潘旭解读(得到团队)
关于作者
马修·沃克,是加州大学伯克利分校的神经科学与心理学教授,也是谷歌生命科学部门睡眠科学家。沃克创立了人类睡眠科学中心,曾获得年卡尔·萨根科普奖。
关于本书
在这本书中,作者总结了人类有史以来的睡眠研究成果,带我们深入了解了睡眠的奥秘。睡眠占据了我们生命中1/3的时间,与大脑和身体健康紧密相关,它的作用和意义甚至高于饮食和运动。
核心内容
一、我们为什么要睡觉?睡觉的作用和意义是什么?
二、如果睡不好会带来哪些危害?怎样才能好好睡觉呢?
前言
你好,欢迎每天听本书,我是潘旭。今天为你解读的这本书,名字叫《我们为什么要睡觉》。乍一听书名,估计可能有人觉得,这个问题还不好回答吗?睡觉和吃饭、繁衍一样,都是人类为了生存必须进行的生理活动嘛。
但是,仔细想想,睡觉其实是一个特别值得琢磨的事。
单从睡觉本身来说,你会发现,这似乎是一种不太划算的生理活动。睡着的时候,我们不能出去找食物,不能和人交流,不能寻找配偶。而且,更糟糕的是,睡觉大大增加了我们受到外界伤害的概率。比如原始人一不小心在野外睡着了,很可能会成为猛兽的大餐。
所以,这么看来,睡觉不仅得不到什么收益,还得付出代价。那自然界的进化应该尽可能避免睡眠才对。正如一位科学家所说:“如果睡眠没有提供任何关键性的重要功能,那就是进化犯下的最大错误。”
然而,睡眠还是持续存在,肯定得有什么用吧。
读完这本书,你就会明白,睡觉确实很有用。睡觉的时候,我们的大脑不是暂时关机休息,而是切换到另一种工作模式。事实上,大脑的各项功能,都要在睡觉的时候建立、完善和修复。而且不止是大脑,睡眠与我们的身体健康紧密相关。作者在书中指出,睡眠的作用和意义甚至高于饮食和运动。了解了这层真相,你就知道,为什么我们要花生命中1/3的时间在睡觉这件事上。
这本书的作者是英国科学家马修·沃克,他是加州大学伯克利分校的神经科学与心理学教授,也是谷歌生命科学部门睡眠科学家。沃克创立了人类睡眠科学中心,一直致力于研究睡眠对于人类健康和疾病的影响,还获得了年卡尔·萨根科普奖。
在这本书中,作者总结了人类有史以来的睡眠研究成果,带我们深入了解了睡觉的奥秘。目前,这本书在全球的销量已经突破了万册。比尔·盖茨看完推荐说,这本书让他告别熬夜,开始好好睡觉。
接下来,我就分成两部分为你解读这本书。第一部分,我们先来回答这本书的核心问题,我们为什么要睡觉?第二部分,我们再来说说,如果睡不好会带来哪些危害?怎样才能好好睡觉呢?
第一部分
我们为什么要睡觉?睡眠对我们到底有什么用呢?
刚才说了,我们睡觉的时候,大脑不是暂时关机休息,而是切换到另一种工作模式。电影《头脑特攻队》里有一个场景,主角睡着后,大脑里的夜班工人马上到岗开始工作。比如,有一些工人,忙着把储存在海马体里的短期信息,搬运到长期记忆区大脑皮质中。那些白天接收到的有用信息,就转化成了长期记忆保存下来。这些工人,是大脑里的一种叫作睡眠纺锤波的脑电波,它的工作就是搬运记忆。
在睡觉的时候,大脑还会做很多类似的工作,比如说清除代谢废物,再比如安抚痛苦情绪等。今天的这本科普书,给我们系统地介绍了这些工作及其背后的原理。
不过,睡眠对我们的意义远不止这样,我们的成长发育,也离不开睡眠。作者告诉我们,从我们还没出生到逐渐成年,大脑的各种功能,都是在睡眠的时候形成、完善和修复的。
打个比方,如果我们把大脑的发育看作一个社区建设,内部不同的功能区域是住户。睡眠就是一家通信供应商。
第一阶段需要完成的工作是基础设施建设。各家各户需要上网,实现互联互通,这就需要供应商铺设电缆,也就是在大脑中的各个区域之间建立神经通路。等到铺设好各条电缆后,再一激活,每个住户就都可以得到高度连接的网络和带宽,将来也好发挥自己的功能,比如说产生思想、记忆和感觉等。
这项建立神经通路的基础设施建设,实际上是非常艰巨的。你想,神经通路的连接可不是开玩笑的,过程极其复杂,万一哪条线路没接好,大脑就会出问题。不过好在,睡眠通信供应商已经是个体系化的大公司了,依据现成模版直接完成就好。
紧接着,当住户陆陆续续搬进来之后,社区日趋成熟,大脑的每个区域都能发挥出自己的功能。第二阶段,供应商就需要提供更加完善的服务了。因为在基础设施建设阶段,给每个住户刚开始设计的网络带宽都是一样的,潜在的可用量也是一样的。然而,长期来看,这并不是最有效率的解决方案。
随着时间的推移,有些住户需要更多的带宽,有些则消耗很少,还有些住户完全不需要带宽。所以,要想达到使用效率的最大化,供应商就需要收集数据,然后再根据实际的使用量,做一轮定制化服务。不过这里面还有一个比较讲究的点是,供应商得确定先从哪户开始施工是很重要的。要以一个合理的住户顺序,逐步推进神经通路之间的修剪工作,完善大脑的各个功能。
当这一轮定制化服务结束后,社区的工作就基本上大功告成了。往后,供应商要做的就是提供日常社区维修服务,确保各区域能够正常运行。
如果我们把这个比方,对应到真实的生长发育中,第一阶段基础设施建设实际上是在胎儿时期开始进行的。我们都知道,睡觉的时候有两个不同的睡眠形式在有规律地交替进行,一个是快速眼动睡眠,另一个是非快速眼动睡眠。
第一阶段基础设施建设费时费力,所以胎儿基本上一天24小时都处于睡眠的状态。其中,快速眼动睡眠是主力军,它的工作就是建立大脑内复杂的神经通路。在胎儿即将出生前的两周,快速眼动睡眠的累计时间大幅增长,从6个小时,增加到9小时,再到12小时,达到一生中的最高值。我们常听到胎儿在妈妈肚子里踢来踢去的说法,其实不是小宝宝清醒意识下的行为,而是由于脑活动频繁产生的肌肉动作。
接下来第二阶段完善工作,从婴幼儿时期一直持续到青少年后期。在这个过程中,快速眼动睡眠让位,由非快速眼动睡眠接手。因此,非快速眼动睡眠时间持续增加,直到和快速眼动睡眠时间比例稳定在8:2。在这个阶段中,非快速眼动睡眠需要根据大脑的使用状况进行定制化的修剪完善工作,提高运转效率。
值得一提的是,科学家们发现,这里的修剪完善工作,原来是先从我们的后脑开始的,也就是负责视觉和空间知觉功能的区域。然后再慢慢转向前脑,最后一步才是大脑的额叶前端,这是负责理性思考和批判性决策的区域。所以,青少年的理性思考也是到快成年的时候才逐渐建立起来的。
另外,这个发现也为大脑异常导致的精神障碍疾病,提供了重要线索。要知道,分裂症,抑郁症和多动症等这些精神疾病,通常出现在这个时期,说明病因和睡眠问题导致的神经通路修剪故障有很大的关系。
进入成年之后,大脑发育也就完成了。非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠各司其职,往后的主要的工作就是日常维护和修复各个脑区和功能,确保稳定运转。如果睡眠质量差,大脑和身体当然也会紧跟着出现一系列问题。
你看,在我们的一生中,睡眠发挥着举足轻重的作用。不过,睡眠的奥秘可不止这些。如果我们站在更大的时间尺度来看,你会发现,人类之所以成为万物灵长,其实和睡眠有很大的关系。睡眠为我们提供了重要的进化优势。
为什么这么说呢?我们已知的每一种动物几乎都会睡觉,也都进化出了不同的睡眠方式。比如有一天要睡19个小时的蝙蝠叫棕蝠,还有每天只睡4个小时的大象;有站着睡觉的长颈鹿,还有倒挂在树上睡觉的树懒;有睡觉完全不闭眼的鱼,还有只用半边脑子交替睡觉的海豚、鲸鱼和猫头鹰等等。
但是这些都不如人类的睡眠来得实在,人类进化优势的秘密就在于拥有高质量的睡眠。我们刚才说了,人在睡觉的时候有两个不同的睡眠形式,快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠。这两个阶段的功能完全不一样。快速眼动睡眠比较活跃,主要负责建立神经通路。虽然很多动物都有快速眼动睡眠,但是强度和质量都远远不如人类。
作者发现,在人类进化过程中,一个非常重要的节点,就是当人类祖先从树上睡觉转移到地面睡觉后,快速眼动睡眠质量的大幅度提升。
我们知道,人类的祖先最初是在树上睡觉的,因为睡着的时候,大脑会产生一种麻痹机制,让肌肉在睡觉时处于瘫痪状态。睡在树上,才能躲避危险。但是,一旦掉下去,生命就此终结了。所以,在树上睡觉,睡眠的质量是很低的,需要睡很长时间。
人类学会用火之后,就不那么害怕猛兽了,所以也就可以从树上转移到地面上,安安稳稳地睡觉了。不过,还有个麻烦,在地上睡觉不能睡得太久,万一睡觉前点着的火灭了怎么办呢?因此人类不得不缩短睡眠时间,时间短了,质量就得提高,尤其是针对快速眼动睡眠质量的大幅度提升。
在作者看来,这个变化给整个人类社会带来了革命性的影响。快速眼动睡眠质量提高,让大脑产生了两个重要功能,促进了人类的发展。
第一个重要的功能是深层类比。
快速眼动睡眠阶段,我们的大脑会进入做梦的状态。
这时候大脑在干什么呢?白天清醒的时候,大脑会在有相近的信息之间建立有逻辑的联系,而在做梦时,大脑的工作正好相反,会跳过那些明显的逻辑关联,更偏向于在一些不相关的信息间建立联系。
这个工作可以说是一种深层的类比,大脑把记忆片段重新组合碰撞,找到它们深层次的共通点。这个时候,大脑变成了一个实验场,任何事情都有可能发生,而且越奇怪越好。最终形成的梦,就是这些杂乱信息的炼金术。
这就是创造力的来源。而人类正是因为拥有创造力,才发明了飞机、宇宙飞船和电脑等一系列物品。作者说,睡觉时大脑的深层类比,是人类进化中最具革命性的跃升。
第二个重要功能是情感调节。
同样也是在快速眼动睡眠阶段,做梦的时候。
首先,大脑中一种与压力相关的化学物质,去甲肾上腺素会完全停止释放。它的主要功能是提高警惕性,集中注意力,同时也会增加焦虑和不安。要知道,一天二十四小时中,只有在做梦的时候,大脑才会停止产生去甲肾上腺素,这是非常神奇的。
这意味着,一觉睡醒之后,我们就可以把一件事情本身和由这件事产生的痛苦情绪剥离开,我们可以回想,从中吸取教训并和其他人分享自己重要的经验,而不被负面情绪所拖累。看来,人类有价值的经验传递离不开睡觉。
其次,大脑中与情绪记忆相关的区域会迅速增长,变得活跃。这些区域主要是产生、识别和调节情绪的杏仁体和皮质,以及记忆中心海马体。这个时候,大脑的工作就像是一个钢琴调音大师,它通过不断调整和校正音准,也就是情感回路,提高了我们准确识别和理解情绪信号的能力。这样一来,人与人之间就可以通过辨识脸部表情和肢体动作来理解对方的想法,做出更聪明的决定和行动。这是一种有效的社交互动。
随着时间的推移,人类通过这种情感连接,不断开展合作,逐渐形成团体,甚至是更大的社会群落。之前所有的经验和创造力也就不再是局限于某个个体,而是在大众之间传播开来。
作者认为,正是因为人类更擅长睡觉,我们才拥有了更强大的创造能力和情感能力。所以,睡眠的意义,不仅仅是帮我们处理记忆,或者推动大脑的生长发育,甚至可以说这是人类在地球生命中获得的最强大的进化优势。
第二部分
睡觉的意义,相信你已经很清楚了。接下来,你肯定会问,那怎样才能睡个好觉呢?
作者在这本书的附录中给出了12条睡眠建议。不过,说来说去,这些方法,可能听起来有点普通,大部分人多多少少也都知道一些。在作者看来,在了解如何好好睡觉的方法之前,其实我们更应该知道,如果睡不好到底会产生什么危害?
说白了,很多人不好好睡觉,关键不是因为不知道怎么办,而是因为不够重视。睡不好已经不是个别人的坏习惯了,而是一个世界性的难题。
近些年来,世界卫生组织把缺乏睡眠列为影响健康的全球流行病。还有研究表明,在所有发达国家中,大约有三分之二的成年人无法达到科学的8小时睡眠。
你肯定无法想象,如果缺乏睡眠,不仅会对我们的大脑和身体造成不可挽回的伤害,还会在基因层面造成一系列负面影响。下面我们就来具体解释一下。
如果前一天睡不好,我们可能最直观的感觉,就是第二天没精打采的,偶尔还会愣一下神。在科学上,这是一种专注力暂时丧失的表现,称为微睡眠。虽然这种情况可能只会持续几秒钟,但如果你在开车或进行一些急需注意力的工作,几秒钟导致的后果是致命的,因为这个时候大脑会短暂失去对外界环境的知觉,不只是视觉,还包括所有认知通道。
这种情况经常发生在夜间睡眠长期低于7小时的人身上。科学家通过实验发现,6个小时可能在大多数人看来,是一个很正常的睡眠时间。但如果你每晚睡6个小时,连续十天之后,大脑累积效应导致的失神程度就会和前一天通宵的人一样,而且往后完全没有趋于平缓的迹象。
最有意思的发现是,当实验对象被问道,对自己注意力缺失程度的主观感觉时,他们总是低估了本身的不佳表现。要知道,一个人如果睡眠连续数月甚至数年受到限制,对自己的记忆力衰退、警觉性降低和活力减低都会变得习惯。这种疲惫感会变成我们接受的常态。在大多数人的意识中,是根本不会想到,这些问题与睡眠时间不足有什么关系。
但是可怕的地方就在这,缺乏睡眠,对大脑和身体的损伤是持续积累且不可挽回的。如果长期睡不好,我们的身体健康就会面临一系列的威胁。就像家中水管破裂导致各处渗水的情形一样,睡眠不足威胁着我们的心血管、代谢、免疫以及生殖系统。
其中,最严重的是会造成位于脊柱后侧的中枢系统——交感神经系统过于活跃,这可是我们身体中的司令部。正所谓是牵一发而动全身,它可以激发各个生理部门的活动,包括呼吸、免疫功能、应激化学物质、血压和心率。
作者发现,过去五十年,除了少数例外,每项探究睡眠不足对人体影响的实验,都观察到交感神经系统的过度活跃。通常情况下,只会在我们受到强烈刺激,或者非常紧张的时候,交感神经系统才会出现这样的情况,而且一般会持续几分钟到几小时。
具体来说,交感神经系统活跃会导致代谢加速,人体体温升高。同时,身体还会释放一种叫皮质醇的压力激素和肾上腺素等,导致心跳加速。大脑也一直处于警觉状态,产生情绪的脑区和回忆中心会一直持续守备工作。
如果睡眠时间长期不足,交感神经系统就会一直处于过度运转的工作模式,造成我们的身体和大脑持续紧绷。失眠的罪魁祸首其实也是交感神经过度活跃。就像汽车的引擎一直处于发动的状态,时间长了,活塞、油封和排档等各个部件就会接连失灵。
如果可能会患心血管疾病、糖尿病、抑郁症和癌症等这些风险,都不足以引起你的重视。那么,你肯定想不到,缺乏睡眠所造成的负面影响,还会深入我们的细胞中。不仅改变基因的活动和表达,还会攻击遗传物质本身的物理结构。
我们分别来解释一下。
首先是改变基因的活动和表达,这个比较好理解。我们都知道,基因是有遗传物质的DNA片段。作者在这本书中打了一个比方,就像双击打开电脑上的文档,然后再发送打印机打印出来一样,当基因被激活并被细胞读取时,物质就会被“打印”出来,比如说制造一种有助于消化的酶,又或者是一种有助于加强大脑内记忆回路的蛋白质。
不过,一旦基因表达的稳定性受到影响,比如说特定基因的错误表达,过量或低水平表达,就有可能生产出某种会增加患病风险的物质。睡眠不足的关键点就在于会破坏基因表达的稳定性。
英国萨里睡眠研究中心主任戴克博士团队做了一个人类睡眠的科学研究。他们在实验室里,先后检验了一周内每天睡8个小时,与一周内每天只睡6个小时的年轻受试者的基因表达,结果对比发现,在一周轻微的睡眠时间减少之后,每位受试者有多达种基因的活动发生了异常。
而且有意思的是,这种影响效应出现了两极分化:在这种基因中,大约有一半因为睡眠不足而表现异常活跃,另一半基因则活动减弱或者完全停止表达。异常活跃的基因包括与慢性炎症、细胞应激和导致心血管疾病的各种因素有关的基因。而活动减弱的基因恰恰是那些,有助于维持稳定新陈代谢和最佳免疫反应的基因。
另外,戴克博士进一步研究还发现,不仅是缺乏睡眠,不定时的睡觉状态,比如说时差或者是轮班工作,也会对人类基因的表达产生同样严重的影响。研究发现,不改变一个人的睡觉时长,哪怕是让他比平时提前几个小时入睡,三天后,他体内三分之一的基因转录活动就会受到影响,而这些基因的表达关乎我们基本的生命过程。
好,我们再来看,缺乏睡眠还会攻击遗传物质本身的物理结构。
DNA螺旋链紧紧缠绕在一起,形成了一种叫染色体的结构。这个过程有点像把单根的线编织在一起制成了鞋带,每个鞋带末尾都有个塑料套收尾。像塑料套一样,染色体的末端也需要用特殊结构保护起来。这个保护结构就叫“端粒”。
科学研究发现,一个人睡得越少,或睡眠品质越差,染色体端粒的损坏就越严重。这样一来,就像塑料套受到磨损,导致鞋带特别容易散开一样。DNA螺旋会暴露出来,使得脆弱的遗传密码无法正常运作。这个过程有点类似于我们正常的衰老过程。
换句话说,两个实际年龄一样的人,由于端粒的健康程度不同,导致生物年龄可能就不一样。所以,美容觉是有科学道理的。如果一个人每晚保持充足的睡眠,就会显得比较年轻,相反就会衰老的较快。
所以,你看,从基因层面上来说,忽视睡眠,就相当于你在人为的进行自身的基因改造工程,篡改那些拼出你日常健康故事的核酸字母表。造成的风险和结果对我们个人和下一代都是难以想象的。
那怎样才能睡个好觉呢?
我归纳了一下作者在书中提出的睡眠建议,发现基本上都是从这三个角度出发:第一,剔除影响睡眠的因素;第二,营造一个适合入睡的环境;第三,养成良好的生活习惯。
比如说,剔除影响睡眠的因素,也就是要找到那些让我们无法入睡或者睡不好的外界干扰因素。电子产品、灯光、过高的室温、咖啡因和酒精等这些因素都不利于我们进入睡眠状态。
再比如,营造一个适合入睡的环境,理想状态下应该是灯光较暗,室温偏凉,有一些舒缓音乐作为背景音的。
还有养成良好的生活习惯,其中最重要的一条就是要遵守规律的睡眠时间。很多人平时加班熬夜,一到周末就开始补觉,这是非常不科学的。周末睡懒觉,不仅不能完全补偿工作日的睡眠缺乏,还会造成星期一早上更难起床。因此,每天同一时间上床睡觉,同一时间起床是很有必要的。人是会按照习惯行事的生物,一旦养成睡眠规律,就很难调整改变。所以,不光是起床时候要设定闹铃,上床睡觉的时候也应该设定一个闹铃。
最后,还想和你聊聊这本书中一个挺有意思的社会研究。康奈尔大学的科研团队调查了数百名美国上班族,并给了他们一个选择:第一,每年挣8万美元,正常工作时间,每天获得大约8小时睡眠;第二,每年挣14万美元,始终都在加班,每晚只有6小时睡眠。最终的结果估计我们都能猜到,大多数人选择了第二种,更高的薪水和更短的睡眠时间。
但是讽刺的是,睡觉和工作学习本质上就不是一道选择题。睡眠是一个1,而吃饭、运动、工作和娱乐都是跟在这个1后面的0,如果没有前面的1,后面有再多的0都是无法成立的。睡觉是进行一切活动的基础。
结语
好,这本马修·沃克的《我们为什么要睡觉》,今天就先说到这。这本书的内容特别丰富,全面系统的带我们认识了,睡觉这件占据我们生命1/3时间的大事。如果有时间的话,强烈推荐你去阅读原书。
作者在这本书中提到,如果科学上发现了一种药,它不仅能够帮助你增强记忆、激发创意,还会帮助你降低贪吃的欲望,让你保持健康的身材。它能增强免疫力,保护你远离癌症,它可以降低心脏病发和中风的风险,更不用说糖尿病了。这种药甚至可以让你更快乐,减少忧郁,不易焦虑。
你会买吗?
如果答案是肯定的话,那这种包治百病的良方我们已经有了,它不是仙丹妙药,而是睡眠。
好,以上就是这本书的精华内容,点击音频下方的“文稿”,查收我们为你准备的全文和脑图。你还可以点击“红包分享”按钮,把这本书免费分享给你的朋友。这本书的全版电子书已经附在文稿末尾,欢迎你去读一读。恭喜你,又听完了一本书。
撰稿、转述:潘旭
脑图:摩西脑图工作室
《考试脑科学》哈希解读(得到团队)
关于作者
作者池谷裕二是日本东京大学药学研究所教授,主攻脑科学研究,同时担任日本的脑信息通信融合研究中心主任。此外,他的药学博士学位也是在东京大学取得的,读博期间的主攻领域就是中枢神经系统里主要负责记忆处理储存的“海马体”。
关于本书
本书是日本畅销书《高中生学习法》的最新修订版,作者在书中以最新的科学观点重新审读了《高中生学习法》里的内容,在必要的地方进行了修订与增补。最终,本书的适用范围已不再仅限于高考,而是扩大到从中考到社会上的各种资格考试、职称考试等。
核心内容
你将听到:
为什么从脑科学的角度,相比于“记住”,我们生来就更擅长“忘记”?
为什么人脑的记忆,天生就是“模糊”的?
如何利用大脑记忆规则,实现“记得多”与“记得准”?
前言
你好,欢迎每天听本书,我是哈希。今天要为你解读的书是《考试脑科学》,副标题叫“脑科学中的高效记忆法”。
这本书的作者叫池谷裕二,是日本东京大学药学研究所教授,主攻脑科学研究,同时担任日本的脑信息通信融合研究中心主任。值得一提的是,他的药学博士学位也是在东京大学取得的;并且,他在读博期间的研究课题就是“海马体”——这是我们的中枢神经系统里一个主要负责记忆处理储存的部位,咱们后面会讲到。
说回作者池谷裕二。年,他撰写的一本《高中生学习法》在日本出版,十几年来一直很畅销。这也可以理解,毕竟,东京大学是日本一流学府,类似于咱们国内的清华北大;那么日本民众看到池谷裕二出了这本《高中生学习法》,就相当于咱们看到一位从清华毕业的、专门研究脑科学的清华教授出了一本教你如何学习、考上好大学的书,那大家肯定都想从里面学上几招。
而我们今天要聊的这本书,《考试脑科学》,正是《高中生学习法》的最新修订版。作者告诉我们,在这本书里,他以最新的科学观点重新审读了《高中生学习法》里的内容,在必要的地方进行了修订与增补。最终,本书的适用范围已不再仅限于高考,而是扩大到从中考到社会上的各种资格考试、职称考试等。
现在,咱们假设,三个月后你要参加一场非常重要的考试,考试范围是一本五百多页的教材。那么,你这三个月的学习目标是什么呢?肯定是尽可能多且准确地记住书本上的知识。
注意,这里面包含两件事,第一要记得多,第二要记得准。
不过,这本书告诉我们,你要是直接拿这两件事去找大脑帮忙,肯定会被拒绝。因为这两件事其实都不符合人脑的记忆原理。
这是为什么呢?以及,在这种情况下,我们该怎么做呢?
在接下来的二十几分钟里,咱们就来看看,池谷裕二在“记得多”和“记得准”这两件事上,为我们带来了哪些脑科学发现,以及根据这些发现,他所给出的有关提升记忆效率的建议。
第一部分
咱们先来说说,如何记住更多考试知识。这件事的难点在于,它对于人脑来说,其实是“反本能”的。从脑科学的角度看,相比于“记住”,我们生来就更擅长“忘记”。
什么意思呢?这得从人脑的记忆原理说起。
我们的记忆分为短期记忆和长期记忆两种。短期记忆的特点是,容量小,不能同时保存太多的信息,而且保存下来的信息也会很快被忘记。
比如说,你为了吃方便面烧了一壶水,等待水开的过程中接到了朋友打来的电话。这时,如果你和朋友聊得非常开心,就很有可能忘记正在烧水这件事。这是因为“烧水”只是短期记忆。
但是,我们所有的记忆,都要经过短期记忆这一站,才能被进一步转化为长期记忆。这个保存长期记忆的地方,叫做“大脑皮质”,它相当于人脑的“硬盘”,可以保存我们已经记住的知识。所以,要想记住更多的考试知识,你要做的,本质上是把更多的考试知识从短期的“临时中转站”里挪到长期的“硬盘”里。
但是,这件事情对于我们的大脑来说,是非常不愿意去做的。
因为,人脑里的这块硬盘不同于电脑硬盘,它是无法扩容的。所以,为了灵活运用有限的存储空间,我们的大脑会把接收到的所有信息,按照价值分为“必要信息”和“非必要信息”,只有被判定为“必要”的信息才会被运送到大脑皮质内长期保存。
谁来做这个裁判呢?它就是人脑中的海马体。
海马体是人脑的一个重要功能区,大致位于耳朵深处的大脑部位。它的形状有点像弯曲的小手指,直径约1厘米,长度略小于5厘米。
那么,什么样的信息能会被海马体判定为“必要信息”呢?是专业课要考的公式,刚刚背过的英语单词,还是课本上所有清朝皇帝的名字?
很可惜,都不是。因为海马体的判断标准,是“这个信息对生存而言是否必要”。那么,我们想想,用这个尺度来衡量,是教科书上的知识更重要,还是“吃了变质的食物会中毒”“碰到火苗会受伤”这类信息更重要呢?答案不言而喻。
这背后的深层原因是,对于包括人类在内的所有动物来说,在漫长的进化过程中,所谓“学习”,本质上其实是记住在险境中获得的经验,以免再次遇到同样的危险,这样才能越来越适应周围的生存环境。
因此,我们的大脑在自然运行状态下,是不太乐意把考试知识从短期记忆转变为长期记忆的。从它的角度看,自己这么做可都是“为了你好”。因为,只有挡掉这些在它看来“无关痛痒”的信息,才能把有限的记忆空间更多地用于存储必要信息,帮你更好地生存下去。甚至可以说,人脑的设计机制,其实是为了能够尽快忘记大量信息。相比于“记住”,人脑本来就更擅长“忘记”。
那么,如何才能让它把考试知识存进长期记忆呢?
作者告诉我们,要想让海马体这位“记忆的裁判”把考试知识判定为必要信息,最有效的方法是把同一个考试知识反复传送过去。这样一来,海马体就会产生错觉,想着“如此锲而不舍地传送来的信息一定是必要信息”,从而允许信息通过“关卡”,进入大脑皮质。
这也向我们揭示了,为什么从古至今,谈到学习这件事,人类总在用不同的语言强调同一件事情,那就是“反复训练”。
听到这儿,你可能有点失望了:难道说,要想记住更多的知识,必须一遍又一遍地把它们往脑袋里装吗?
事实上,的确如此。不过,这并不意味着,咱们就束手无策了。作者告诉我们,“反复训练”这条路径本身虽然不容易改变,但是,我们可以通过提高训练效率,把这条路缩短一点。
那么,怎么才能提高训练效率呢?你看,咱们的每一次知识训练其实都相当于是在用外界信息去刺激海马体。那么,如果我们能提升每一次刺激的强度,就能减少刺激的次数,从而提升记忆效率。
在这里,作者也给我们提供了四个能帮我们提升记忆效率的“神奇工具”。
第一个工具,是一种叫“θ波”的脑电波。当我们处于好奇、紧张、兴奋或者期待的状态时,θ波就会出现。而如果我们在θ波出现时刺激海马体,就能够大大减少刺激次数,有时候甚至只需要原本1/10的次数就能把短期记忆转变为长期记忆。
在实践中你可能也发现了,如果是自己感兴趣、好奇的内容,那么即使记忆的次数很少也能记住。比如喜欢的电影明星演过的作品和年份,或者喜欢的球队里每个队员的生日,等等。相反,如果是不感兴趣的考试知识,我们可能学了很多次也记不住。
因此,想要提升记忆效率,主动培养自己对学习内容的兴趣无疑是一个很好的入手点。我记得上高中的时候,班上的英语学霸喜欢看美剧,他就从网上下载各种美剧剧本,打印出来,学习累了就读一读,一边看剧情,一边就把里面的好词好句记住了,他说自己就是用这个来替代英语作文素材积累的。我们平时经常说“兴趣就是最好的老师”,其中很重要的一个原因可能就是θ波带来的记忆力增强效果。
此外,作者还提供了一种挺有意思的、人工激发θ波的方式,那就是让自己处于移动状态。不知道你身边有没有一些人,喜欢一边走动一边背东西。作者告诉我们,人在走来走去的时候,大脑更容易产生θ波,因此这些人在走动时的记忆效率的确可能获得了增强。此外,即使人没有亲自走动,只是在乘坐公交或地铁,只要大脑能感知到正在移动的状态,就会产生θ波。所以,按照这本书的发现,你在走路、坐车的时候听得到上的音频内容,可能比端坐在书桌前看文字,更有助于有效记忆。
好,前边我们说了第一个能够辅助提升记忆效率的工具,θ波。第二个工具,叫作“杏仁核”。它紧邻海马体,只有人类小指的指甲那么大,可以看作是人体“情绪的工厂”,我们平时感受到的喜悦、悲伤、焦虑等情绪都是出自这里。研究发现,当我们的杏仁核处于被激活的状态,也就是情绪高涨的时候,记忆力更强。
你可能也发现了,那些咱们印象深刻的往事,大多掺杂着某种强烈的情绪,或快乐,或悲伤,等等。这样伴随着高涨情绪被储存起来的记忆往往称为“回忆”。
激活杏仁核后记忆力提升这一现象,要追溯到最原始的动物本能。我们都知道,生活在大自然里的动物们,除了要经历许多性命攸关的恐怖威胁,还要时刻担忧能否找到食物。因此,它们必须要把遇到天敌时的恐惧感,以及好不容易才找到的觅食地点都深深地记在脑子里。为此,“以情绪来辅助记忆”的能力应运而生,并且至今仍残存在我们的大脑里。
那么,怎么才能利用这种能力呢?有一招叫“情绪唤醒”。我们拿一个枯燥的历史知识点举例。比如说,“年,拿破仑被流放到圣赫勒拿岛”这个知识点。你可以想象,经历过种种作战和挣扎后仍然失败了的拿破仑,还要被流放到荒岛上,境地何其悲惨。如果换作是我们自己,心中又会是何等的万念俱灰。像这样有感情地代入历史情节,会更容易记住知识点。
我自己对这种“情绪唤醒记忆法”也有切身感受。我的高中历史课本上,关于年镇江之战的知识点里,有这么一句描写,说当时守城的清朝军队面对进攻的英国军队誓死抵抗,“血积刀柄,滑不可握,犹大呼杀贼”。我当时可以说是大受触动,一下子就记住了这场战役,并且一直记到现在。
当然,除了“感动”这种情绪以外,快乐、焦虑等各式各样的情绪都可以用作记忆的工具。比如,你应该也认识这么一类人,平时怎么背也记不住,一到考试前却能一下子记住大量知识。这可能就是因为,他们对考试的焦虑情绪激活了杏仁核,使记忆力得到了爆发性的提升。
当然,这种“特效”并非对每个人都能应验。作者更推荐我们利用一些积极情绪,比如在背诵过程中联想一些有意思的谐音梗、双关语或小笑话等。而如果在记忆过程中,能进一步对书里的人物、故事、理论产生兴趣,从而在激活杏仁核的同时,还能让大脑产生θ波,那就更加完美了。
上面我们说了θ波和杏仁核这两个辅助记忆的工具,接下来的这个工具叫作“关联”。意思是,把你要记住的这件事,跟其他事物尽可能多地关联起来。
比如,把英文单词结合词根或例句去背,边背诵边联想知识的实际应用场景,或者自己创作一些跟知识相关的顺口溜,等等。
除此之外,把知识跟图像关联起来,也能增强记忆。比如有一种名叫“记忆宫殿”的记忆方法,就是在头脑里建一座细节完备的虚拟宫殿,设计一条宫殿游览路线,然后把你要记忆的信息跟游览路线上的主要景物绑定起来,这样你下一次游览宫殿的时候,便能顺着路线上的景物想起那些信息;此外,平时给课本章节画一画思维导图,或者记住某一段知识在课本里相对于一幅图的位置,等等,都能辅助记忆。
前面三个工具,θ波、杏仁核和“关联”,都是教我们如何在“知识输入”这个环节发力。接下来的这个工具跟它们相反,叫“知识输出”。作者指出,相比于输入,我们的大脑更重视输出。站在海马体的角度,虽然重复输入和重复输出都能够让它判定这个信息很必要,但输出给它的刺激强度是更大的。比如说,同样的知识,仅仅靠输入的话,可能需要四五遍才能被存进长期记忆;但如果是一遍输入再加一遍输出,可能也能达到差不多的效果。
这件事的实践启发就是,我们与其在复习时反复钻研教科书,不如在掌握课本知识的基础上,自己多在纸上推导默写几遍,多做几遍习题集。还有,“向他人讲述”也是一个好办法。因为它既是一个知识输出的过程,也是一个把知识跟实际情景关联起来的过程。
第二部分
好,上面说的是,如何记住更多考试知识。接下来咱们再来说说,如何记得更准确。这件事对于我们的大脑来说,也是相当困难,因为人脑的记忆,天生就是“模糊”的。
什么意思呢?咱们还是从人脑的记忆原理说起。为了帮助你更清晰地理解这个问题,我们把人的脑神经回路和计算机电路放在一起,对比来看。
我们都知道,对于计算机而言,你输入进去什么,它都能原封不动、极其精准地保存下来。但是人脑就不一样了,我们输入的信息并不能总是被大脑完整、精准地保存下来。比如,你翻开书看见“马冬梅”三个字,可能合上书就要问别人:“马什么梅?”
这是为什么呢?原因在于,计算机内部的电路是一个紧密相连的整体,但人类的神经回路并不是。我们大脑内部的神经元通过神经纤维形成回路,但各个神经纤维之间存在着微小的空隙。因此,当外部信息在神经纤维之间传递的时候,必须要经过一个“换乘站”,叫“神经突触”。外部信息在进入这个换乘站之前,是以电信号的形式存在的,在换乘站里面的时候,要先通过谷氨酸等化学物质转变为化学信号,出站以后再变回电信号。
不过,神经纤维之间的信息传递并不是像接力跑运动员那样,只是单纯地把接力棒传递下去。神经突触是可以自由调整所传递的信息量的。也就是说,一个信号在进换乘站之前的样子和出换乘站之后的样子,可能不是完全一样的。因此,我们的记忆在这个过程中会发生些许变化,或者说,会变得“模糊”。
这听起来有点令人沮丧。那么,动物为什么会在进化过程中创造出这样不完美、记忆模糊的脑呢?
这里,咱们先来看一个实验。
想象你的面前有一条狗,和一个机器人。机器人的行为是由它体内的计算机控制的。狗和机器人的面前各有一个按钮,远处有一台电视机。你的任务是让它们在电视机上出现圆形的时候按下按钮。那么对于机器人,你只需要下达一次精准指令就可以达成目标。但是,面对这条狗,你就需要用食物为中介,在它的脑子里建立一种关联,就是“在圆形出现时按下按钮会获得食物”,这样它才知道在圆形出现时要按下按钮。而为了建立这种关联,我们可能需要训练它几十甚至上百次,这中间包含无数重复试错的过程。而造成机器人和狗表现差异的根本原因,就在于我们前面说的,动物记忆的模糊性。
但是,当我们完成了上一个实验目标,加入新的实验元素的时候,情况就有所不同了。比如,咱们把电视中出现的圆形换成三角形,会发生什么状况呢?
结果是,机器人不会做出任何反应,因为它只接收到了“在屏幕出现圆形时按下按钮”这一个指令;但是,狗却会毫不犹豫地按下按钮。也就是说,对狗而言,圆形和三角形其实并没有什么区别,它们只是对“屏幕出现图形”这一现象做出了反应。造成机器人和狗表现差异的根本原因,仍然是动物记忆的模糊性。
在上面这场实验的基础上,咱们再做个思想实验。现在,假设我们把狗和机器人同时放进一个封闭的生态系统里,这个系统里有上百种可供它们维持生命的能量源,但是我们在把狗和机器人放进去之前,只带它们认识了其中的三种。那么,当狗和机器人被关进系统之后,会发生什么事呢?
可以想见,一开始,狗和机器人靠着它们所熟知的那三种能量源,可以维持生命。但是渐渐的,随着那三种能量源被消耗殆尽,它们面临着能量告急的处境。这个时候,它们各自会采取什么对策呢?
狗对于能量源的记忆范畴是模糊的,因此它会开始尝试除了那三种以外的、其他的能量源。这个尝试的过程也是一个不断试错、排除的过程。它会在心里默默记下:这个吃了拉肚子,下次不吃了;那个太难吃,下次也不吃了.......就这样,逐渐摸索出那些适合自己的能量源。而机器人呢?由于它的记忆无比准确,所以对它来说,除了人们给它提前设定好的那三种以外,其他所有都不算能量源。因此,它只能一圈又一圈地寻觅,直到油尽灯枯。
上面这两个实验看似简单,却能够帮助我们理解前面提出的那个问题:为什么动物会在进化过程中创造出记忆模糊的脑呢?
这是因为,记忆的这种“模糊性”对于动物的生存有着重要意义。动物的生存环境时时刻刻都在发生复杂的变化。完全相同的状况一般不会发生第二次。为了在不断变化的环境中生存下来,它们必须根据情况随机应变。
狗无法区分圆形和三角形,换一个角度,也可以解释为“因为没有必要所以不进行区分”;机器人的计算机大脑的确是准确无误,但换个角度,也可以说是照本宣科、不懂变通。如果是在一个不断变化的环境中,这样准确无比的记忆反而会成为无效、无意义的知识。
所以,相比于严密性,动物的记忆更需要模糊性。这种“模糊性”,恰恰也是对包括人类在内所有动物的生存至关重要的“灵活性”。
有一句犹太名言是这么说的:人类的长处恰恰是拥有缺点。放在这里也是合适的。我们的记忆有时会变得模糊不清,有时甚至会消失不见,这是脑的特性,是我们无法改变的。也正是为了弥补这一点,我们才发明了计算机。换个角度看,那些我们与计算机不同的地方,其实也正是我们比计算机更高明的地方,是我们之所以为人的独特之处。
不过,这并不是说,我们的脑不能够准确掌握知识细节。只是,从模糊到准确,这中间需要一个渐进的过程。
在这里,还是先请来咱们的“老朋友”,参与了前面实验的那条小狗。你应该还记得,刚才,不管电视上出现的是圆形还是三角形,它都会毫不犹豫地按下按钮。那么,它是不是永远都区分不出电视屏幕中出现的不同图案呢?
当然不是,经过特定的训练,狗不仅能清楚地区分圆和三角形,甚至还能区分差异细微的圆和椭圆。
那么,如何训练呢?答案就是,采用“循序渐进法”。
一开始,让电视屏幕上交错出现三角形和圆形,但是如果狗在三角形出现后摁下了按钮,并不会获得食物。如此多次以后,狗就会无视三角形,只在屏幕中出现圆形时做出反应。也就是说,它能够区分圆形和三角形了。
之后经过循序渐进的训练,狗还能进一步区分“圆形和四边形”“圆形和五边形”,到后面甚至可以区分圆和椭圆了。
到这里需要注意,如果我们一开始就让狗去区分圆和椭圆,可能它永远都无法发现这二者的差别。因为,记忆的模糊性特征使得动物在记住细微的差别之前,需要先记住那些较大的差别。像刚才那样分阶段、分步骤、逐步细化地进行学习,看起来像是舍近求远,却能极大提升狗的学习效率,逐步推动记忆从模糊走向准确。
这个实验的启发同样可以用于我们人类的学习和记忆活动中。作者指出,当我们想要记住某一领域的知识时,不应该一下子扎入到那些具体入微的细节当中,更有效的方法是分步推进:先从全局入手,了解全局有哪些分区或子类,之后再进入各个子类,一点点向下细化。
比如,刚开始学习西方绘画的人,看到哪幅油画可能都觉得差不多。如果把一幅文艺复兴时期的油画和一幅巴洛克风格的油画放到他的面前,画中都是宗教故事,那么他很可能会以为是同一个流派。但是,在学习和观察西方绘画的过程中,他可以先对比学习几种差异明显的流派,从中感受不同的题材、笔法、构图、光线,然后再去看那些时代相近、题材有重叠的流派。经过进一步钻研,他不仅能区分文艺复兴时期的油画和巴洛克风格的画作,甚至可以区分出不同画家之间的细微差别。
还有,在学习历史的时候,如果一开始就想理解某个特定时代的细节,是非常困难的。举个例子,假如我们还不知道清朝是中国历史上最后一个封建王朝,也不知道中国半殖民地半封建时期是哪一阶段,一上来就去背年,也就是辛亥革命那一年的事情,那么即使背下来了,也是死记硬背,不能真正理解,会很快忘掉。因为脱离整体的片面信息是无用的,而无用的信息要不了多久就会被我们的大脑删除。
所以,为了避免这样的情况发生,我们要先从大局出发,然后循序渐进、逐步细化地记忆、理解知识。还是拿历史举例。要想真正理解年发生的事,我们需要先掌握中国历史的整体脉络,知道中国社会性质的演变过程,然后去了解某一社会性质时期的主要阶段,最后再精确到某一特定年份。总之,越细致的内容越要留到后面学。这种做法绝不是舍近求远,而是一种遵从人脑性质的科学方法,这样才能理解得更透彻、记得更牢固。
结语
好,到这里我们就说完了,这本《考试脑科学》里,我想跟你分享的重点内容。
总结一下,第一部分,我们主要讨论的是如何“记得多”。由于海马体通常只允许那些对生存比较重要的信息被存入我们的长期记忆。因此,想要记住更多考试知识,我们需要把同一个知识反复输入大脑,让海马体误以为它很重要。这个过程叫做“反复训练”。书中为我们提供了四个能够提升训练效率的工具:θ波、杏仁核、“关联”以及“知识输出”。
第二部分,我们讨论了如何“记得准”。由于人脑中的神经突触可以自由调整它所传递的信息量,所以人脑的记忆,天生就具有模糊性。不过,我们可以通过分步骤、逐步细化的记忆方式,提升学习效率,推动记忆从模糊走向准确。
在我看来,这本书的价值,不仅在于书中那些帮我们提升记忆效率的具体技巧,更重要的是,它能够让我们从生物演化的角度,重新认识大脑的记忆规则。
看完这本书,你会发现,大脑其实很像是生活在我们体内的一个朋友,有着自己的脾气秉性、行事原则、长处短处。而这位朋友之所以会变成现在这个样子,背后有着至少2亿年的漫长演化历程。
你看,最早、最原始的脑,是出现在虫子这类微小动物身上的;之后随着动物的演化,脑的机能也逐渐复杂、体积逐渐增大,最终才进化成人脑。从严格意义上说,如果要追溯人脑的起源,至少应该要回溯到哺乳类动物诞生的时候,也就是大约两亿年前。因为哺乳类动物出现后,海马体才演变成了现在的形态。
而纵观人类本身的演化历史,从人类出现高度文明至今,仅仅过去了1万年左右;考试的出现,更是最近一两千年的事情。从这个角度看,我们的大脑不喜欢、不擅长集中记忆这些考试知识,其实是很正常的一件事。毕竟,“应付考试”这项功能对于两亿岁的大脑来说,实在是太新太新的一个需求了,它还没来得及调整自己,来适应这个需求呢。
因此,可以说,在学习或备考这类事情上,“你有你的计划,大脑另有计划”。那么,在这种情况下,如果我们想让大脑帮助自己实现学习或备考目标,就必须去了解它的脾气秉性,了解它所遵循的那一套记忆规则,以及背后的原理。只有这样,才能更好地利用记忆规则,提升记忆效率。而这也正是《考试脑科学》这本书努力带我们去做的事情。
以上,就是这本书的精华内容。原书的电子版已经为你附在最后,欢迎你进行拓展阅读。此外,你可以点击音频下方的文稿,查收我们为你准备的全文和脑图。你还可以点击“红包分享”按钮,免费把这本书分享给你的朋友。
恭喜你,又听完了一本书。
撰稿、讲述:哈希
脑图:摩西脑图工作室
《晓肚知肠》李智解读(得到团队)
关于作者
段云峰,博士、中国科普作家协会会员,毕业于中国科学院心理研究所,现供职于中国科学院微生物研究所和病原微生物与免疫学重点实验室,长期从事于人体微生物组研究。在得到App开设课程《前沿科技·人体微生物组9讲》。代表作《晓肚知肠》,曾被评为“年度中国好书”“年度中国医界好书”。
关于本书
本书是一部关于肠道微生物的科普作品,作者通过梳理大量科学文献,描述了肠道微生物对人体疾病与健康的影响,并分析了背后的科学原理,为我们重新认识人体提供了新的思路。
核心内容
1.从微生物角度看,你的身体比你想象的更有用;
2.从微生物角度看,你的身体比你想象的更耐用;
3.微生物影响食欲和择偶行为,甚至与精神类疾病密切相关。
前言
你好,欢迎每天听本书!我是得到电子书的运营编辑李智,我毕业于中国科学院大学生物化学与分子生物学专业,受听书团队的委托,专门来为你解读一本生物学方面的科普书,书名叫《晓肚知肠》。“晓”是“知晓”的“晓”,顾名思义,这本书是在介绍关于肠道的知识。
乍一听这个书名,你可能会有疑惑,肠道是人体重要的消化器官,这是大家都知道的常识,难道还需要用一本书专门来讲述吗?你先别急着下结论。说实话,我作为生物学专业的人,在看完这本书之后,都很有颠覆感,它让我对肠道有了新的认识。
为什么这么讲?其实,这本书还有一个副标题,叫做“肠菌的小心思”,肠菌就是我们肠道里的微生物。平时我们提到疾病与健康,往往想到的是不良的生活习惯、外界环境的变化或者是自身基因的问题,但是这本书提醒我们,还有一个方面值得重视,那就是微生物。作者梳理了肠道微生物调节人类健康的科学进展,尝试解读人体是如何与肠道微生物共存的。
本书作者段云峰,是中国科学院的行为生物学博士,现供职于中国科学院微生物研究所和病原微生物与免疫学重点实验室,长期研究肠道微生物和人体微生物组。你可能对段云峰并不陌生,他在得到开设了前沿科技课程《人体微生物组9讲》,帮你从人体微生物组这个角度重新认识自己。段云峰同时也是中国科普作家协会的会员,这本《晓肚知肠》就是他的代表作,它被评为“年度中国好书”、“年度中国医界好书”。书中有丰富的案例和细节,让我们可以从微生物的角度,重新认识人体的健康和疾病。
读完这本书,我有三个清晰的感受:第一个感受,是你的身体比你想象的更有用,一些我们以为没用的器官其实有用,而一些我们原本就知道有用的器官,其实发挥着比我们想象的更大的用处。第二个感受,是你的身体比你想象的更耐用。这是什么意思?你看,既然身体很有用,我们自然就会想要去好好呵护它,有时候甚至会过度呵护,但其实大可不必。第三个感受,就是身体里的微生物居然对我们如此重要,在塑造我们的身体和行为这件事情上,微生物的重要性,一点都不亚于我们经常提到的基因和环境因素。那么接下来,我就从这三个部分,来为你解读这本书。
第一部分
第一部分,我想告诉你的是,你的身体比你想象的更有用。
你可能会说,好像并不是这样啊,比如说人的头发、阑尾,就没有多大的用处。但是别忘了,进化论告诉我们,人是一系列解决方案的集合,人身体上的每个器官,都一定是某个问题的解决方案。我们不妨带着这样的视角,重新看一看自己的身体。既然有人说阑尾没有用,那么我就先从阑尾说起,这是一个普遍的误解。
阑尾你肯定不陌生,我们常常听说身边有人突发急性阑尾炎,阑尾被紧急切除了。阑尾这东西,是人体肠道的一部分,是人体盲肠延伸出来的一个“小尾巴”,长度跟成年人的小拇指差不多。别看它很小,一旦发炎,就能引发剧痛,据说疼痛程度仅次于生孩子。而且,急性阑尾炎的发病率还不低,大约每一二十人中就有一个人曾经得过。更要命的是,医生遇到急性阑尾炎发作,除了用手术切除,也没有更好的办法。
你看,小小的阑尾看上去没啥实际用处,发病率还不低,疼起来还这么难受。因此在很多国家,为了避免孩子日后发病,家长在新生儿出生时,就会主动选择切掉孩子的阑尾。
但是,阑尾真的没用吗?这本书告诉我们,错了,阑尾其实有用,从微生物的角度来看,它主要的作用是“备份”。阑尾里有不少细菌,而且,大部分都是对人体肠道有益的细菌。如果一个人因为生病,比如腹泻,肠道里的菌群紊乱失衡,这时候阑尾就会把细菌贡献出来,帮助肠道快速恢复健康。
你可能会想,不就是备份嘛,切掉了应该问题也不大,顶多得病之后恢复得慢一点。又错了!除了备份作用外,阑尾还能产生一类特殊的免疫细胞,保护人体抵御入侵者的感染。而且,更有意思的是,不仅咱们人类有阑尾,科学家发现,大部分哺乳动物一旦进化出了阑尾,就再也不会在后代中消失,这也间接说明阑尾肯定是有用的器官。
你看,通过阑尾的例子,我们明显感觉到,很多时候我们低估了一个器官的影响。当然,被低估的不只是阑尾,还有很多其他器官,比如肠道。平时我们以为,肠道不就是一个消化器官嘛,但是这本书告诉我们,肠道还有一个很重要的作用,它会影响我们的情绪。
说到情绪,我们一般都认为,那是大脑神经和身体激素作用的结果,肠道怎么会跟情绪挂钩呢?这是因为在我们的肠道里有着与大脑数量相当的神经细胞,神经活动使用着跟大脑一样的神经递质来传导信息,所以被称为“肠脑”。明显不同的是,大脑是集中在我们脑袋里,而肠脑分散在整个消化道。
科学家研究发现,肠脑对我们的身体非常重要。它既可以独立工作,比如平时我们吃下的食物、喝下的饮料,这些东西经过消化道,也就是经过肠脑时,肠脑会观察食物特点、调节消化速度,加快或者放慢消化液的分泌。肠脑还能与大脑一起合作,比如有毒素进入肠道,消化道的免疫细胞就会分泌化学物质,提醒肠脑要注意啦。这时候,肠道就会给大脑发出警告,大脑收到信号后,会根据毒素所在的位置给人身体做出指令——如果毒素刚进入胃,就让人呕吐出来;如果已经过了胃,就让人腹泻;更严重的还会上吐下泻。肠脑与大脑之间通过“迷走神经系统”来沟通,这个连接被称为肠-脑轴。
我们都知道,肠道里有大量的微生物,这些微生物的代谢活动会产生很多化学物质,其中就有能影响肠脑运转的激素和神经活性物质,所以严格来说,肠脑是由肠道神经系统和肠道微生物共同组成的,因此,肠脑与大脑之间的连接通道,应该叫菌-肠-脑轴。刚才说,肠道有一个很重要的作用是影响我们的情绪,其实就是通过这条菌-肠-脑轴发挥作用。
举个例子,科学家对比过严重的抑郁症患者和健康人肠道微生物的情况,结果发现差异非常大,严重的抑郁症患者有独特的微生物构成。你可能会有疑问,你怎么能确定,不是情绪变化改变了肠道菌群呢?科学家也想到了这一点,他们用大鼠做实验,连续喂给大鼠抗生素,慢慢杀死肠道菌群。观察发现,大鼠的抑郁行为明显增强。进一步,科学家把严重抑郁症患者的肠道菌群,移植给无菌大鼠,结果发现,这些大鼠都表现出和抑郁症相关的行为改变。
所以,肠道这个器官,我们平时只认为它是负责帮助我们消化食物的,但这本书告诉我们,它比我们想象的更有用,居然能直接影响人的情绪,乃至行为。其实,在我们平时的语言习惯里,已经不自觉地用肠或者肚子来描述我们的心情和感受,比如,担心叫牵肠挂肚,伤心叫肝肠寸断,热心叫古道热肠,舒心叫荡气回肠。你看,这些词的背后,真的有实实在在的科学道理。
第二部分
既然身体比我们想象的更有用,我们肯定就想着要好好维护它、爱惜它,尤其现在不少人特别重视养生,会对身体倍加呵护。但其实很多时候没必要如此,因为身体比我们想象的要耐用得多。第二部分,我就从微生物的视角,带你看看这是怎么回事。
你平时可能会有使用漱口水的习惯,有的人还用得很勤,每顿饭后都必须用漱口水,漱口水里可能还含有杀菌成分。其实这不是个好习惯。为什么呢?因为这会明显破坏口腔里的微生物生态。
过去我们认为,口腔里的细菌会导致蛀牙。这没错,但是,过于频繁地使用漱口水,不止杀灭了有害的微生物,还会破坏正常的口腔微生物生态。原本这个生态是平衡耐用的,可是被破坏后,会引发很多意想不到的副作用,比如血压会持续升高。
这是为啥呢?血压的升高,跟一种化学物质有关系,那就是一氧化氮,化学式写出来是NO,跟英文里表示否定的“NO”一样的拼写。我们都知道,心脏病发作时需要服用速效救心丸,也就是硝酸甘油,其实起作用的,就是它进入体内后转化成的一氧化氮。一氧化氮进入血液后,会产生扩张血管、降低血压的作用。平时我们口腔里的微生物也能合成一氧化氮,它会参与调节人体的血压。如果口腔里有益的微生物生态被破坏,一氧化氮就会失去一个重要的来源,血压就会持续升高,所以,过度清洁口腔反而不好。
还有一个例子也能说明这一点,就是幽门螺杆菌。提到幽门螺杆菌,很多人都知道这种细菌是一级的致癌物,不少胃部疾病,比如胃炎、胃癌,幽门螺杆菌都是重要的致病因素。很多人去体检,一旦查出幽门螺杆菌阳性,马上就要开展治疗,多种抗生素联用彻底清除它。但是这本书告诉我们,如果胃里没有明显的不舒服,即使检查出有幽门螺杆菌,也不用主动杀灭它们。你看,这跟我们平时对幽门螺杆菌的理解不太一样。
这背后的道理,还是因为我们的身体其实很耐用。世界上超过一半的人胃里都有幽门螺杆菌,只有很少人真正发病。而且,研究发现,这种细菌已经与人类共存了上万年,历史上也没有因为幽门螺杆菌造成人类大面积发病的记载。幽门螺杆菌其实并不是致病菌,而是共生菌,在正常的胃部生态里,幽门螺杆菌作为其中一员,正常存在着。
那为什么我们会把导致胃炎的恶名完全推给幽门螺杆菌呢?原因可能是这样:原本我们跟这种细菌和平共处,但是因为不良的生活方式、饮食习惯导致胃黏膜受损,幽门螺杆菌恰好就定植在损伤部位;或者是胃里的菌群比例失衡,抑制幽门螺杆菌的其他细菌被损害,导致幽门螺杆菌大肆繁殖。
值得注意的是,越来越多的研究证据表明,根除幽门螺杆菌后,很多人会出现食管反流的症状,也就是我们常说的烧心,这有可能会进一步引发食管炎,甚至食管癌。你看,本以为除掉了幽门螺杆菌,就远离了胃癌,但没想到反而增加了患食管癌的风险。另外,研究还发现,相比携带幽门螺杆菌,完全根除幽门螺杆菌的人更容易有过敏症状。这说明幽门螺杆菌很有可能参与了我们免疫调节的生理过程。
幽门螺杆菌与我们人类共生上万年,虽然它们对人体到底有什么正向的价值,我们还没有完全弄明白,但是可以确定,我们对待幽门螺杆菌的态度应该有所转变。从谈菌色变、要彻底根除,转变为理性分析、和谐共处。当然,如果胃部不舒服,那就要去做好检查,听从医生的安排。
好,这是我想为你介绍的第二部分,我们的身体不仅比想象的更有用,而且还要更耐用,过度的呵护或者敏感,反而是没有必要的。
第三部分
前两个部分,从微生物的视角,我带你重新认识了我们的身体。不过,如果你认为微生物对身体只有局部的影响,那就把它们的作用想小了,微生物对身体的影响其实是全局性的。接下来第三部分,我就再带你看看,在我们的食欲、配偶的选择、精神类疾病这三个方面,微生物是如何发挥作用的。我们一个个来说。
先来说说食欲,想吃什么食物,你会觉得这是我们自己决定的,不然的话,难道还会受其他因素影响吗?答案是肯定的,你以为是自己想吃,其实是肠道里的微生物在“喊饿”。我们用一个简单的实验,看看微生物是如何影响食欲的。
科学家用果蝇做过一个有趣的实验。果蝇是一种非常喜欢吃糖的昆虫,夏天,在西瓜皮附近,常常能见到有小飞虫,那些就是果蝇。平常,糖水和其他的水摆在面前,果蝇一定会选择糖水。但在实验里,科学家给果蝇连吃了三天缺乏营养素的食物,这时候再让它们选择,一边是糖水,另一边是不好喝但是能补充营养的水,有意思的是,绝大部分果蝇都选择了营养水。
很奇怪吧,为什么果蝇放弃了自己的喜好?难道它自己有意识要补充营养吗?科学家推断,这可能跟果蝇肠道的微生物有关系。于是,他们重新喂果蝇吃缺乏营养素的食物,只不过,这次在食物里头添加了几种果蝇肠道里的微生物。再让果蝇选择糖水和能补充营养的水,结果果蝇们都去喝一直喜爱的糖水了。你看,补充几种微生物,就改变了果蝇对食物的选择。可见,食欲并不单纯由我们自己控制,更与肠道微生物有关系。
那微生物是如何改变我们对食物的选择的呢?原因在于肠道微生物可以生产很多激素。比如,大肠杆菌可以生产多巴胺,链球菌能生产血清素,这些激素都可以通过前面我们提到的菌-肠-脑轴这条通路,给大脑发送信号,影响大脑的判断,因为本质上,大脑的决策过程是一系列生化反应的过程,依赖各种激素信号,但是,大脑并不关心信号来自哪里,你看,这就给了肠道微生物插手干预的机会。不过,需要说明的是,影响食欲的因素有很多,具体的调控过程也很复杂,这里提供的只是来自肠道微生物的视角。
除了影响食欲,你可能想象不到,微生物还会影响配偶的选择。同样是利用果蝇,科学家做了另一项有趣的实验,为我们展示肠道菌群如何影响交配行为。
实验是这样做的,科学家给果蝇吃不同的食物,一组食物里含有糖蜜,另一组含有淀粉。一段时间后,科学家观察到,放到一起饲养的两组果蝇,交配偏好出现了明显的倾向性:吃糖蜜的果蝇更愿意与吃糖蜜的交配,吃淀粉的果蝇更愿意与吃淀粉的交配。接着,科学家用抗生素处理,杀灭了果蝇的肠道微生物,他们发现,这些果蝇的交配偏好消失了。糖蜜组果蝇不再优选吃糖蜜的果蝇交配,同样,吃淀粉组表现也是如此,果蝇的交配变得随机了。
这还没结束,科学家接着把肠道微生物接种回无菌果蝇体内,有意思的是,原先糖蜜组找糖蜜组、淀粉组找淀粉组的交配偏好神奇地回来了。对两组果蝇肠道微生物进行分析,结果发现,两种偏好的果蝇肠道微生物的种类,存在明显的差异。
讲到这里,你可能会说,实验是用果蝇做的,这只能说明果蝇这类生物的交配行为受到微生物的影响,难道我们人类也会有类似的情况吗?的确会有,因为这背后的道理是相通的。
动物选择配偶会受到信息素的控制,这个过程涉及信息素的散发和接收,而这两步与肠道微生物都有很大的关系。先看信息素散发的过程,前面提到,肠道微生物的代谢活动会产生很多化学物质,里面就包括很多气味分子,而这些气味分子是信息素的主要组成成分。而信息素接收的过程,主要依靠嗅觉系统。实验发现,果蝇基于嗅觉来选择食物,这时候如果用抗生素杀灭果蝇的肠道微生物,这种基于嗅觉的食物选择就会发生改变。同时食欲受嗅觉的调控,吃什么又会反过来影响肠道微生物。所以你看,信息素散发和接收的过程,都离不开肠道微生物的影响。
人类的择偶也会受到信息素的影响。虽然从功能上讲,人类感受信息素的器官有所退化,但是在择偶方面还发挥着一定的作用。有研究发现,如果异性散发的气味是自己喜欢的,那我们就更喜欢去亲近他。甚至有两种人类的信息素,雄甾二烯酮和雌甾四烯,还很可能会影响人的性别和性取向。
顺着肠道微生物的思路,作者在书里还开了一个脑洞,未来或许市场上会出现一类“真爱益生菌”的产品,在追求真爱的过程中,你可以跟你爱的人一起服用同款益生菌来改善肠道菌群,再加上改变饮食,一段时间后,你们两人就拥有了类似的肠道微生物,没准就能走到一起。不过,这当然有一定的玩笑成分,作者在书中特别提到,果蝇择偶是单纯地为了繁衍后代,但是人类的择偶绝对不止如此,人类对配偶会有更高的要求,因而,肠道微生物只是影响亲密关系的众多因素之一。
最后,我要跟你分享的是,微生物对人类精神类疾病的影响。阿尔茨海默病你一定知道,俗称老年痴呆症。这种病主要表现为逐渐丧失记忆,认知功能出现障碍,甚至人格还会发生改变。阿尔茨海默病的特点是年龄越大,越容易患病,最新的统计研究发现,这个病逐渐呈现年轻化的趋势,原来65岁开始发病率升高,现在这个年龄逐渐下降到55岁。据估计,截至年,全世界有近万的阿尔茨海默病患者。预计到年,这个数字会达到1.3亿。
遗憾的是,到目前为止,科学家并没有明确地找到阿尔茨海默病的发病原因,更不知道要如何有效地阻止它。不过,作者在书里提到,近些年的研究从微生物的角度入手,发现肠道微生物居然与阿尔茨海默病的发生有明显的联系。比如,通过分析患者与健康人的粪便样品,发现他们的肠道微生物组成有明显的差异,患者的肠道菌群多样性明显偏低,而且这种多样性偏低的现象,更多地出现在老年人身上。还有一个证据是,在患者的大脑中,发现了较多的由肠道微生物产生的毒性物质,因此科学家怀疑,毒性物质有可能透过胃肠道漏进了血液系统,它们再穿过大脑的自我保护屏障,也就是防止疾病入侵的“血脑屏障”,引起大脑病变,进而引发阿尔茨海默病。
除了阿尔茨海默病,还有一种精神类疾病也很常见,就是帕金森症。这种病的症状很容易辨认,患者的手、头或者嘴不由自主地抖,行动缓慢,身体没办法平衡。跟阿尔茨海默病类似,帕金森症主要影响中老年人,近年来也有年轻化的趋势,而且病因同样不明确。帕金森的早期表现里,有两个很容易发现和识别的症状,那就是嗅觉异常和便秘。刚刚我们讲微生物影响择偶时提到,嗅觉系统会受到肠道微生物的影响,至于便秘,更是与肠道微生物异常有关。所以你看,帕金森症的发病似乎与肠道微生物产生了关联。
作者在书里讲了一项最近的研究,丹麦的研究人员调查了一万五千名做过胃部迷走神经切断术的患者,迷走神经是肠脑与大脑传递信息的通道。这项研究发现,20年后,切断了迷走神经的患者,发生帕金森症的比例很低。这提醒我们注意,有没有一种可能,帕金森症的发生最早始于胃肠道?而迷走神经是传递病变信号给大脑的关键通路。有意思的是,帕金森患者早期的症状之一,就是饱受胃肠道疾病的困扰,比如便秘。
针对类似阿尔茨海默病和帕金森症这样的精神类疾病,作者提出了一个原则,叫“一二三”原则。一是指菌-肠-脑轴,这是致病的关键渠道;二是指两个屏障,肠道屏障和血脑屏障,如果同时出现泄漏就可能引发疾病;三是指三个代谢通道,也就是肠脑和大脑之间沟通的三个主要通道:神经系统、血液系统和免疫系统。
“一二三”原则猜想,毒性物质透过肠道进入血液系统和免疫系统,穿过血脑屏障进入大脑。在这个过程中,肠脑与大脑通过神经系统进行信号的传递和交流。目前,这个理论还没有特别充分的证据能完全支持,但是在传统治疗方法对许多精神类疾病束手无策时,或许换个视角从肠道微生物的角度来尝试探索,能为当前的研究打开新的局面。
结语
讲到这里,这本书的精华内容就差不多为你介绍完了。我们从微生物的视角重新认识身体,刷新了对疾病和健康的理解。我们发现,自己的身体其实要比想象的更有用,也更耐用。小小的微生物,竟然能影响我们的食欲和择偶行为,甚至还可能与许多精神类疾病密切相关。
你可能听过这样一句调侃:“遇事不决,量子力学;机制难寻,肠道菌群。”看上去好像是在说,遇到不好理解的生命现象,人们喜欢把肠道微生物拿来解释一通。但其实肠道菌群方面的研究,是科学界真正的前沿热点,不断涌现着颠覆已有常识的新理论。我特别建议你在得到的知识城邦,