有時(shí),截肢患者會(huì )出現幻肢癥狀(phantomlimb)——以為截去的肢體仍然存在,并感到它傳來(lái)強烈的痛、癢等感覺(jué)。美國神經(jīng)科學(xué)家維萊亞努爾·S·拉馬錢(qián)德蘭(Vilayanur S.Ramachandran)曾針對有過(guò)幻肢感的患者進(jìn)行了一項研究,其中一位患者名為湯姆——他失去了一只手臂。
實(shí)驗中,拉馬錢(qián)德蘭發(fā)現,如果觸摸湯姆的臉,他會(huì )感到研究人員似乎也在觸摸他已經(jīng)失去的手指。實(shí)際上,身體的每一部分,都對應著(zhù)大腦體感皮層(somatosensorycortex)的一塊特定區域,而與手相對應的區域,緊鄰臉部對應的區域。于是,拉馬錢(qián)德蘭推斷,湯姆的體感皮層已發(fā)生了明顯改變。
拉馬錢(qián)德蘭總結說(shuō),由于湯姆的那只手已經(jīng)失去,不可能再向體感皮層輸入神經(jīng)信號,于是負責處理臉部信號的區域,就接管了原來(lái)處理手部輸入信號的區域。因此,當研究人員觸摸湯姆的臉時(shí),會(huì )使他覺(jué)得有人也在觸摸他斷肢上的手指。
上述神經(jīng)回路的重新連接體現了神經(jīng)可塑性(neuroplasticity),說(shuō)明成年人的大腦具有自我改變和重塑的能力??茖W(xué)家發(fā)現,成年人大腦的可塑性遠比預計的強。我們的日常行為和周邊環(huán)境,都能引起大腦神經(jīng)回路的重新連接、功能重組和位置的改變。有些人甚至認為,不同的思考方式也足以重塑大腦。
現在,研究人員已經(jīng)知道,新神經(jīng)元的產(chǎn)生(即神經(jīng)發(fā)生,neurogenesis)是成人大腦的一個(gè)基本特征。研究顯示,與學(xué)習和長(cháng)時(shí)記憶高度相關(guān)的海馬區,是神經(jīng)發(fā)生最活躍的腦區之一。
參與處理氣味信息的嗅球(olfactorybulb),也是神經(jīng)發(fā)生比較活躍的腦區。然而,并非所有的新生神經(jīng)元都能存活,事實(shí)上,它們中大多數都會(huì )迅速凋亡(參見(jiàn)《環(huán)球科學(xué)》2009年第4期《拯救新生腦細胞》一文)。新細胞的存活不僅需要營(yíng)養,還得和成熟神經(jīng)元形成突觸連接??茖W(xué)家希望找出影響神經(jīng)發(fā)生速率和新生腦細胞存活率的各種因素——腦力和體力鍛煉都能促進(jìn)神經(jīng)元的存活。
方法一:運動(dòng)
研究表明,小鼠在滾軸上訓練一段時(shí)間之后,海馬區神經(jīng)元數量顯著(zhù)增加,在學(xué)習和記憶測試中表現得更好。針對人類(lèi)的研究也顯示,體育鍛煉能提高大腦的執行能力(包括計劃、組織、多任務(wù)處理能力等)。眾所周知,運動(dòng)能改善情緒,經(jīng)常運動(dòng)的人老了以后也不容易患癡呆癥(dementia)。常運動(dòng)的老人的執行力,比久坐不動(dòng)的老人更強。即使是那些在沙發(fā)上窩了一輩子的老人,如果現在就開(kāi)始運動(dòng),也能提高執行力。
這種現象可能與很多機制有關(guān)。運動(dòng)可以增加大腦的血流量,將更多的氧分、能量和營(yíng)養物質(zhì)運送給忙碌的神經(jīng)細胞。研究表明,運動(dòng)可以促進(jìn)大腦分泌神經(jīng)營(yíng)養因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF),促進(jìn)神經(jīng)細胞的生長(cháng),改善神經(jīng)細胞間的聯(lián)系,提高它們的存活率。
不過(guò),所有研究都無(wú)法解釋“四肢發(fā)達,頭腦簡(jiǎn)單”又是怎么回事。

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前沿研究
研究表明,邊運動(dòng)邊聽(tīng)音樂(lè ),運動(dòng)效果會(huì )更好。實(shí)驗中,自愿者分別進(jìn)行了兩次訓練。首次訓練時(shí),他們什么也不聽(tīng),安靜地完成訓練任務(wù);第二次訓練中,他們邊聽(tīng)維瓦爾第(Vivaldi)的《四季》(FourSeasons)邊運動(dòng)。每次訓練結束后,研究人員都會(huì )評估自愿者的情緒和表達能力。
雖然運動(dòng)本身就能改善情緒并提高表達能力,但第二次訓練后,自愿者在表達能力測試中的得分卻是第一次訓練后的兩倍。也許,你應該讓保險公司為你的新iPod埋單。
你知道嗎?
·大量研究表明,運動(dòng)能改善睡眠質(zhì)量,提高免疫力——還有它辦不到的事嗎?
·想讓大腦從運動(dòng)中獲益,我們并不需要像查克·諾里斯(chuck norris,美國動(dòng)作電影演員)一樣成為世界空手道冠軍。針對老人的研究表明,每天步行20分鐘,就能保持身心健康。
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