家確實(shí)研究過這個問題。在人或猴的大腦的感覺皮層中，接收五根手指信息的腦區(qū)按照對應(yīng)手指的順序排列。用手術(shù)切斷猴中指的神經(jīng)以后，感覺皮層就接收不到中指的輸入信息，對應(yīng)的神經(jīng)元也就不再活動。過一段時間后再去檢測，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，原本負(fù)責(zé)接收中指信息的腦區(qū)改為接收食指和無名指輸入的信息，仿佛這個腦區(qū)被旁邊的兩個腦區(qū)侵占了（圖2）。這個研究結(jié)果表明，“寸土寸金”的大腦是不會允許“空地”存在的。

科學(xué)家還做了相反的實(shí)驗(yàn)：如果反復(fù)刺激猴手指上的一塊皮膚，其對應(yīng)的感覺皮層就會在若干天后變大（圖3）。

綜上所述，如果一個腦區(qū)不工作的話，它就會衰退；如果一個腦區(qū)被反復(fù)使用的話，它就會得到加強(qiáng)。

等等，讓我們再仔細(xì)想一想，剛才探討的是大腦中一小部分不工作的情況，如果有很大的一塊不工作，也會被其他腦區(qū)侵占嗎？

腦區(qū)不工作

我們再來假設(shè)一種情況——如果人失明或是失聰，大腦的視覺皮層或聽覺皮層就得不到刺激而處于失活狀態(tài)。在這種情況下，大腦會發(fā)生怎樣的變化呢？

科學(xué)家用功能性磁共振成像儀（fMRI）觀察失聰者的大腦，以研究這個問題。人的血紅蛋白中含鐵，而鐵離子在磁場中是有反應(yīng)的，因此通過核磁共振的手段可以了解腦中的血流分布，從而得知大腦的活動情況。

如果給普通人看某些東西（給予一系列視覺刺激），他們的聽覺皮層是不會被激活的。但在看唇語以及文字時，因?yàn)楸辉囌邥诖竽X中思考唇語者在說什么，或者默讀看到的文字，他們的聽覺皮層會被激活。

如果給失聰者看某些東西（給予一系列視覺刺激），他們的聽覺皮層會有不同程度的激活，甚至黑白變換的閃爍網(wǎng)格影像這樣簡單的視覺刺激都能激活他們的聽覺皮層。更有趣的是，失聰?shù)臅r間越長，被試者聽覺皮層被視覺刺激所激活的反應(yīng)就越強(qiáng)。這也暗示聽覺皮層被棄置的時間越長，被侵占的程度也就越高。

讓“聰明”腦區(qū)變大？

既然不活動的腦區(qū)可以“讓位”給其他腦區(qū)，那如果把與思考無關(guān)的腦區(qū)（比如對應(yīng)手、腳的）抑制了，剩下的與思考相關(guān)的腦區(qū)是不是會擴(kuò)大自己的地盤，人是不是就會變聰明？哎呀，看到這里，你可千萬別沖動，去搞什么砍手砍腳的可怕試驗(yàn)……因?yàn)榇竽X分配工作不會這么粗暴簡單！

首先，不同腦區(qū)所實(shí)現(xiàn)的功能不同。用功能性磁共振成像儀等工具來測量你的大腦，當(dāng)你活動手腳，就會看到運(yùn)動相關(guān)的腦區(qū)有反應(yīng)；當(dāng)你靜下來思考，就會看到另外一部分腦區(qū)十分活躍。

其次，這些不同腦區(qū)所包含的神經(jīng)元種類也不同。如果對大腦切片進(jìn)行染色，可以通過細(xì)胞形態(tài)、密集程度等特征來找到這些腦區(qū)的邊界。

在本文圖2所示的實(shí)驗(yàn)中，無名指和食指的腦區(qū)，之所以能侵占中指的腦區(qū)，是因?yàn)榭刂剖种傅哪X區(qū)都屬于運(yùn)動皮層，其細(xì)胞種類相同，功能也類似?？刂撇煌种傅哪X區(qū)彼此侵占，是有生理基礎(chǔ)的。

而具有高級功能（如語言、數(shù)學(xué)運(yùn)算等）的腦區(qū)，不太可能與控制運(yùn)動的腦區(qū)彼此侵占，因?yàn)檫@兩部分腦區(qū)的物理距離比較遠(yuǎn)，神經(jīng)元很難移動到達(dá)。另外，控制這些功能的神經(jīng)元也可能不同。

所以，想變聰明的同學(xué)，還是別想歪門邪道，老老實(shí)實(shí)多讀書、多動腦吧！

腦區(qū)之間串個線？

腦區(qū)是相對獨(dú)立的功能單位。例如，視覺皮層主要處理視覺信息；運(yùn)動皮層則控制運(yùn)動。這些腦區(qū)相互連接，共同工作。比如，當(dāng)你伸手打蚊子的時候，你就需要通過視覺、聽覺的信息來確定蚊子的位置，并實(shí)時地調(diào)整手的運(yùn)動軌跡，以最終打中蚊子。人類捕獵的時候，注意力的機(jī)制會讓和獵物相關(guān)的視覺信息更加突出，而其他視覺信息就被相對忽略了。

有意思的是，有一些腦區(qū)之間原本沒有連接，但由于物理位置接近，會發(fā)生信息“泄漏”，就像電話串線。亞里士多德就觀察到這樣的現(xiàn)象：當(dāng)從暗室中走到太陽下的時候，他經(jīng)常會打噴嚏。他認(rèn)為這是因?yàn)樗驹谔栂聲r鼻子被加熱了，這個溫度差導(dǎo)致鼻腔有異物感，從而讓他打噴嚏。

現(xiàn)在科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，這其實(shí)是因?yàn)橐曈X神經(jīng)從控制面部的三叉神經(jīng)周圍經(jīng)過，突然出現(xiàn)的亮光刺激的信息會從視神經(jīng)“泄漏”到三叉神經(jīng)，從而引起鼻子的異物感，讓人打噴嚏，這個過程與溫度毫無關(guān)系。這種具有遺傳性的癥狀被取了個超級長的名字，叫作“強(qiáng)迫性常染色體顯性遺傳性光眼激發(fā)綜合征”（Autosomal-dominant Compelling Helio-Ophthalmic Outburst syndrome），縮寫是ACHOO——大聲念出來吧，“阿嚏”！

還有一些人身上會發(fā)生“看到”氣味、“聽到”數(shù)字等通感現(xiàn)象，這其實(shí)都和腦區(qū)之間的信息交流有關(guān)。