初七是“人日”,传说这天是“人的生日”。
在这一天,我们不再只是庆祝团圆,更该向自己致敬,尤其是那个每天思考、记忆、感受、决策的大脑,值得被温柔以待。
翻开这本由临床心理学家乔伊斯·谢弗博士撰写的《如何解锁逆龄大脑》,你会发现:“大脑老化”并非命运,而是一种可干预的状态。科学研究已证实,我们的大脑终生具备“神经可塑性”,即通过主动训练,能重组神经网络、生成新连接,甚至逆转认知衰退。更令人振奋的是,AI正通过个性化数据追踪与反馈,帮助每个人精准优化认知训练方案,成为我们的“脑健康伙伴”。
读这本书,我们不是为了追求“不老神话”,而是会明白,高质量的大脑,配得上百岁人生。而改变,可以从今天的一个微小选择开始:
一次开怀大笑、30分钟有氧运动、学习一门新语言、7小时的高质量睡眠……都是对神经元的“必要锻炼”。
初七宜整装待发,更宜“从大脑开始焕新”。
以下内容摘编自《如何解锁逆龄大脑》
我们的大脑是可塑的。这是最好的消息。
神经科学的持续发展充满活力,这正是其独特魅力所在。生活在科技时代的众多好处之一,就是我们能够以更触手可及的方式获得研究结果。人工智能可以加快我们对这个据库的搜索,帮助我们从文化上适配数据库,并监测神经可塑性的效益。同时,我们可利用人工智能持续优化不断演进的神经科学数据库,并追踪我们自身神经生物系统对这些基于最新研究的生活方式选择所做出的响应。
01值得庆幸的诸多事项
“弗林效应”(Flynn effect,指智商测试平均分数随时代推移逐渐上升的现象)表明,我们一定是做对了什么,因为近几十年来,有 34 个国家和地区记录了人类智力的增长。
对于名目众多的研究主题和不断演变的循证干预措施,杰出的神经科学家正致力于对其加以持续完善、修改和增补,这些主题和干预措施所涉及的,正是推动神经可塑性朝着积极的方向发展。
积极情绪在这份循证措施选项清单中名列前茅。它们能增加促进大脑健康的神经化学物质分泌,减少压力化学物质,而后一种物质如果长期存在,会对神经可塑性产生负面影响。由于情绪具有传染性,这些与你的积极情绪相关联的神经化学物质不仅对你的大脑健康有促进作用,可能对那些能够与你分享欢声笑语的人也裨益良多。你在自得其乐的同时,与那些和你同乐共欢的人分享了大脑健康老化的益处。
笑理学(gelotology)是一门研究笑的学科,新近研究表明,笑有助于健康衰老。笑一笑没什么风险,人人都可以开怀大笑,博人一笑并不算难事,在很多场合都可以接受,尤其是在我们以某种方式为某人庆祝的时候,笑几乎没有副作用,还可以改善我们的总体健康状况,延年益寿。
人工智能与人类的创意及智慧的强强联合,是另一个值得我们庆幸的重大理由。人脑创造了人工智能,而人脑又可以通过明智地使用人工智能来增强神经可塑性。
02老龄化社会的希望
尽管所占百分比不同,但许多国家都观察到了无痴呆的百岁老人。在228名年龄在100~112岁的中国老人中,几乎57%的人是独立生活的。“弗雷明汉心脏研究” 发现,在 30年间,痴呆的发病率有所下降。
在57位无痴呆的百岁老人中,其“右额顶叶控制网络之间的功能连接性更强”,且与 76~79 岁的受试者相比有着更强的功能连接性,显示了更完好的大脑两半球神经元效率。研究人员称,这“可能与我们所研究的这批无痴呆,因而可被视为‘成功老龄者’( successful ager)的近百岁和百岁老人所具备的抵抗认知衰退的能力有关”。
这些人的发病率也会降低。他们维持身体健康、低发病率的时间可超过一个世纪,是“成功衰老的典范”。
运动之所以重要,是因为它可以增加大脑中可能在“逆转大脑衰老”和“改善认知功能”中发挥作用的因子。患有轻度认知障碍的中国老人在跳了12周广场舞后,认知能力得到提高,抑郁减轻,平衡能力增强。经过18个月的舞蹈训练,参与者的平衡能力得到改善,磁共振成像测量的海马体积也有所增加。在注意力和空间记忆得到改善的舞者中,我们发现其血浆中脑源性神经营养因子增加。
我们的欢声笑语,能够增强可塑性大脑的化学平衡、结构和功能,不但对我们自己有益,也可能对与我们共度时光的身边人有益。
03
计算机化认知训练
在见证了我的一位同事通过计算机化认知训练所获得的成果后,我对这种训练可谓另眼相看。案例中的这个训练者,在经过15年特殊教育中包含的数学和阅读辅导,并在社区大学做过类似尝试后,数学和阅读能力仍没有明显改善。不过,借助计算机,可以比人类教学更有效地提高受试者接受认知的速度和准确性。这个人在充分利用计算机程序学习数学后,其心算能力甚至超过了拥有高等学位、专门从事相关课题研究的人。随后几年的计算机使用也提高了其阅读能力。
计算机化处理速度训练的研究结果显示,无论对象的年龄、性别、精神状态、健康状况或受教育程度如何,都能从训练中获得即刻收益,并且这种收益可维持 5 年以上。
其中,处理速度训练(这是一种基于计算机的训练项目,需要掌握视觉搜索、视觉信息快速识别、视觉辨识、保持注意力和定位刺激物等技能),如于有效视野(UFOV,是指一个人在不移动眼睛或头部的情况下能够准确感知和处理视觉信息的空间范围。它不仅涉及视觉清晰度,还包括对视觉刺激的快速识别、定位以及同时处理多个视觉目标的能力。该测试被广泛应用于评估老年人的认知功能、驾驶适任性,并用于研究与年龄相关的认知衰退及脑部疾病的影响)训练研究的荟萃分析审查了来自17项成人随机对照试验的44项研究。获得增强的神经成果包括注意力的提高和处理速度的加快。这些研究综述作者认为,由于有效视野训练也能改善生活质量、健康状况和提升幸福感,因此老年人使用有效视野训练可以改善他们的“实际功能表现和幸福感”。
04激活神经元的新奇与挑战
“神经体操”是劳伦斯·卡茨(美国神经生物学家)创造的一个术语,指的是利用5种感官进行的运动,这些运动与平常的运动不同,充满乐趣,不拘一格,而且可以随时进行,目的是刺激脑细胞,补充保持大脑健康和脑力所需的营养。神经体操是对神经元进行的必要锻炼。卡茨认为,神经体操既能预防脑损伤,又能增强大脑功能。
“复杂的新学习”是神经体操的精髓。其要复杂到足以吸引你的注意力和专注力,但又不会过于复杂到让你望而却步。“新”则意味着它要么是你专业领域内不同以往的东西,要么是完全超出你的专业领域和习惯活动的新技能和新主题。神经体操的一个重点是,你正在学习的东西是新的,至少要比你以前所知道的稍微复杂一些。
我们每个人都有自己独特的“神经体操”锻炼方式。我的方法包括通过不定期进行文献检索来寻找新的循证神经认知干预措施。我还热衷另一种神经体操锻炼方式,有助于提升信息处理速度和视觉——运动协调能力的计算机化认知训练程序。上音乐课是我年轻时常用的一种神经体操锻炼方式,也会被列入我未来的“神经体操”锻炼清单。
卡茨在使用“神经体操”这一术语时,鼓励以新颖的方式结合多种感官开展活动。除视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉等常规感官外,他还将情绪纳入作为第六种感官维度。这是一个相当明智的补充,因为当有强烈的情感参与时,记忆力会明显改善;值得注意的是,在创伤事件中,记忆力也会明显受损。
卡茨认为,偶尔改变你上班和回家的路线,或者换一种做事的方式,会在你的大脑中形成新的连接,从而使你在将来也可受益。他建议,如果你一直用右手刷牙,那么你可以尝试改用左手。新奇感、专注力、挑战和学习对于改善大脑的表现和促进成长至关重要。这一点在任何年龄段都适用。
神经体操锻炼重点关注的是“计算机化认知训练”、音乐、舞蹈、双语能力,以及创造力。这些都是独具特色的神经体操锻炼,和以职业发展为导向的神经体操锻炼方式一样,这些运动也因人而异,并推动其神经可塑性朝着积极的方向发展。
过去,人们必须因地制宜、因时制宜,自己发明出适合自己的神经体操锻炼方式。但在科技时代,这一点已不再那么必要。随着硬件和软件的更新,神经体操锻炼对我们大多数人来说都很容易。明智地使用这些技术对大脑大有裨益。
动物和人类研究表明,环境刺激对于增强和维持认知功能至关重要。新奇感、专注力和挑战是增强认知功能的重要组成要素。人们从任务中感知到挑战,也需要乐在其中,这可起到正向强化作用,有助于人们更长时间地投入执行相应任务中。
通过与改善认知功能和提供其他健康益处相关的干预措施,推动神经可塑性朝着积极的方向发展,可以促进贯穿我们一生的大脑健康老龄化。在考虑那些可应用于商业、职业、临床环境和国际社会的理论方法与研究数据时,当务之急是将人们的全生命周期纳入其中,以增强每个人在所有年龄阶段的神经可塑性。这对于改善业务绩效、生产率、健康状况和全球神经认知功能统计数据均至关重要。
05
音乐和舞蹈
由于音乐和舞蹈具有相似的神经相关性,掌握这两种活动都会对神经可塑性产生积极影响。人们真正愿意坚持的活动,往往具备几个关键特征:有趣、简单、不拘一格、契合自身文化与喜好,且成本低廉甚至免费——更重要的是,它们还能对大脑产生积极的神经可塑性影响。值得注意的是,音乐和舞蹈能够满足这些需求,并可广泛应用于商业、住宅和社区环境,包括偏远的农村地区。
随着音乐神经科学的发展,关于音乐对健康人以及那些大脑结构和功能受损者的神经可塑性影响的文献资料层出不穷,相关研究还发现,音乐活动通常与其他生活方式相结合,而这些生活方式已被发现可改善全生命周期的总体健康状况以及亲社会行为。研究表明,亲社会行为的增加与包括音乐和舞蹈在内的跨生命周期活动具有相关性,也许音乐和舞蹈可以帮助我们的全球社区以更为自如的方式朝着和谐共处的方向迈进,这对政府、企业、临床护理业及每个人工作和生活都是另一种潜在的积极收获。
聆听音乐、创作音乐和参与舞蹈可被视为不同的影响类别。为了强调在所有年龄段提供有益于大脑健康的刺激,相关研究首先要从“接受型音乐”(简单说就是聆听音乐)开始。
·聆听音乐
·在新生儿重症监护室,通过刺激新生儿听觉系统,可以稳定其生命体征并改善日后的听觉表现。
·心理学专业的本科生在接受空间推理和语言处理训练的同时,聆听莫扎特的音乐,结果第三天他们处理这两项任务的速度都有所提高。这种方法可以应用于企业环境中,以促进新老员工学习新知识。
·非音乐专业的年轻大学生聆听爵士乐演奏家西德尼·贝彻吹奏的《如果你看见我母亲》。与在这些任务中保持静默的同龄人相比,听音乐者的背外侧前额叶皮质的激活增强与信息编码和检索能力增强有相关性。
通过提供记忆结构,音乐可以成为一种有效的助记工具,当音乐为学习者所熟悉时,这种助记工具就会越来越有效。大学生有时会发现,在学习时聆听背景音乐是有益的。但是,有歌词的音乐会干扰算术、阅读理解以及需要依赖视觉和语言的学习任务。
听音乐的另一个健康益处是缓解痛苦情绪,包括缓解焦虑、抑郁,以及提升个人情绪状态的觉察能力,即使对于因重度抑郁症住院治疗和服用抗抑郁药物治疗的患者也是如此。聆听音乐与减轻压力相关的神经化学变化有关联,这些变化可能包括多巴胺和内源性阿片类物质的释放增加,以及皮质醇和β-内啡肽的减少。
·创作音乐
据观察,当患有痴呆的老年人聆听熟悉的音乐时,他们会有更频繁的眼球运动、更多的目光接触、更多的欢乐、更多的参与、更活泼的言语、更少的睡眠及肢体活动。音乐可以增强的认知能力包括学习、记忆和语言能力。通过激活边缘系统和其他与情感有关的大脑系统,音乐能增强幸福感。
积极的音乐训练可以在任何年龄段,为身体、情感、社交带来直接益处,同时促进神经可塑性和神经认知的健康老龄化。
在一项为期21年的前瞻性研究中,每周多次播放音乐显著降低了痴呆的风险。与非音乐家相比,音乐家有更好的视觉空间记忆和冲突解决能力,这表明音乐技能娴熟的老年人对干扰记忆有更强的抵抗力。管弦乐队的音乐家还保持了更高的灰质密度,这表明他们的音乐活动有助于维持他们的神经可塑性,以帮助老年人增强和保持认知控制技能。有10年以上乐器训练和练习经验的老年人在“命名、视觉空间记忆、视觉运动速度、视觉空间排序和认知灵活性的测试”中得分高于非音乐家,这表明一生中积极参与音乐活动有助于在老年时保持和增强认知能力。
·舞蹈
舞蹈对推动神经可塑性向积极方向发展具有多方面的作用。它不仅是一种锻炼方式,也是一种艺术形式。与不跳舞的人相比,专业的交谊舞者有更多的同理心,这和与伴侣共舞的时间有关联,也反映在功能性和结构性磁共振成像检查结果中。同理心和脑灰质体积与交谊舞训练时间呈正相关。
如果这种不断增加的舞蹈练习是有氧的,则还可以提升神经可塑性和神经认知方面的益处。长期频繁地聆听音乐和积极地演奏音乐是降低痴呆风险的有效方法,而频繁的舞蹈练习会提升大脑活动复杂性,从而更好地长期保持神经认知功能和大脑结构。一项综述和随机对照研究都支持这一观点。长期舞蹈训练后,大脑灰质和白质都可呈现出积极的神经可塑性变化。每周练习30分钟至1小时的舞蹈和击鼓也对健康有益。
跳舞能减轻轻度认知障碍和痴呆患者的抑郁情绪。痴呆患者可能会出现神经精神症状,这可以通过药物来缓解。但是,药物可能会产生令人烦恼的副作用,而舞蹈则是对痴呆患者的一种安全干预措施。
06人机协同,开启智能神经可塑性革命
现在,正是我们人类运用自身的推理能力、判断能力、想象力、创造力和解决问题的能力,利用并影响人工智能在方差分析、模式识别、图像分析、自动化和信息处理等方面应用的大好时机。
我们可以影响人工智能的应用,增加人们对大量循证干预措施的使用,让大脑从中受益,这些干预措施可以加速弗林效应的产生,提高人类智力,同时促进健康老龄化和亲社会行为。人工智能在人类的监督下,可以加速和完善我们的这场智能神经可塑性革命。
有了人工智能,我们就可以定制个性化的可穿戴设备和近场感应设备,以尊重个人行为模式的方式给出提示并给予正向反馈。例如,在运动预定开始 10 分钟后,如果个人已按计划开始运动,就会收到正向强化信息;如果尚未开始活动,则会收到活动提示。
人工智能辅助可穿戴设备或近场感应设备的关键组成部分需要包括(但不限于)以下内容,以促进穿戴者使用循证活动来解锁有益健康的神经可塑性:
①量身定制战略计划和目标的所有组成部分;
②只在穿戴者相比日程安排的运动晚了几分钟时发出提示;
③在参与过程的每一步,包括开始时,提供正向强化;
④最大限度地提升使用者的乐趣、欢笑和对活动的热爱;
⑤测量处理速度;
⑥在计算机化认知训练中,对提高处理速度的行为给予奖励性评分;
⑦根据个人当前的功能水平调整难度;
⑧对持续和定期使用选定的循证活动给予正向强化和加分;
⑨对随着时间的推移而发生的变化进行生物物理测量;
⑩最大限度地保护所有数据的安全,使个人能够看到自己的进步并从中得到正向强化,同时这些个人数据只能提供给个人指定的任何特定人员或医疗保健实体。临床监督和数据保护至关重要。
如上所述,经过精心设计的可穿戴设备和近场感应设备可以通过监测用户使用情况、衡量影响、在用户未能按计划进行时发出使用提示,以及提供正向强化形式等手段来增加穿戴者进行特定活动的乐趣,从而提高这些循证干预措施的使用率。
合理利用人工智能可以加快神经科学的发展。在我们的这场智能神经可塑性革命中明智地使用人工智能,可以让已使34个国家和地区人类智力得以增长的弗林效应得到进一步拓展,使更多的全球公民受益。
通过解锁神经可塑性促进健康衰老、尽量提升大脑健康、增强脑力和亲社会行为,这在任何年龄段都是当务之急。通过与人工智能的明智合作,我们就可以做到这一点。
07现在就行动: 为健康而努力
值得指出的是,增加神经发生是推动神经可塑性朝着积极方向发展以增强脑力的最重要方法之一。“大脑并非计算机,相反,它们的结构具有相互延展性,这对大脑的健康功能至关重要。”海马的神经发生在包括记忆在内的神经认知功能中发挥着关键作用。这些新的脑细胞增加了新的突触、新的连接以及生命过程中的可塑性和功能表现。
研究人员通过研究英国生物样本库中37533名健康人的数据发现,每天睡7小时的人认知能力最强。为了评估认知能力,研究人员从大脑的处理速度或工作记忆任务中估算出了执行功能的指标。
值得注意的是,虽然这些神经认知技能往往会随着年龄的增长而下降,但这些关于睡眠 7 小时后执行功能最佳的研究结果却纳入了12006名60岁以上者。研究显示,每天睡眠 6~8小时的人“在139个不同的脑区中有46个的灰质体积显著较大,包括眶额皮质、海马、中央前回、右额极和小脑亚区”。因此,研究人员认为他们的发现“凸显了睡眠时间这一可改变的生活方式因素与认知能力之间的重要关系,以及睡眠与结构性大脑健康之间的广泛关联”。
积极心理学可以重新定义收获积极情绪的健康方式,即使是一个人,通过选择生活方式,也能使其大脑容量增加2%,从而改善记忆力。
同时,越来越多的科学家建议,定期进行有氧运动和抗阻力运动是预防、减缓或逆转所谓“正常衰老过程”(即衰退)的首选良方。请认真对待这个建议,为了你自己、你的家人、你的员工、你的学生和你的企业,朝着拥有不止于“正常衰老过程”的目标迈进吧。人工智能可以帮助指导相关研究和个性化策略,包括尽可能改善大脑卫生、健康和表现,以实现每个人独一无二的长寿目标——在保持健康的同时仍能高效生活。
《如何解锁逆龄大脑》
作者:[美]乔伊斯·谢弗(Joyce Shaffer)