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                    《科學畫報》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    由中國科學社于1933年8月創刊,距今已有80年的歷史?!犊茖W畫報》在80年的辦刊歷程中,形成了通俗生動、圖文并茂地介紹最新科技知識,形式多樣地普及科學技術的特點,對提高廣大群眾的科學水平,啟發青年愛好科學、投身科學事業起了很大的作用,當今的不少著名學者、教授、科學家,青少年時代都曾受到它的熏陶和啟發。

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                    大腦背著你在做些什么?

                    2020-10-27 12:20:00

                      你是不是以為對自己腦袋里的想法了如指掌?別開玩笑了。

                      事實上,大腦的許多活動是在潛意識狀態下完成的。

                      神經科學家已經證實,我們的大腦能夠在無須意識參與的情況下完成多種任務。

                      這些不被覺察的活動如何左右我們的生活?科學家又是如何對潛意識開展研究的呢?

                    大腦

                      在睡眠中思考

                      德國的一個研究團隊進行了一項持續三晚的實驗。他們將志愿者分成不同組,并告知其中一組志愿者,次日早上6點會有人把他們叫醒。結果發現,該組志愿者體內與壓力有關的促腎上腺皮質激素水平在凌晨4點半顯著上升,在6點左右抵達峰值;相比之下,其他被告知在9點才會被叫醒的志愿者就不會在6點出現類似的激素峰值。研究者據此認為,在睡眠狀態下,大腦的潛意識能夠持續計算時間,而且還能設定生物鬧鐘,讓身體提前進入喚醒程序。

                      自動叫早僅僅是潛意識的神奇能力之一。法國科學家發現,睡眠中的大腦還能處理語言。在他們的研究中,志愿者需要在入睡的過程中練習對不同類型的詞語做出不同的按鍵反應。有趣的是,即便在睡著之后,大腦運動區依舊會被詞語激活,表明他們仍在準備按鍵。不僅如此,當聽到練習過程中未曾出現的新詞時,睡著的大腦同樣能正確地進行分類。

                      這項研究的主持者認為,從進化的角度來說,大腦在睡眠狀態下的種種表現是非常符合邏輯的。如果大腦在睡眠時徹底“關機”,無疑會讓整個機體暴露在危險之中;相反,進化使得大腦學會在睡眠時繼續對周圍環境進行監控,這也解釋了為什么我們在睡覺時特別容易被某些特定的外界刺激喚醒,譬如別人喊你名字的聲音。

                      這種保護性的監控能力并不能持續整晚,而是會隨著深度睡眠的進行而逐漸減弱。在深度睡眠中,大腦暫時“下線”,不再對外界刺激做出反應,轉而將主要的精力放在整理白天形成的記憶上。

                      做決定

                      如果你覺得自己有選擇困難癥,不妨將決定權丟給潛意識,或許比你左思右想才得出的結果更好。

                      荷蘭研究人員迪科斯特霍伊斯讓志愿者進行一系列復雜的決策任務,例如根據一大堆令人眼花繚亂的房屋描述來選擇最適合居住的一間。結果發現,如果在做出決定之前用其他任務轉移志愿者的注意力,他們的表現反而更好。迪科斯特霍伊斯解釋稱,潛意識不受大腦工作記憶容量上限的約束,因此能夠同時處理更多的信息。

                      但是,許多后續實驗沒有重復出他的研究結果。有人甚至直言,“潛意識是復雜決策的最佳途徑”這一說法幾乎是站不住腳的。不過,迪科斯特霍伊斯本人依舊充滿信心,并認為由潛意識做決定是大腦運作的重要一環。

                      另外一些科學家則認為,比起做決定,潛意識的信息加工能力或許更適合創造性工作。大腦前額葉就像一個只在乎達到目標的功利的管理者,而潛意識能脫離前額葉的掌控,從而更靈活地將不同腦區的信息整合在一起,使我們在不經意之間突然冒出一個全新的想法。

                      美國研究人員發現,與看重邏輯的理性思考者相比,那些常??快`光一閃解決問題的人們擁有不一樣的大腦:在放松狀態下,他們的前額葉控制程度明顯更弱。如果你羨慕后者的狀態,不妨在面對難題時先死磕至走投無路,然后放松一會兒,把問題丟給潛意識,說不定不久就會有靈感降臨。

                      控制身體

                      正常人能夠準確感知和把握自己四肢的位置和動作。這種被稱為“本體感知”的能力恰恰來源于大腦在潛意識下與身體的信息交流,它使得我們對自身的物理形態形成準確又統一的感知。

                      本體感知太過理所當然,因此常常會被人忽略,但其背后存在一套復雜的神經加工機制。大腦需要接受身體肌肉和神經傳來的信號掌握當前的運動狀態,同時通過各個感覺通道的信息判斷外界環境,從而預測每一個動作可能造成的后果。

                      著名的“橡膠手錯覺”反映了大腦的預測功能。在這項經典實驗中,志愿者將一只手放在面前的桌上,旁邊放置一個橡膠假手。志愿者的視線被障礙物遮擋,只能看到假手。研究者用兩支畫筆同時刷志愿者的手和橡膠手,不出幾分鐘,許多人開始錯誤地將橡膠手理解為自己的手,并且宣稱自己能感覺到橡膠手的觸覺。此時,對大腦而言,橡膠手看上去是一個更合理的觸覺信號來源,因此得出了一個雖錯誤但的確可能性更大的推測:眼前這只橡膠手就是身體的一部分。

                      后續研究發現,這種類似第六感的感覺甚至能夠延伸至身體范圍之外。在一項實驗中,研究人員在用畫筆刷志愿者的手的同時,刷橡膠手的那支畫筆并沒有實際接觸,而是懸在橡膠手上方30厘米處。即便如此,志愿者依舊聲稱自己感受到了那支空中畫筆的觸碰。這一結果表明,我們的潛意識不僅能監控身體,還能監控身體周圍的“力場”。我們能輕松地拾撿物體、毫發無傷地四處走動,都與這種神奇的“潛意識力場”有關。

                      在一些罕見的病例中,神經或大腦損傷會導致本體感知能力的缺失。1971年,一場病毒性流感破壞了一個患者的神經系統,使他喪失了本體感知。在醫生告知他再也無法直立行走之后,患者決定學著通過有意識地控制自己的肌肉來活動身體。幾十年后,他依舊沒有掌握自如行走的能力,并且只有在專注地目視相關身體部位的情況下,他才能完全控制自己的動作。

                      把身體交給潛意識自然輕松,不過,有意識地學習控制身體也有好處。一項研究發現,人們在參與一項旨在突破身體平衡、跳躍及柔韌度極限的運動訓練之后,大腦工作記憶容量得到了顯著的提升,而放松身體的瑜伽課程就沒有類似的效果。因此,選擇合適的運動方式能夠起到健身健腦一箭雙雕的作用。

                    大腦   

                      自動巡航

                      日常生活中許多事情做起來似乎完全不費腦子,比如開車、沖咖啡或是打字。這些習慣性動作并不是我們與生俱來的,只有通過學習熟練掌握之后,才能交付給潛意識自動完成。

                      大腦深處一塊名叫“紋狀體”的區域是習慣形成的關鍵。當你做一個動作時,負責指揮的前額葉皮層會將動作所需的信號發給紋狀體。如此重復一段時間之后,前額葉發往感覺運動皮層的控制信號逐漸減弱,由紋狀體構成的神經回路取而代之,在記憶回路的合作參與之下,最初的動作便轉變為一個我們可以不假思索完成的習慣。這就是老話所說的熟能生巧。

                      前額葉到紋狀體的“權力交接”有一個好處,即可以將我們的認知資源從重復性任務中解放出來,轉而去處理其他事情。但是,也有一個不容忽視的壞處,那就是所有類型的行為都有可能被轉變為習慣,其中甚至包括我們的思維模式。習慣一旦養成,就容易變得僵化且不易被打破。

                      不過,為了保留在關鍵時刻采取其他行動的能力,前額葉皮層中的一小塊區域并不會完全放棄控制權——即便針對那些最為根深蒂固的習慣也是如此。例如,如果開車時遇上剎車故障,你的注意力會瞬間集中,開始有意識地控制每一個駕駛動作。

                      前額葉中的這一小塊保留地為那些希望改掉壞習慣的人提供了希望,對患有強迫癥、穢語癥等與習慣相關的精神障礙的人們來說更是如此。值得一提的是,強迫癥和穢語癥都與紋狀體的異?;顒蛹吧窠涍B接有關,而這些異常的神經連接也為未來的藥物治療提供了重要的靶點。

                      目前來說,更改壞習慣的最好方式莫過于讓自己意識到壞習慣的存在,然后把注意力集中在壞習慣之上,并期待前額葉能關閉自動模式,重新接過控制權。你也可以讓自己養成一個新的習慣,把壞習慣給抵消掉。

                      文/羅路

                    本文來自《科學畫報》

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