原創(chuàng)蔡夢飛我是科學家 iScientist昨天

　　網(wǎng)上曾經(jīng)流行這樣一句話——那些你走過的路，遇到的人，經(jīng)歷的事，都會塑造你的人生。其實科學來講，它們塑造的可不止你的人生，它們還能塑造你的大腦。

　　大腦的生理結構和功能竟然會因為日常生活經(jīng)歷而發(fā)生改變？這聽起來很不可思議，但確實有越來越多的科學家開始從神經(jīng)科學的角度來研究環(huán)境如何塑造大腦了。

　　01

　　豐富環(huán)境讓老鼠更聰明

　　首先我們要了解一個概念——豐富環(huán)境（Enriched environment），它不僅僅指居住環(huán)境，更包括生活經(jīng)歷、社會交往等與生活有關的方方面面，簡單理解就是日子過得充實、熱鬧、多姿多彩。與“豐富環(huán)境”相對應的概念叫做“貧瘠環(huán)境”，簡單理解就是閉塞、單調、無聊。

　　第一個關于環(huán)境如何影響大腦的研究，是由意大利科學家馬爾卡雷（Malacarne）在 19 世紀初展開的。馬爾卡雷發(fā)現(xiàn)，豐富環(huán)境中哺育的幼鳥，它們的大腦比同窩出生但處于隔離狀態(tài)的幼鳥更大。

　　隨后，查爾斯·達爾文也發(fā)現(xiàn)家兔的大腦比野兔的要小，并推測這可能是因為家兔的生長環(huán)境太過單調、局限。

　　1913 年，神經(jīng)元學說的創(chuàng)始人卡哈爾（Cajal ）提出，環(huán)境可以刺激大腦，使得神經(jīng)元之間建立新的、更多的連接。

　　唐納德-赫布 thedementiaqueen.com

　　1947 年，被譽為“神經(jīng)心理學和神經(jīng)網(wǎng)絡之父”的加拿大科學家唐納德-赫布（Donald Hebb）第一次對這個問題進行了針對性的研究。

　　赫布和女兒在家里養(yǎng)寵物鼠，并為這些老鼠提供了豐富的生活環(huán)境（老鼠們擁有各式各樣的小玩具，就像生活在迪斯尼樂園）。隨后，赫布通過水迷宮去評估老鼠們的學習和記憶能力，發(fā)現(xiàn)自家老鼠的表現(xiàn)比那些在實驗室單調環(huán)境中長大的老鼠要好得多。由此，赫布提出，豐富環(huán)境可以使動物的大腦發(fā)展出更加復雜的神經(jīng)回路，提升認知能力。

　　豐富環(huán)境對大腦的影響參考文獻[1]，漢化：作者

　　1960 年代，羅茨威格（Rosenzweig）在赫布的基礎上進行了更加深入、系統(tǒng)的研究。結果發(fā)現(xiàn)，相比于生活在貧瘠環(huán)境中的老鼠，豐富環(huán)境會使老鼠的大腦發(fā)生如下變化：

　　（1）皮層更重、更厚——也就是認知、行動、感受能力都更強；

　　（2）乙酰膽堿酶活性更高——也就是神經(jīng)傳導更快、更高效；

　　（2）神經(jīng)元和神經(jīng)突出都變得更大——也就是大腦整體活動水平更高。

　　羅茨威格總結道：“雖然由環(huán)境引起的大腦變化并不很大，但這種變化是千真萬確的……大腦構造及其化學成分的很多方面都可以被經(jīng)驗改變。”

　　02

　　多跟孩子聊天就是最好的早期教育

　　如果生活在豐富環(huán)境的老鼠可以變得更聰明，那么人類小孩的智力表現(xiàn)是否也會受到環(huán)境的影響呢？

　　對此，兩位兒童心理學家貝蒂·哈特（Betty Hart）和托德·里斯利（Todd Risley）做了一項著名的研究。

　　他們選取了 42 個美國家庭，跟蹤錄音了從孩子 9 個月到 3 歲期間，家庭內部發(fā)生的所有語言交流，并且等到孩子們 9 歲時再次檢驗他們的語言和學習能力。結果發(fā)現(xiàn)，相對于低收入家庭的孩子，家境殷實的孩子在 3 歲時擁有更大的詞匯量，而到了 3 年級時則擁有更強的閱讀能力，以及更好的考試成績。

　　這種學習能力的差距是家庭收入造成的嗎？深入分析后，哈特他們發(fā)現(xiàn)，真正的原因其實在于父母為孩子提供的語言環(huán)境是否足夠豐富——對嬰幼兒來說，父母與他面對面的講話聊天，就是對他的聽覺、視覺、語言、認知、情緒、社交等等各方面能力的綜合刺激。

　　父母與嬰幼兒面對面講話聊天就是對他各方面能力的綜合刺激 Pixabay

　　以詞匯量為例，研究者發(fā)現(xiàn)，高收入家庭的父母通常也有較高的文化水平，因此他們平均每小時會使用 2153 個單詞；低收入家庭中的父母平均每小時使用 1251 個單詞；而貧困家庭的父母平均每小時使用 616 個。

　　此外，在與孩子的交流上，高收入家庭的父母會花更多時間與孩子閑聊，話題也多種多樣，比如“你還記得.……嗎？” “如果……會更好嗎？”而貧困家庭的父母對孩子說的話大多只是簡單的指令，如“該吃飯了”，“去刷牙”之類。

　　這些不同的親子交流形式積年累月的結果是，高收入家庭的孩子 3 歲時平均能掌握 1116 個單詞；而低收入家庭的孩子平均掌握 759 個；貧困家庭的孩子僅為 525 個。隨著孩子長大，詞匯量的差距也就造成了理解能力的差距，和學習水平的差距。

　　03

　　充實活躍的生活讓大腦減緩衰退

　　如果豐富環(huán)境能夠促進兒童的大腦發(fā)育，那么對于成年人、甚至老年人來說，環(huán)境還能改變他們的大腦嗎？

　　有科學家從這個角度切入，研究能否通過改善生活環(huán)境來預防老年人的認知功能衰退。

　　研究者們選擇了 6000 名 65 歲以上的老人，其中一些人的日常生活十分活躍，經(jīng)常聽廣播、看書、和朋友們玩撲克牌，逛博物館等。4 年后隨訪發(fā)現(xiàn)，這些把日子過得多姿多彩的老人患阿爾茲海默癥的風險明顯較低。由此可見，適量的外界環(huán)境因素刺激，可以讓成年人的大腦更加活躍，減緩認知功能衰退的過程。

　　把日子過得多姿多彩的老人患阿爾茲海默癥的風險較低圖蟲創(chuàng)意

　　豐富環(huán)境甚至對受損的大腦也能產生積極的修復作用。

　　以腦中風患者為例。有報告指出，患者在中風后的 14 天內，50% 的時間臥床，60% 的時間獨處，88.5% 的時間待在臥室。簡單來說就是沒有娛樂，沒有社交，基本屬于“貧瘠環(huán)境”。

　　中風患者獨自待在病房圖蟲創(chuàng)意

　　于是研究人員對部分中風患者的病房進行了改造，增加了一些生活娛樂設施，讓患者可以隨時讀書、看報、聽歌、打游戲，同時也鼓勵患者多下床活動，多在用餐的時候與周圍人聊天。結果發(fā)現(xiàn)，相對于那些孤零零的在病房長期臥床的病人，擁有更多社交互動和休閑娛樂的患者，不僅康復速度更快，而且跌倒等臨床不良事件的發(fā)生率也大幅度降低。

　　澳大利亞的科學家也進行了一項類似的試驗，探究環(huán)境如何影響腦部疾病（腦腫瘤、帕金森、腦外傷等）患者的康復效果。研究人員在病房設置了一個“活動走廊”，在這個區(qū)域里提供了多媒體設備、棋牌類游戲、繪畫和木制品培訓班、圖書室等。患者可以選擇自己喜歡的活動項目，每天參與兩個小時，同時他們也被邀請多體驗一些不同的項目。之后，研究者發(fā)現(xiàn)，和那些長時間宅在病房的人相比，這些經(jīng)常來活動走廊的患者們肢體活動能力變得更強，情緒也有了明顯改善，不那么容易感到緊張、消沉了，而且這種精神狀態(tài)的好轉一直持續(xù)到出院 3 個月以后。

　　我們每個人都是由基因決定的，同時又會受到環(huán)境的強烈影響。遺傳性因素，我們無法掌控，但生活環(huán)境卻是可控、可以改善的。

　　善用環(huán)境，并構建豐富的環(huán)境氛圍，不僅能改善認知功能，促進大腦健康發(fā)育，還對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療和康復有著重要的臨床意義。

　　作者名片

　　作者：蔡夢飛

　　編輯：袁玥

　　排版：凝音

　　題圖來源：圖蟲創(chuàng)意

　　參考文獻：

　　[1] Nithianantharajah et al. (2006). Enriched environments, experience-dependent plasticity and disorders of the nervous system. Nature Reviews Neuroscience, 7(9)， 697-709.

　　[2] Sale et al. (2009). Enrich the environment to empower the brain. Trends in neurosciences, 32(4)， 233-239.

　　[3] McDonald et al. (2018). Is environmental enrichment ready for clinical application in human post-stroke rehabilitation?. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 12, 135

　　[4] Khan, et al. (2016). An enriched environmental program during inpatient neuro-rehabilitation: A randomized controlled trial. Journal of rehabilitation medicine ， 48 (5)， 417-425.

　　[5] Sampedro-Piquero et al. (2017). Environmental enrichment as a positive behavioral intervention across the lifespan. Current neuropharmacology ， 15 (4)， 459-470.

　　[6] Brown, R. E. (2006). The life and work of Donald Olding Hebb. Acta Neurologica Taiwanica, 15(2)， 127.

　　[7] Wilson et al. (2002). Cognitive activity and incident AD in a population-based sample of older persons. Neurology ， 59 (12)， 1910-1914.

總結

以上是生活随笔為你收集整理的那些走过的路、遇到的人、经历的事…都在塑造你的大脑的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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