大脑的成长历程

伏　晓

编译伏晓

从咿呀学语的孩童变成白发苍苍的老人，成长的每一次变化都真实地印记在我们身上，每个人都能感受到这个过程中的各种生理变化。而大脑藏在厚厚的颅骨里，我们很难了解它是怎么成长的，又发生了怎样的变化。现在，就让科学家来为我们讲述这个奇妙的过程吧!

在我们的一生中，大脑的变化比其他任何器官都多，而且从出生前到年老一直都影响着我们各方面的能力和行为。当然，我们也并非简单被动地接受大脑在各个阶段的变化，我们也可以让自己很好地适应这些阶段，并且更好地过渡到下一个阶段。

孕期

当我们还在母亲的肚子里熟睡时，大脑的发育就已经开始了。原始的神经细胞层在孕期的第四周内闭合形成完整的神经“管道”；再过一周，这个“管道”就发育成前脑、中脑和后脑的基本结构。这时，大脑的生长和分化主要受到基因的控制。尽管如此，还是有办法可以让它发育得更好，而这个主动权则掌握在母亲的手中，关键在于尽可能地营造一个良好的产前环境。在这几周里，母亲应该保持舒畅的心情，保证摄入丰富的营养，远离精神压力，远离香烟、酒精和其他毒素。在大脑形成晚期，胎儿已经拥有倾听和记忆的能力，因此声音和知觉也会影响大脑的发育。

在孕期的前半年里，大脑主要在进行一些“基础设施”的建造：确保每个区域都发育良好，每一个神经元和神经连接都长在正确的位置上。可别小看了这个“基础工程”，它的规模巨大，需要生长出1000亿个脑细胞和分布在大脑10多个特殊区域里的数百万个辅助细胞，着实是一个相当惊人的演化工程。

大脑在孕期的发育很耗能，需要各种营养物质。比如，早期大脑发育需要一种名叫“叶酸”的营养物质，它对神经管的闭合起到关键作用，缺乏叶酸会导致诸如脊柱裂(部分脊柱暴露体外)，甚至无脑畸形(因大部分脑未能发育导致的绝症)。还有证据表明，缺乏维生素B₁₂也会导致相似的后果。不过，目前我们还不是很清楚其他营养物质在最初的几周对大脑有怎样的影响，因为衡量营养不良的严重程度无法和某些具体的食物一—对应，并且早期缺乏某种营养物质带来的影响很难与几个月后或几年后才出现的大脑问题联系在一起。我们目前只能由动物实验得知：当营养不良，尤其是蛋白质摄入不足时，神经元和神经连接的发育会受到影响；当铁元素和锌元素缺乏时，神经元的迁移活动将受阻；不饱和脂肪酸的匮乏也会造成神经活性的降低。但是，这并不表示对食物的摄入越多越好，相反，吃太多营养品也可能会产生不良后果。举例来说，如果母亲是糖尿病患者，那么过量的葡萄糖对于发育中胎儿的大脑就是潜在的毒素。

大脑有一套庞大的安全保障体系，孕期产生的神经元数量是最终所需量的两倍，也就是说，足足有多出—倍的“后备队员”。但是，有一些危害是无法逆转的，比如胎儿时期导致的缺铁。就算小孩从出生起就开始补铁，之前的缺铁对大脑正常运行的影响时间也将持续3年之久。

由于胎儿与外界隔绝，所以不会接触到太多的有毒物质。胎盘是胎儿与母亲之间营养物质的运输工具，同时也是一道有力的筛选屏障，能够防止母体血液中的有害物质侵害胎儿。但是，胎盘也并非无懈可击，汞、尼古丁和酒精等毒素就能穿过胎盘，其后果则取决于毒素的浓度和持续的时间。科学家在动物实验中发现，尼古丁会影响神经传递素的功能，汞会造成小脑和部分大脑皮层的细胞丢失。我们现在都知道酒精会杀死神经元，但依然不清楚多少剂量会造成胎儿身体上和认知上的缺陷。

有一些毒素不需要穿过胎盘就能对胎儿产生影响，比如香烟会减少胎儿的血流量，进而减少其氧气和营养物质。最近研究发现，对于那些有着吸烟嗜好的母亲，或者家中有一个频繁吸烟的父亲，胎儿在这类环境的母亲子宫里成长，将来小孩长大后脑内的胼胝体(连接两个脑半球的结构)和眶额皮质(负责人的社会行为的结构)会相对较小，这就有可能导致后代潜在的行为异常。不过，香烟对孩子一般性的认知能力没有太大影响。

精神压力也是一种毒素。科学家在动物行为研究中发现，长期处于压力激素影响下的母体，其后代会表现出焦虑和多动症的情况。英国科学家最近对7000个妈妈和婴儿进行纵向研究后认为，其中15％的多动症患儿_是由于他们的母亲在孕期承受过大压力所致。看来，父母的呵护对于这些熟睡的宝宝们是非常重要的，因为我们的学习、记忆和语言活动在出生前就已经开始了这也许让人难以置信，但却是事实。

童年

大脑在我们的童年继续发育，其可塑性和活力是所有阶段中最强的。神经连接以惊人的速度不断产生和打破。我们开始探索周围的世界，也开始了正式的学习和记忆。

出生前，胎儿的大脑大约每分钟生成20万个新细胞，每秒钟建立180万个新的神经连接(只有那些经过不断强化的脑细胞和神经连接才能存活，而其他半数细胞都将走向死亡)。从出生开始到接下来的10多年里，大脑迅速成长，生活里的每一次经历都会影响我们各方面的学习状态。所以，这个阶段仍需父母的努力，才能最大限度地开发孩子的潜力。

孕期的后期对于大脑发育至关重要。在母亲怀孕的第22至24周时，就能简单地检测胎儿的智力了。因为胎儿能对声音和触摸作出反应，但会无视重复出现的相同刺激，这种简单的记阮方式被称为“适应性”记忆。大约从第32周起，胎儿会表现出接受条件反射的能力，这种记忆方式明显比“适应性”记忆更复杂，其间的任何一种刺激都能被胎儿当作事件发生的信号，比如特定的音乐和母亲的声音、气味，这种记忆在母亲怀孕第30周后形成，—直延续到出生后。

语言学习也是从产前开始的，对着7至9个月的胎儿说话可能会帮助他们辨认你的声音。孩子在3岁前对任何语言都会有所反应，但目前没有直接证据可以证明听到多种语言会影响孩子将来的语言天赋。当然，比起外语，新生儿确实更容易接受母语的暗示。研究发现，影响语言能力发展最重要的因素在于孩子出生后与父母之间的交流情况，包括彼此的交流时间长短，父母用词的复杂程度，以及孩子对父母所说的话有多感兴趣。商家现在都热衷于推销“胎教”产品，父母们也乐于相信未出生的孩子能接受教育，但所谓“胎教”是没有科学依据的。事实上，胎儿所处的环境只能提供很有限的感官体验，过多的刺激反而会杀死新生的脑细胞。

大脑的多种结构都是在出生后的较长一段时间里逐渐发育成熟的，包括一些简单的自控行为、推理能力，还有情感能力、自我意识以及领悟他人的想法等。因此，童年是孩子形成良好性格的最佳时期。冷落和严厉的教育可能带给孩子大脑永久性的改变，比如遭到母亲遗弃或其他重大的精神创伤，这类孩子长大后更容易受到抑郁和焦虑的困扰。

那么应该如何充分利用这段时间呢?很显然，童年时期的大脑娇弱而富有潜力，没道理让孩子停止玩耍转向工作。研究表明，让孩子

充分感受到处在被爱护的环境中，与孩子进行一对一的游戏可以提高孩子的智商，甚至可以潜移默化地培养出他们对学习的毕生兴趣。而这些游戏往往很简单，比如躲猫猫、搭积木、唱儿歌和拼图游戏。有人认为莫扎特的音乐能强化孩子的空间认知能力和学习能力，动物实验也发现它能增强老鼠跑迷宫的本领。这种“莫扎特效应”已经催生了无数的“胎教”和幼儿学习程序，但科学家对此褒贬不一，毕竟听音乐和演奏乐器完全是两码事，后者才会对大脑具有长期影响，并提高数学和推理能力。

到6岁时，大脑的重量已达到成年人的95％，能量消耗值也达到最高峰。在这一时期，小孩子开始运用逻辑思维，对他人付诸信任，也开始理解自己的思维过程。他们继续体验着这个世界带给他们的感受，大脑的发育在青春期到来后，将再次发生翻天覆地的变化。

青春期

青春期的孩子顽劣自私，做事鲁莽，冲动急躁，但如果考虑到此时他们的大脑仍在继续发育，那么他们的这些行为表现就情有可原了。虽然此时的大脑从外表上看和成年人差不多，实际上其内部的神经连接还远远没有成熟。

心理学家一直将青少年的逆反表现归咎于激素。不过，最近的脑成像分析发现，青少年时期的大脑结构和20岁出头的成年人有着巨大的差别。科学家跟踪研究了近400个孩子的成长过程，每两年扫描一次他们的大脑，结果发现，大脑灰质在青春期后会逐渐减少，大约每年递减1％，一直到20岁左右为止。这是大脑的一种自我完善过程，可以“剪掉”那些完全不用的神经连接和灰质。科学家还发现这个“修剪”程序开始于大脑的控制感觉和运动的区域，然后是控制语言和空间定位的区域，最后才是控制冲动行为、做决策以及处理情感的区域。这一发现或许解释了青少年为什么喜怒无常，为什么会做出种种不理性的决定——因为他们的大脑整体情况确实处在一种比较混乱的状态。随着大脑灰质的不断减少，大脑白质开始增加，它们作为神经元的支持结构，能使神经脉冲传递得更快，神经连接更加稳定。

青春期的这些成长特点让人喜忧参半。一方面，大脑仍然具有较大的可塑性，可吸纳大量的知识；但另一方面，青少年对冲动情绪的自控能力较差，有可能导致一些危险行为，比如吸毒、酗酒、吸烟、斗殴等。青春期孩子的大脑判断能力差，对事情缺乏周全而长远的考虑，这似乎注定了他们会对毒品上瘾。

滥用毒品往往还同生活中的压力及忧郁情绪有关。不过，生活压力也有好的一面。当青少年逐渐成年并开始独立生活后，他们完全有潜力将自己的大脑塑造成一台高效的处理器。青少年应该充分利用这段时间，投入到学习中获取新知。不论是一心埋头苦读，还是利用艺术陶冶情操，哪怕是参加某次探索之旅，都会促进大脑的良性成长。毕竟，青少年的大脑仍在完善过程中，还需要加以保护。

成年

我们通常将成年定在18岁，但大脑却是在20多岁时才真正进入成年期。大脑活力的鼎盛时期从22岁开始，直到27岁才开始出现缓慢而持续的下降。当然，每个人的脑力下降速度不尽相同，有研究发现，那些常常参与同决策管理有关行为的人，其脑力下降的速度最缓慢。

在成年期，大脑的处理速度变慢，对外界收集来的信息储存减少，记忆也随之下降。那么这种衰退到底有多快呢?科学家通过综合评估人的算术、语言、基本动力技能等情况，制定了一种检测方法，将脑活力的变化用数字加以表示。按照这种方法，人类的脑活力从25岁起以每10年下降1点的速度衰退，也就是说，人的脑活力通常会在25～65岁之间下降3～4点。

这个结果让人听起来有点沮丧，不过这只是一般的生理规律。后天的思维锻炼与人生阅历会增加人的智慧，可以更加灵活熟络地处理事务，也可以更加冷静地应对突发事件，这些都在一定程度上弥补了大脑的自然衰退。此外，还有一个值得关注的因素可以减缓这种衰退：我们应该保证摄入健康的饮食，保持良好积极的精神状态，多运动，远离烟酒。老年

毫无疑问，65岁的大脑和20岁出头的大脑是完全不同的。大多数人在这个时候开始发现自己经常忘记别人的姓名，想不起常用的东西搁在哪儿了，甚至有时茶壶就握在自己手中还四处寻找茶壶。

记忆力在此时出现衰退是很正常的。因为在这个阶段，我们的脑细胞不断减少，尤其是掌控记忆的脑细胞减少得更明显。当然，并非每个人都踏着一样的步调渐渐老去。那么，同样是老年人，思维敏捷的大脑和健忘易怒的大脑之间究竟有什么不同呢?我们有没有办法让自己成为前者呢?

回答是肯定的，体育锻炼就能起到这样的作用。许多研究都认为每周3次的缓和运动可明显提高老人的注意力和抽象思维能力，没准这种锻炼还能刺激新的脑细胞生长。运动还能稳定我们的血糖水平，间接增强记忆力。

电脑商开发的“大脑锻炼”游戏曾一度被认为是没用的游戏，但最新研究表明这种“大脑训练”能显著增强60～80岁老人的记忆力和注意力。愉悦的心情当然也非常重要，因此应尽量避免发怒。多巴胺受体是一种负责积极情绪的物质，它在老年人体内呈现明显衰减的趋势。所以，吃一些含有多巴胺受体的食物，比如酸奶、杏仁等，有助于改善心情。

其实，大脑自身也有潜在的调整机制。随着年龄增长，你更容易记住那些愉快的经历，而把那些糟糕的回忆抛之脑后。大脑中有个叫“扁桃体”的结构，主要负责产生情绪。科学家在对多名60岁的老者的大脑扁桃体进行扫描研究后发现，比起年轻人，老年人的扁桃体与控制记忆的海马区之间的联系不再紧密，而与控制情绪的大脑区域关系更加密切，这或许就是经历丰富的老人更能有效控制自己情绪变化的原因，世界在他们的眼中变得更加美好。

是的，没人愿意变老，但我们也不必过于悲观，步入老年期的我们应该放下一切顾虑和担忧去尽情享受生活。研究发现，精神紧张的老者的激素水平较为紊乱，更容易造成情绪失控，患痴呆症的概率也大为增加。大脑不可能像皮肤那样长出明显的皱纹来提醒我们老之将至，但它也需要精心照料，所以千万别过早放弃对它的爱护。一旦察觉到衰老的信号时，就去散散步，玩玩字谜，想想开心的事，让自己多笑笑，这样还能弥补年轻时对大脑健康的疏忽。

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随着科技的发展，科学家越来越了解我们的大脑，他们发现，日常生活中有很多细节都能使我们的大脑变得更高效，只是它们常常被我们忽略了。以下是一些例子。

绿色营养

大脑的重量仅占体重的3％，但它所消耗的能量却占到了人体能耗总量的1／6。对于大脑来说，绝大多数能量都被用于维护日常运转，而冥思苦想所消耗的能量几乎可以忽略不计。对于这样一台珍贵而复杂的机器，我们必须给它补充“优质燃料”。有研究显示，饮食结构会明显影响人的智商。垃圾食品、所有化学制品和防腐剂，不仅损害身体，还削弱智力。不过，

令人惊奇的是，大脑一天之内消耗的能量并不高，比电冰箱灯泡的消耗还要少，并且还能做到非常高效。

提神的哈欠

我们常常把打哈欠与困倦联系在一起，但它的实际作用却是让大脑变得清醒。打哈欠可以使我们的咽喉得以扩张，让更多的氧气吸入肺部，进入血液循环，从而使我们的思维更加敏捷。许多脊椎动物都有打哈欠的能力，这其中包括所有的哺乳动物以及半数以上的鸟类。至于人类的胎儿，他们在12周以后就会打哈欠了。

学会关联

大脑的理解速度比我们实际的阅读速度快，铅笔或手指辅助阅读的速度都跟不上眼睛，不过需要你更快地移动你的眼睛。大脑会归类，也会联系。如果你正在学习某种东西，不妨问问自己：它让我想起了什么7这样做能帮助你记忆，因为大脑能把你以前知道的知识和新知识联系起来。还有研究发现，大脑和身体状态需要保持一致。如果身体很懒散，大脑就会认为你正在做的事情一点都不重要，也就不会重视你所做的事情。所以，在学习的时候，我们应该端坐、身体稍微前倾，让大脑保持警觉。劳逸结合

每个人的大脑并不是一直都保持敏捷状态，它也有低迷期。如果我们能在大脑功能最活跃的时候学习，就能节省时间，取得最佳的学习效果。当然，大脑需要休息。这样才能保持高效率。对成年人来说，大脑一次性集中精力最多保持25分钟。所以，每学习20到30分钟后就应该休息10分钟。你可以利用这段时间做点家务，10分钟后再回来继续学习，效果会更好。如果你感到很累，可以先拿出20分钟小睡一会儿再继续学习。大脑的活力需要水分的参与，如果你处于脱水状态就无法集中精力，因此我们应该多喝水，以保持身体必需的水分。大脑还需要运动和氧气，有时候站着办公效率更高。空余时间常到户外走走，运动运动身体，这些都对大脑有利。大脑的喜好

大脑喜欢色彩，使用有色笔或有色纸做记录能帮助我们进行记忆。大脑喜欢提问，当你在学习或读书时提问，大脑会自动搜索答案，从而提高你的学习效率。因此，一个富有创意的提问往往胜过给出一个答案。气味也会影响大脑，香料对保持头脑清醒有一定功效，困倦的时候不妨试试嗅闻薄荷、柠檬或桂皮。大脑需要空间，特别是整洁的空间。当人在一个宽敞的地方学习时，学习效率会明显高于在狭小空间里学习。最近还有研究显示，在一个整洁、有条不紊的家庭长大的孩子在学业上的表现更好。这是因为在接受了安排外部环境的训练后，大脑会跟着组织内部储存的知识，从而加强记忆力。

远离倒时差

经常性倒时差会给大脑的健康带来危害。如果一个人经常穿越多个时区，他的大脑就会受到损害并给记忆带来负面影响。因为在频繁的倒时差过程中，大脑会释放出许多有害激素，从而损害记忆。当然，一般人不必为此担忧，除非为航空公司工作，否则很少有人会几乎每两个星期就横跨多个时区飞行一次。不过轮班工作者却面临同样的危险，与经常性倒时差一样，频繁改变工作时间也不利于身体和大脑健康。多锻炼

压力会对大脑记忆产生不良影响。当你处于紧张压抑的状态时，体内产生的皮质醇就会增多，它会杀死海马状突起里的脑细胞，而海马正是负责处理我们长期和短期记忆的主要中枢所在。因此当我们感觉到有压力的时候，最好的解决方法依然是锻炼。大脑如同肌肉，无论在哪个年龄段，都是可以训练和加强的。专业运动员必须每天接受训练才能有所突破。同样的道理，整天呆在家里无所事事，只能使大脑老化的速度加快。所以，我们不要让大脑老是闲着，试试“没事找事做”。

和大脑对话

大脑并不知道你能做哪些事情、不能做哪些事情，所以需要你告诉它。科学家建议用自言自语的方式对大脑说话，但不要提供消极信息，而是用鼓励的话语给大脑更多积极的暗示，这样才能使大脑更加活跃。大脑需要重复，每一次回顾记忆间隔的时间越短，记忆的效果越好，因为多次看同一事物能加深印象。对于多数人来说，记住一首歌或者一首歌的某些段落相当困难，但记住一些有序的东西就没那么难了。其实，人们在生活中总是不得不记住一些序列性的东西，例如高速公路出口的名字等。只有记住这些序列，每天的生活才可能有效地进行。

开心很重要

我们都喜欢听笑话，不管听哪种笑话，大脑皮层的某个区域都比较活跃，而且其活跃程度与笑话的可笑程度明显相关。有研究表明，这一区域与获得报偿和奖赏的愉快感觉有关。大脑通过不同的途径接受笑话，然后将其输送到这一区域，对所有信息进行一一评估，最后决定值不值得为这个笑话发出笑声。看来，大脑很乐意开玩笑。是否开心和学习效率相关联，心情越好，学到的知识就越多。所以，让自己快乐起来吧!认识高原病

当人们所处的位置达到一定高度时，容易产生一些幻觉，有时甚至会发生情感变化。比如，许多登山者在攀登到海拔2400米以上后，有时会突然看不见身边的同伴，有时会看见光从自己或其他人身上发射出来，有的登山者甚至会突然出现莫名的恐惧感。在科学家看来，这些都属于高原病，是由于缺氧，大脑内部控制视觉、听觉甚至情感活动的区域受到了干扰，从而出现的幻觉。