第1章
心智操控系统
大脑如何管理身体,又为何常常引起混乱
我们如今用来思考、推理、斟酌的这套构造在几百万年之前并不存在。第一条爬上岸的鱼可不会充满痛苦和怀疑地问自己:“我为什么要做这种事?我在这儿喘不上气,我还没有腿之类的玩意儿呢。我再也不和盖瑞玩真心话大冒险了!”不会的。直到相当晚近的时期,大脑的功能都非常简单明确,那就是采用任何必要手段保证身体的存活。
原始的人类大脑无疑十分成功,所以人类这个物种才绵延至今,还成了地球上占据统治地位的生命形式。可是,尽管我们演化出了复杂的认知功能,原始大脑的初级功能并未丢失,甚至可以说,反而还变得更加重要了。毕竟,如果分分钟因为忘记进食或是摔下悬崖而死掉的话,拥有语言能力和推理能力也实在没多大意义。
脑需要身体的供养,身体需要脑的控制来完成必要的工作。(两者的实际关系当然远比这里描述的更复杂,不过暂且先这么说好了。)因此,脑的一大部分工作是执行基本的生理过程、监控人体状态、协调应对问题、清除体内垃圾等,本质上就是维持生命。操控这些基础功能的是脑干和小脑,有时也被称为“爬行脑”,意思就是它们很原始,所做的事情和我们透过时间的迷雾而回溯到爬行动物时没什么两样。(至于哺乳动物,那是后来才加到“生命登陆”这个故事里的角色。)与之相反,我们作为现代人所津津乐道的高级能力,像意识、注意、感知、推理等,全都定位在新皮层,即“新的”皮层。脑的实际功能排布要远比几个标签显示得更加复杂,不过简化论述也很有用。
或许有人会以为爬行脑和新皮层将团结一致、合作共进,再不济也是相安无事。那可就大错特错了。你要是和一个大事小事都爱指手画脚的人共事过,就会明白这种安排效率简直低下得令人发指。让一个经验没有你足、位子却比你高的人爬到你头上,下达一知半解的指令,提出愚蠢的问题,那只会让事情越发难办。而新皮层整天都对爬行脑这么发号施令。
影响还不是单方面的。新皮层灵活应变,爬行脑固守成规。我们身边都有那种倚老卖老,觉得自己年纪更大或从业更久所以一定做得更好的人。与他们共事简直是一场噩梦,就好比要和坚持用打字机,而且还相信“从来就是这样”的人一起写计算机程序。爬行脑正是如此,它无比顽固地阻挠有用的东西。我们就在这一章中来看看人脑是怎么给人体最基本的功能添乱的。
合上书,我不想看了!
(大脑是怎么引起晕车晕船的?)
现代人每天坐着的时间变得前所未有地长。体力活儿大多被坐办公室取代;汽车等各式交通工具意味着我们可以安坐着去往各地;互联网更是让我们几乎可以坐一辈子,因为远程办公、在线支付和网上购物均已经实现。
坐得太久有坏处。人们花大价钱购买采用人体工学原理设计的办公椅,就是为了尽量避免久坐带给身体的损伤。长时间坐飞机甚至会因为形成下肢深静脉血栓,造成生命危险。听起来或许奇怪,但动得太少的确会让人受伤。
运动十分重要。人类擅长动,也确实动得够多。我们这个物种几乎跑遍了地球的表面,甚至还跑到了月球,这真是绝佳的证据。有报道称,人每天步行3公里可以健脑,但实际上很可能人体的每个部位都能从中获益。我们的骨骼经过演化,变得适应长时间的步行,足、腿、髋以及全身上下都十分适合日常行走。并且还不止是身体结构上的适合,我们就像被程序设定好了似的,走起路来完全不用费脑子想。
脊椎中有神经束控制着人体在没有意识参与的情况下运动。这些神经束被称为“模式发生器”,位于脊髓较低位置,属于中枢神经系统的一部分。它们刺激腿部的肌肉和肌腱,使其按特定的模式运动(模式发生器由此得名),于是人就行走了起来。模式发生器还会接收肌肉、肌腱、皮肤和关节的反馈,比方说检测出人是否在下坡,然后据此稍稍调整运动模式,以便更好地适应当时的情况。也许这就可以解释为什么一个神志不清的人还能四处走动了,比如我们会在本章后面看到的梦游现象。
无论是逃离险境、寻觅食物、追捕猎物,还是与捕食者赛跑,不假思索地轻松运动的能力是我们这个物种存活下来的保障。有了第一批离开海洋、占据陆地的生物才有了后来地球上所有呼吸空气的生物,原地不动便不会有这样的成就。
那么问题来了:既然运动对于生存和健康不可或缺,事实上我们也发展出了复杂的生物系统来确保可以经常又方便地动,那么,为什么有时候还会动得头晕呕吐呢?这种现象就是晕动病,又叫运动病。有时,还往往是冷不丁地,我们在移动途中就把早饭吐完,把午饭呕光,把吃下去没多久的其他什么都返了出来。
尽管难受的是胃或肚子,但这事儿得怪脑子。有什么道理让我们的脑无视漫长的演化得出结论:从A地到B地可以成为呕吐的正当理由?实事求是地说,人脑一点儿也没有违逆演化趋势的意思,问题出在促进运动的各项系统和一系列机制。晕动病只有在人们乘坐人工发明的交通工具时发生——比如你正坐在一辆汽车上。接下来我说说为什么。
人体依靠一套精巧复杂的感觉系统和神经机制来产生本体感觉,也就是感知身体当前处于什么动作姿态,以及各个部位要往哪里动。比如你把手放到背后,尽管看不到它,但仍感觉得到它的存在,知道它在哪里,还清楚它有没有比出什么下流手势。这就是本体感觉(proprioception)。
人的内耳中还有前庭系统,是一组内含液体的管道(这里指的是骨管),用来探测身体的平衡和姿势。前庭系统内有足够的空间供液体在重力影响下流动,贯穿其中的神经元能够感知液体的位置和变化,让大脑知道当下人的姿势和所处位置。假如液体在管道顶部,说明我们正上下颠倒,恐怕不是特别舒服,最好尽快纠正。
人的运动(走、跑,甚至爬或跳)会产生一套独特的信号。比如双足行走时稳定的上下起伏,风吹过身体时的一般流速和外界压力,还有运动造成体内液体的流动等,都会被本体感觉和前庭系统检测到。
映入眼帘的景象是运动时体外环境的一部分。同样的景象可以由人的移动产生,也可以在人不动时由外界移动产生。在最基础的层面上,两种解释都合理。那大脑怎么判断哪种才是实际情况呢?它接收视觉信息,再结合内耳中的液体发出的信息,最后得出“身体在动,情况正常”的结论,然后回神继续专注于你当时在做的事情,无论性交还是复仇或者抓口袋妖怪什么的。是眼睛和内部系统合作解答了究竟发生了什么。
在交通工具上的移动产生了另一套完全不同的感觉信号。坐汽车时并没有可以让大脑联系到步行的那种有节奏的晃动感(除非车子的悬挂系统旧了或是坏了),坐飞机、火车或者船时情况通常也与此类似。你坐在交通工具中“被移动”时,并不是真正在动;你只不过坐在那儿打发时间,比如拼命让自己别再呕吐,本体感觉也没有产生恰当的信号来让大脑明白是怎么回事。没有信号意味着你对爬行脑什么也没做,而这一点又在眼睛告诉大脑你并没移动时得到了印证。可是,你又的的确确在移动着,前面我们提到的耳内的液体对于高速移动和加速度产生的外力有所感应,它们发送信号给大脑,报告说你正在移动,而且还动得很快。
现在,大脑从一套精密校准的运动检测系统中得到了不一致的信号,接下来该怎么办?通常认为,这就是引起晕动病的原因。脑的意识不难处理这种矛盾的信息,然而身体管理系统中更深层、更基础、潜意识的部分却不太明白要如何处理此类内部矛盾,不知道有哪些原因会造成功能失调。实际上在爬行脑看来,可能的解释只有一种:中毒。自然界中,只有毒素才会如此强烈地影响体内运作机制并造成混乱。
毒素是坏东西,而当人脑认为体内有毒时,唯一合理的反应就是:激活呕吐反射,迅速吐出毒物。脑中较高级的部分或许知道不是那么回事,但要去改变基础部分已采取的行动太费力了。毕竟爬行脑总是“因循旧习”的,几乎就像是命中注定一般。
人们目前还没有完全弄明白晕动病现象。比如:为什么不是每次坐车都晕?为什么有些人从来不晕?晕动病的发生很可能受到多种外界因素或个人因素的影响,包括所坐车辆的具体特性,神经对某些运动形式相对比较敏感等,而上述概括的是目前接受程度最高的理论。还有一种解释叫“眼球震颤假说”,认为是运动引起眼外肌(支撑和活动眼球的肌肉)被无意拉伸,以不正常的方式刺激了迷走神经(控制头面部的主要神经之一),导致晕动病。不管哪种机制,之所以犯晕动病都是因为大脑太容易犯糊涂,并且在需要解决潜在问题时可选的方案太少,好比一名被提拔到位子高于其实际水平的经理,在被要求干活时就胡说八道或大哭大叫。
晕船可能是晕动病中最严重的。陆地环境中有很多可以表明人在移动的可视目标(例如不断后退的树木);而在船上,看到的往往只有水,或者遥远得根本起不到任何作用的物体,因此视觉系统就更容易认为人并没移动。再加上航行时还有难以预料的上下颠簸,耳内的液体向大脑发送了更多信号,让大脑愈加困惑。斯派克·米利根①在其战争回忆录《阿道夫·希特勒:我对他的垮台起了什么作用》(Adolf Hitler: My Part in His Downfall)中写到,第二次世界大战期间他坐船被送去非洲,是所在班(squad)中唯一没有败给晕船的人。有人问他克服晕船最好的办法是什么,他的回答言简意赅:“坐到树下。”虽然目前没有研究支持,我还是相当有把握地认为,该方法对预防晕机应该也有奇效。
再来一口甜点?
(脑对食物和进食复杂又混乱的控制)
食物是身体的燃料。身体需要能量时,我们吃东西;不需要能量时,就不吃。说起来简单,可问题就在于:咱们这些聪明人能这么想,也确实是这么想的,但结果却导致了各式各样的问题和神经症。
脑对进食和食欲的控制程度之高或许会让很多人大吃一惊。有些人或许以为进食和食欲全由体内加工和储存食物的部位,也就是胃和肠道来控制,最多加上肝脏或脂肪储备的输入。没错,这些部分各自承担着它们的职责,只是并非像有些人以为的那样起主导作用。
拿胃来说,大多数人吃饱了会说感觉胃“装满”了。吃进身体的食物到达的第一个主要场所就是胃。随着食物的进入,胃会扩张,胃部神经发送信号给大脑,让大脑抑制食欲,停止进食,这完全讲得通,而代餐的减肥奶昔利用的也是同样的原理。减肥奶昔中含有一些浓稠的物质,可以快速填满胃,使之扩张并发送“已经吃饱”的信号给大脑,以免你再往里面塞蛋糕和馅饼。
然而,这只是一种短效的解决办法。之所以有很多人反馈说喝了减肥奶昔后不到20分钟就又饿了,主要是因为胃的扩张信号仅仅占饮食和食欲控制的一小部分,在向上通到更复杂的大脑因素的长梯中,这只是最底下的第一根横杠。更何况,长梯有时还是曲折的,甚至是转着圈上升的。
影响食欲的并非只有胃神经,起作用的还有激素。脂肪细胞分泌的瘦素(leptin)是一种降低食欲的激素;胃释放的食欲刺激素(ghrelin)则起提升食欲的作用。假如脂肪储存比较多,抑制食欲的瘦素就分泌得比较多;假如胃一直空着,就会分泌刺激素来提升食欲。很简单,对不对?可惜并非如此。人体或许可以按照自己对食物的需求提高激素水平,大脑却总能很快习惯,水平维持过久的话,大脑还会有效地忽视它们。大脑最拿手的一种本事就是忽略那些变得完全可预期的信号,无论信号本身可能有多么重要(这也是为什么士兵在交战地带仍然能睡一会儿)。
你有没有发现自己总是还能“再来一口甜点”?你或许刚刚吞下一头牛身上最棒的部分,或是已经酒足饭饱,可是再来一块巧克力布朗尼或是一个三球冰激凌的话,照样能行。为什么?如何做到的?既然胃已经填饱,怎么可能再装下更多东西呢?原因主要是大脑做出了执行决策,它认为“不,胃还装得下”。甜点的甜是大脑认得出且想获得的明确奖赏(详见第8章),于是它否决了胃给出的“装不下”的信息。与晕动病的情况相反,这次是新皮层否决了爬行脑。
目前尚不明确为什么会这样。或许是人类需要相当复杂的饮食来维持最佳状态,因此比起被动地依赖基础代谢系统能获得什么就摄取什么,大脑不如直接插手对饮食的调控。倘若大脑的插手到此为止倒也罢了,然而并不。事情还没完。
对于进食这件事,后天习得的关联所起的作用大到不可思议。打个比方,有的人可能原本超级爱吃蛋糕,吃了好几年都没什么问题,可是突然有一天,吃完蛋糕却生病了——可能是因为蛋糕用了变质的奶油,也可能是因为里面有某种导致过敏的原料,还有可能(最烦人的一种情况)仅仅是某种在刚吃完蛋糕后出现的问题导致人生病。于是,从那时起,大脑就把蛋糕和生病联系了起来,和蛋糕划清界限,甚至到了多看一眼都想吐的地步。与厌恶建立起联系可以让人避免吃下有毒或致病的东西,这种联系很强,而且很难打破。哪怕你已经多次进食某种食物并且完全没有任何问题,但若大脑就是说“不!”,那你也拿它没辙。
不过也并不是非要到致病那么严重的地步,所有以食物为基础的决策几乎都受到大脑的干涉。大家或许听过“好不好吃先由眼睛决定”之类的说法。人的大脑主要——高达65%——靠视觉而非味觉获得信息。尽管视觉和大脑之间这种联系的特性和功能变化极大,但视觉无疑是人脑的核心感觉。相反,我们在第5章会看到,味觉的作用实在是弱到令人尴尬。蒙住眼睛且堵住鼻子的话,普通人往往连马铃薯和苹果都分不出来。显然,感知信息时,眼睛起的作用要比舌头大多了。因此,食物的样子强烈地影响着我们的感受,现在你知道为什么昂贵的餐厅要费那么大力气摆盘了吧。
每个人日常的生活规律也极大影响着人的进食习惯。想一想“午餐时间”这个词你就明白了。午饭的饭点是什么时候?大多数人可能会说12点到14点。为什么?如果说吃东西是为了获取能量,那么为什么从车间工人、伐木工人之类的高强度体力劳动者到作家、程序员之类的案头工作者,大家都在同一个时间段吃午饭?原因在于,人们很久以前就一致认定了午餐时间并且很少对此持疑。一旦掉进这个模式,大脑马上就期望它保持下去,于是人就会因为时间到了而觉得饿,而不是出于饥饿才觉得该吃饭。大脑显然把逻辑看作宝贵资源,一定要省着用才行。
人们的饮食起居制度中,习惯占了很大比例。一旦大脑开始预判,身体很快就会随之调整适应。体重超重的人只需要少吃并且饮食有节就可以减肥,这说法固然不错,实际上却没那么容易。造成进食过量的原因追根溯源有很多可能,比如为了舒缓情绪。当人悲伤或抑郁时,大脑就会向身体发送“累了”“倦了”的信号。而人在累了、倦了的时候,最需要的是什么?能量!那能量从哪儿来呢?当然是食物!高热量的食物同时还能激发人脑中的奖赏与愉悦回路。于是你明白为什么“休闲食品”不太会是减肥沙拉了吧。
人的大脑和身体一旦适应了高热量摄入,再要减少就很难了。你一定看到过短跑运动员或马拉松选手跑完以后呼哧呼哧地大口喘气吧?是不是就像在“狼吞虎咽”着氧气?谁也不会说他们不懂得节制,更不会说他们懒或贪婪。进食也会产生类似的效果(尽管没那么健康),一旦身体变得期望摄入更多食物后,就会变得更难停住。正因为存在太多可能,我们没法确定究竟是什么原因让一个人当初吃得超过了实际所需,并且变得习惯于此。倒不妨说,一个物种经过长期演化,变得无论何时只要有吃的一定会吃后,在面对取之不尽的食物时,进食过量只会是无可避免的事。
假如还需要更多证据来体现大脑对进食的控制,请考虑一下进食障碍的存在,比如厌食症或贪食症。大脑成功地让身体相信体形比食物更加重要:“你不需要食物!”就好比让汽车相信它不需要汽油一样。这样做既不合理也不安全,但令人担忧的是,它却一再发生。运动和进食,两项基本需求因为进程受到大脑的干扰而变得毫无必要地复杂。不过,吃是生命中最愉悦的事情之一,如果像往熔炉里铲煤块那样看待进食的话,人生恐怕会无趣得多。或许大脑其实很清楚自己在干什么呢!
去睡,也许会做梦……或是痉挛、窒息甚至梦游②
(大脑和睡眠的复杂性质)
睡觉嘛,表面看来无非就是什么都不做、躺下、失去意识。能有多复杂?
非常复杂。睡眠的运行方式、怎么开始以及这个过程中发生了些什么,都是人们并不太会去仔细琢磨的问题。也对,酣睡时确实很难去想这些,毕竟睡觉是一件完全“没有意识”的事情。说来惭愧,实际上这也难住了很多科学家。要是有更多人去琢磨它,或许我们能快点搞明白呢。
首先要说明:我们目前还不知道睡眠究竟有什么目的!人们在几乎所有其他动物,甚至是最简单的线虫身上都观察到了睡眠(如果采用比较宽泛的定义的话)。有些动物,比如水母和海绵,没有表现出需要睡眠的迹象,可是考虑到它们没有大脑,我们也基本不信它们能开展些什么活动。除此之外,在各种完全不同的物种中都有睡眠,或者说至少存在有规律的、周期性的不活跃状态。显然,睡眠非常重要,它有着深远的演化起源。水生哺乳动物如果完全睡着会停止游动、沉入水底并淹死,因而它们发展出了大脑两半轮流运作的睡眠方式,可见睡眠多么重要,甚至超过了“不淹死”的求生本能。可我们依然不知道背后的原因所在。
现有的理论很多,比如治愈说。大鼠被剥夺睡眠后,伤口愈合得比正常情况慢得多,而且通常寿命不及睡眠充足的大鼠。另一种理论认为,较弱神经连接的信号强度会在睡眠中被削弱,从而使该连接更易于移除。还有一种理论提出,睡眠有助于舒缓消极情绪。
其中比较怪诞的一种理论认为,睡眠是一种让我们避免被捕食者发现的好方法。很多捕食者在夜间活动,而人类要活命并不需要一天24小时的活动,于是睡眠让人们有很长一段时间基本处于静止状态,也就不发出动静,让夜行的捕食者找不到可借以觅得踪迹的信号或线索。
有些人可能会嘲笑现代科学家竟对睡眠毫无头绪。睡眠是为了休息啊,让我们的身体和大脑在辛苦一天之后有时间恢复体力和精力。这么说没错,如果我们做了什么特别令自己精疲力竭的事,长时间静息确实有助于机体各部分的恢复以及必要的补充或重建。
但如果睡眠仅仅是休息,那为什么无论我们搬了一天砖还是裹着睡衣看了一天动画片,睡觉的时长总是差不多?毫无疑问的是,这两种活动需要的恢复时间并不相等。并且,身体的代谢活动在睡眠时仅仅降低了5%~10%,这样的“放松”几乎微不足道——好比把汽车开到发动机冒烟,然后把车速从80千米每小时降到70千米每小时,根本起不了太大作用。
精疲力竭也不是入睡的保证,所以一般不会在跑马拉松时跑着跑着就睡着。实际上,入睡时间和时长取决于人体的昼夜节律,由一套专门的体内机制设定。管理睡眠规律的是脑中的腺体——松果体,它分泌褪黑激素使人放松和困倦,并受光照调节。人眼的视网膜检测到光并把信号传给松果体,松果体接收到的信号越多,释放的褪黑激素就越少(但还是会产生少量激素)。人体内的褪黑激素水平在整个白天逐渐升高,并且随着太阳落山增加得更快,换言之,人体的昼夜节律与日照长短有关。于是,我们通常在清晨醒来,到了夜晚感到困倦。
时差背后的原理也在于此。跨越时区的旅程意味着经历与平常完全不同的日光时间表,可能身体正感受着中午11点的日照强度,大脑却认为此时已经是晚上8点。人体的睡眠周期有精细的校准,“不同寻常”的褪黑激素水平则会扰乱睡眠周期。而“补觉”实际上没我们想象中那么容易。人的大脑和身体与昼夜节律紧密相连,因此要在预期外的时间强迫自己入睡非常困难(尽管也不是毫无可能)。用几天时间适应新的日照规律可以有效地重置昼夜节律。
有人或许会问,既然睡眠周期对光照那么敏感,那不会受到人工照明的影响吗?事实上是会的。人的睡眠规律自从人工照明普及以来,在最近的一两百年里已经出现了明显的变化,并且因文化而异。在那些较少接触人工照明或日照模式不同的文化(比如在高纬度地区)中,人们有适应于当地环境的睡眠规律。
人体的核心体温同样遵循简单的节律变化,在36~37摄氏度之间波动(对于哺乳动物来说这个范围已经相当大了)。下午的体温最高,夜幕降临时开始降低。通常到了上床睡觉那会儿,体温正处于最高点和最低点之间,在睡眠状态中降到最低点。这或许可以说明为什么睡觉时常常要盖毯子:因为入睡后比清醒时体温低。
还有一种现象更可以说明睡眠不仅仅是为了休息和保存能量:人们在冬眠的动物身上观察到了睡眠。也就是说,已经无意识的动物仍要睡觉。冬眠本身与睡眠不同:冬眠时,动物的代谢和体温会降得很低,持续的时间也比睡眠长,实际上更接近于昏迷。但是,动物在冬眠时仍会有规律地进入睡眠状态,也就是说它们会耗费更多能量去入睡!可见,睡眠只是为了休息的说法太片面了。
站在脑的角度来看更是如此,脑在睡眠过程中展现出复杂的行为。按照目前的理论,睡眠可以简要地分为四个时期:快速眼动睡眠期(REM)和三个非快速眼动睡眠期(非REM,即1期、2期、3期——神经科学家难得替外行人把事情搞得简单)。三个非REM睡眠期是根据不同的脑功能状态来区分的。
不同脑区的活动模式会同步,形成所谓的“脑波”。如果人群中其他人的大脑也都开始同步活动,那么可以叫“墨西哥脑浪”了吧③?脑波有几种类型,每个非REM期都有其特定的脑波类型。
在非REM睡眠1期,主要出现阿尔法波;2期出现奇特的梭形波;3期则以德尔塔波为主。随着睡眠进程的推进,脑部活动渐渐减弱,进程越深入,人就越难醒来。到了非REM睡眠3期,即“深度”睡眠期,人对外部刺激几乎就很少有反应了。这时如果旁边有人大喊“快醒醒!房子着火了!”,比起处于1期时,人的反应要慢得多。不过,此时的大脑也不会彻底停工,部分原因在于它在维持睡眠状态上还要发挥一定作用,不过更主要的原因还是假如彻底熄火,人就死了。
接下来就进入了REM睡眠,此时大脑的活跃程度不亚于清醒和警觉时。REM睡眠有一个有趣(有时还有点儿可怕)的特征,就是“REM肌肉麻痹”。这是通过运动神经元控制运动的脑功能基本关闭,让躯体无法动弹的现象。发生这种现象的具体机制还不清楚,可能是特定的神经元抑制了运动皮层的活动,或者是运动控制区域的敏感性降低,从而难以触发运动。不管怎样,总之出现了肌肉麻痹。
麻痹有麻痹的好处。因为REM睡眠是做梦的时期,假如运动系统还在全面开工,人就会把梦里的动作实实在在地还原出来。如果你能想起自己在梦里做了些什么,恐怕就明白为什么要避免让这种情形出现了。人睡着的时候意识不到周围的情况,如果此时还手舞足蹈的话,很有可能给自身以及身旁无辜的人造成危险。当然,脑不是百分百可靠,也就会造成REM睡眠行为障碍。这时,REM肌肉麻痹失效,患者把梦中的行为付诸真实的行动。正如刚才所说,这很危险,会导致我们马上就要谈到的梦游。
还有一些小毛病可能是我们日常更熟悉的,比如说入睡抽动,就是快要睡着时突然毫无防备地抽搐一下。那种感觉就像突然要跌落,然后在床上猛地一抖。该现象在儿童中多发,随着年龄增长而逐渐减少。入睡抽动的发生与焦虑、压力、睡眠障碍等有关,但总的来说似乎还是随机为主。有些理论认为,大脑误把入睡当作濒死,因而急切地想要把人唤醒。但入睡需要大脑参与,所以不太说得通。另一种理论说这属于残存的演化痕迹,来自还在树上睡觉的祖先:突然倾斜或翻覆的感觉意味着马上要从树上摔落,因此大脑一阵恐慌,把我们唤醒。还有可能是完全不同的原因,鉴于入睡抽动多发于儿童,也许是仍处于发育时期的大脑在布线神经连接,矫正脑的功能和流程。从多方面来说,我们永远无法从大脑这么复杂的系统里清除所有的小故障小毛病,因此成年后还是会发生入睡抽动。不过好在它基本上是无害的,只不过感觉有点儿怪罢了。
另一桩基本上无害但感觉不太好的事情就是睡眠瘫痪。出于某些原因,有时候意识分明已经恢复,大脑却忘记把运动系统重新打开。究竟为什么会发生这种现象,以及是如何发生的,目前人们还不确定,但主流观点认为,这与本来有序的睡眠阶段被干扰有关。睡眠周期的各阶段受到多种类型的神经活动调节,而相应的神经活动则受到多组神经元的调控。不同的神经活动有时未能平稳切换,重新激活运动系统的神经信号过弱,或是关闭运动系统的神经信号过强、持续过久,结果就发生了意识虽然恢复、对运动的控制却没有恢复的情况。概括说来就是,REM睡眠期间,运动系统的关闭状态还在继续,人却渐渐清醒,此时便发现自己动弹不得。通常这种情况不会持续太长时间,一旦大脑活动的其余部分恢复到正常的意识水平,压制住睡眠系统的信号,人就会恢复对动作的控制,只不过在此期间难免感到害怕。
惊恐并非无端产生。睡眠麻痹时的无助与脆弱触发了强烈的恐惧反应,具体机制我们下一节再讨论。这里要说的是,当恐惧感非常强烈时,人会产生幻觉,感受到房间里还有其他人,即所谓的鬼压床。像被外星人绑架的传闻、鬼交的传说等,很可能都根源于此。大多数经历过睡眠麻痹的人只是短暂且极为偶尔地遇到这种情况,但也有一些人会长期反复地陷入睡眠麻痹,通常与抑郁症之类的精神障碍相关,说明脑功能存在某些潜在的问题。
还有一种更复杂的现象,很可能也与睡眠麻痹有关,那就是梦游。这也要追溯到睡眠时大脑运动控制系统的关闭,只不过现在情况正相反,是关闭的力度不够或时机不对。由于梦游在儿童中较为多发,科学家推测是运动抑制系统尚未发育完全所致。有一些研究表明,一个可能的原因(至少起了一定作用)是中枢神经系统发育不完全。梦游会遗传,在某些家族比较多发,说明这种中枢神经系统的未成熟或许涉及某些基因的问题。不过,梦游同样会发生在受到压力、酒精、药物等一些因素影响的成年人身上,而那些因素也都有可能影响到运动抑制系统。有些科学家主张,梦游是癫痫的一种表现或变种,后者显然是大脑活动混乱失控的结果,因此,把梦游看作一种癫痫似乎也说得通。无论怎样,大脑把睡眠和运动控制功能弄乱而产生的现象都令人惊恐。
假如从刚一入睡开始,大脑就不那么活跃,也就不会有那么多麻烦了。但为什么大脑在睡眠时还要保持活跃呢?它到底在忙些什么?
高度活跃的REM睡眠期可能有多方面的作用,其中之一即与记忆有关。长期以来,有一种假说认为,大脑在REM睡眠期强化、组织和维持记忆。旧记忆和新记忆之间建立起联系;新记忆被激活,从而得到巩固,变得更易提取;很久以前形成的旧记忆受到刺激,从而确保与之相关的联系没有完全丢失,等等。该过程之所以发生在睡眠时,原因很可能在于此时没有外部信息输入大脑,可以避免引起混乱或把事情弄复杂。就像你不会见到有马路一边刷新路面,一边让车子照常在上面开来开去,道理是一样的。
但是,激活和维持记忆会有效地使记忆“苏醒”。久远的经历与最近的情景全混在了一起,产生了一连串片段;它们没有特定的顺序,也没有合理的组织,于是梦境常常显得怪诞和不现实。也有假说提出,大脑中负责注意和逻辑的额叶区总是试着为梦境中不自然的前后事件强加解释,因此我们在做梦时还是会觉得梦里所发生的是真实的,明明不可能的事情在梦中并没有像平常那样给人留下极不合理的印象。
尽管梦是离奇且不可预知的,有些梦却会反复出现,这类梦境往往与一些难题或忧虑有关。说实在的,假如生活中有某件事一直压在心头(比如答应写的一本书的截稿日期),你自然会不断想到它。结果,势必有许多与此相关的新记忆形成。新记忆需要组织,于是就在梦中多次、频繁地出现,最后你就会经常梦见一把火烧了出版社。
关于REM睡眠还有一种理论,认为它对幼儿格外重要,因为它不仅有助于记忆,支持、强化大脑中的全部神经连接,而且还起到辅助神经发育的作用。这一点或许可以解释:为什么婴幼儿远比成年人睡得多(通常一天超过12小时),并且REM睡眠期的比例更大(在睡眠总时间里约占80%,相反成年人的REM睡眠只占20%左右)。成年人则保留了较少的REM睡眠,以使大脑保持高效。
另外还有一种理论认为,睡眠对于清除大脑产生的垃圾至关重要。大脑中持续不停地进行着复杂的细胞过程,各种各样的副产物随之产生,这些垃圾必须清理。研究表明,垃圾清除的速率在睡眠期间比较高。换句话说,睡眠之于大脑,相当于饭店在午市结束后、晚市开始前的关门大扫除;门虽然关了,店里却依然忙碌,只不过在忙别的事儿。
不管真正的原因到底是什么,总之大脑要功能正常就离不开睡眠。被剥夺睡眠,尤其是REM睡眠的人,很快会在认知、注意、解决问题的技能等方面表现出严重衰退,应激水平升高,情绪低落、易怒,完成任务的表现全面退步。切尔诺贝利核事故和美国三里岛核事故都与工程师超负荷工作、过度劳累有关,“挑战者”号航天飞机失事同样如此。所以,当连续两天没有睡觉、正在上第三个连轴转12小时班的医生做出会产生长期影响的诊断时,我们最好还是先别照他的话做。长时间不睡觉的话,大脑会启动“微睡眠”,让你不时地打几分钟甚至几秒钟瞌睡。可是,人类早已演化得期待并需要长时间的无意识状态,时不时地打盹儿并不能真正满足我们。即便我们设法成功避免了缺觉引起的所有认知问题,也难逃与此有关的免疫系统受损、肥胖、应激和心脏问题的伤害。
所以说,假如你看本书时碰巧开始打瞌睡,不是书无聊,而是有疗效!
旧睡袍还是斧头杀人魔
(大脑与“战或逃”反应)
作为会喘气的大活人,我们的生存有赖于生物需求——睡、吃、动——获得满足。但是,关乎生死的还不仅仅是这些。广阔的天地中危机四伏,伺机置我们于死地。好在上百万年的演化为我们配备了一套精巧可靠的防卫系统以应对各种潜在威胁,非凡的大脑更赋予其极高的速度和能效。我们甚至还有一种专门识别和注意威胁的情绪:恐惧。但有一个缺点是,大脑把“不怕一万就怕万一”作为内设方案,让我们遇到并不一定有危险的情境时也照例感到恐惧。
恐怕绝大多数人对此都深有体会:睁着眼躺在黑暗的卧室里,墙上的阴影越看越不像屋外枯树的树枝,反而越来越像某种丑恶怪物嶙峋的胳膊。接着,我们就看到门边有个穿着斗篷的人影。
一定是朋友说过的斧头杀人魔!很显然,你陷入惊恐之中。然而,那个斧头杀人魔却一动也不动。当然不会动,因为那根本不是什么斧头杀人魔,而是一件睡袍,就是你先前挂在卧室门背后的那件睡袍。
没道理害怕一件睡袍呀!那到底为什么我们会对显然绝对无害的东西产生如此强烈的恐惧?其实,大脑并不相信这是无害的。哪怕我们住在尖角全部磨平的无菌罩里,对大脑而言,死亡也随时可能从最近的灌木中一跃而出。在大脑看来,日常生活无异于走钢丝,底下遍地是碎玻璃,还有满坑满谷的疯狂蜜獾④,稍有差池就会摔得惨不忍睹、痛不欲生。
大脑有这样的倾向不难理解。人类在危机四伏的野外环境中演化,只有那些稍有风吹草动就紧张多疑(也许真有猛兽)的人类才有机会活下来传播基因。结果,只要可能有威胁和危险,一整套反应机制(主要是无意识的)就会让现代人本能地做出反应,以便更好地应对所谓的威胁。这种至今仍活蹦乱跳的本能(人类至今也仍活蹦乱跳,真多亏了它)就是“战或逃”反应,从其简练精确的名字就可以猜出它的功能:面对威胁时,使人能够战斗或者逃跑。
你猜得没错,战或逃反应发起于脑。来自感官的信号到达脑,进入大脑的中心枢纽丘脑。如果把脑比作一座城市,那么丘脑就相当于总站,各式人等先到达此处,再被送往该去的地方。丘脑连接了大脑皮层处理意识的较高级脑区以及中脑和脑干等更为初级的“爬行脑”部分,因此非常重要。
到达丘脑的感觉信息有时令人不安。这可能是陌生的信息,也可能是虽然熟悉但令人担忧的内容所致。比方说,你在丛林里迷了路,听到一声咆哮,这就属于陌生的信息;假如你独自在家,听到上楼的脚步声,这就属于熟悉但不妙的内容。不管哪种情况,向大脑报告的感觉信息都被标记为“不是好事”。随后在进行信息处理的大脑皮层中,进一步做分析的脑区会去检视这些信息,并提出“需要担心吗?”的质疑,同时在记忆中检索以前是否发生过类似的事情。如果信息不足以确定我们此时此刻的经历是安全的,大脑就会启动战或逃反应。
除了大脑皮层,感觉信息还会传到另一个专门处理强烈情绪——尤其是恐惧——的脑区:杏仁核。杏仁核的做法十分直白,感觉到有什么东西不太对就直接亮起红灯,反应速度远远快过大脑皮层进行复杂分析所达到的速度。这就是为什么令人惊恐的感觉,比如气球突然爆炸,会瞬间引起人的恐惧反应,之后你才会意识到只是虚惊一场。
随后得到信号的是下丘脑。下丘脑位于丘脑的正下方(名字由此而来),主要负责在体内“让事情运转起来”。还是拿之前的比喻来说,如果丘脑是车站,那么下丘脑就是车站外的出租车停靠站,把重要的东西送到城市各处需要发挥作用的地方。下丘脑的一大职能是启动战或逃反应,它通过交感神经系统把身体有效地送到“战场站”。
看到这里你可能会问:“交感神经系统是什么?”问得好。
遍布全身的神经和神经元构成的网络叫神经系统。有了神经系统,脑可以控制身体,身体也可以与脑交流并对脑施加影响。由脑和脊髓组成的部分称为中枢神经系统,是做出重大决策的地方,正因为重要,它们被一层坚固的骨头保护着(也就是头骨和脊柱)。不过,这些结构还向外伸展出很多主要神经,它们分叉并延伸,最后到达支配(innervate)的部位(此处的“支配”是一个专门的术语,用来说明神经对器官和组织施加作用)。这些位于脑和脊髓以外、伸到远处的神经和分叉被称为外周神经系统。
外周神经系统分为两部分。一部分是躯体神经系统,又名随意神经系统,它连接脑和骨骼肌,使机体能够在意识控制下运动;另一部分是自主神经系统,掌管所有不受意识控制、保持机能的过程,主要与内脏器官相连。
接下来,我们可以说得再复杂一点儿。自主神经系统也分为两部分:交感神经系统和副交感神经系统。副交感神经系统负责维持身体较为平静的过程,比如饭后的消化,或是管理体内垃圾的排出。如果把人体各部分比作一部情景剧中的演员,那么副交感神经系统就是里面比较悠闲的角色,几乎总是坐在沙发里对其他人说着“放松一下”。
相反,交感神经系统则紧张到不行。它就像那个焦虑多疑的角色,总是把自己裹在锡纸里,逮着谁都要激动地控诉受到了美国中央情报局的什么迫害。交感神经系统常被称作“战或逃反应系统”,因为身体为了应对威胁所用的各种反应都由它引起。交感神经系统使瞳孔放大,确保有更多的光线进入眼睛,好让我们看清楚危险;它增加心率,同时调动外周和不太重要的器官、系统向肌肉输送血液(包括消化和唾液分泌,所以人在惊恐时会口干),来确保身体有尽可能充足的能量用于逃跑或战斗(于是就感到全身紧绷)。
交感神经系统和副交感神经系统总是处于活跃状态,通常相互平衡,保证机体各系统正常执行功能。但是,到了紧要关头,交感神经系统会掌管大权,把身体动员到战斗或(比喻意义上的)起飞状态。战或逃反应还会促动肾上腺髓质(位于肾的上方),让体内充满肾上腺素,产生一系列应对威胁时的反应,都是我们熟悉的:紧张、胃抽筋、呼吸急促喘不上气,甚至排便——因为身体并不想在逃命的时候携带额外的“体重”。
此时,人的意识也更加警觉,让我们对潜在危险格外敏感,同时也让我们无法继续关注可怕事件发生前正在处理的鸡毛蒜皮。这是大脑对危险的警觉与肾上腺素突然飙升的双重结果,使得某些活动得以增强,同时让另一些活动受限。
大脑的情绪处理同样上紧了发条,主要是因为涉及杏仁核。面对威胁时,我们需要受激发,以便或正面较量或尽快逃开,所以我们立刻变得强烈害怕或是愤怒,这使我们的精神更加集中,并保证不在冗长的“推理”上浪费时间。
面对潜在危险时,大脑和身体同时迅速转换到高度警觉的状态,快速做好应对的实际准备。但问题就出在这个“潜在”上。战或逃反应在我们弄清楚是否确实有必要这么做之前就已生效。
同样,从道理上也讲得通:猜测老虎来了并迅速逃开的原始人,比那些说着“再等等,看看到底是什么”的同伴更有可能存活并留下后代。前者安然无恙地返回部落,后者却成了老虎的点心。
这种生存策略在野外非常管用,但对于现代人来说就相当烦人了。战或逃反应包括很多耗费体力的生理过程,而且反应产生的后果也需要花上一定的时间才能平息下来。光是飙升的肾上腺素就会在血液里留存一段时间,所以每有气球突然炸开都要全身进入战斗模式的话,就实在是太麻烦。我们经历一遍战或逃反应所需的全套紧张,到头来很快意识到并无必要。可是,肌肉还紧绷着,心脏还咚咚直跳,如果不靠发足狂奔或与入侵者扭打作一团来舒缓一下的话,还会因为过于紧张而引起抽筋、肌肉发僵、颤抖等其他不愉快的结果。
除此之外,还有已经增强的情绪感受。有些人被激起惊恐或愤怒后难以短时间内平缓情绪,结果往往冲着无辜的目标发泄了出去。你可以试试对一个紧张得一触即发的人说“放轻松”,看看会发生什么。
战或逃反应对生理的消耗还只是一方面。已调整到搜寻危险、定位威胁模式的大脑让问题变得更为棘手。首先,大脑会考虑当前的情况,对危险变得更为警觉。假如我们待在关了灯的卧室,大脑明白此刻看不太清,就会把注意力放在可疑的动静上,而我们知道夜晚很安静,所以一旦真有什么声音出现就会格外吸引注意,很有可能触发警报系统。另外,复杂的人脑赋予我们参与、阐发和想象的能力,也就是说我们会被没发生或不存在的事物给吓到,比如斧头杀人魔睡袍。
第3章会专门讲日常生活中大脑运用恐惧和处理恐惧的各种奇怪方式。当意识没有监督(还常常破坏)生存所需的基础进程时,大脑就格外擅长想象我们可能受到的各种伤害。伤害有时未必是身体上的,还可以是尴尬或悲伤之类的抽象形式,尽管对身体无害,但我们仍想尽量避免,而这就足以触发战或逃反应了。
①斯派克·米利根(Spike Milligan,1918——2002),英国喜剧大师,下文提到的著作被改编成了同名电影,中文译名为《春满柳营》。——译者注
②此处引用的是《哈姆雷特》中的台词“去睡,也许会做梦”。——译者注
③足球赛等运动场观众席上人群依次举手起立再坐下形成波浪的场面被称为墨西哥人浪。——译者注
④蜜獾(Mellivora capensis),鼬科蜜獾属,据传是世界上最无畏、最大胆的动物。——译者注