引言 永遠(yuǎn)“可優(yōu)化”的大腦

在這本書中，我會(huì)探討你需要了解的關(guān)于“人為什么變老”這個(gè)主題的一切。我將運(yùn)用腦科學(xué)來展示如何讓余生過得充實(shí)、有意義，至少對(duì)大腦來說是這樣。我們從一群70多歲的老人開始探討，他們是哈佛大學(xué)著名研究者埃倫·蘭格（Ellen Langer）(1)的被試。

在一個(gè)晴朗的早晨，這些70多歲的老人，活潑地甚至像孩子似的跳躍著出了修道院。他們?cè)谶@棟舊建筑里剛剛度過了在蘭格觀察下的5天。現(xiàn)在這些老人要回家了，他們笑容滿面、生氣勃勃。此時(shí)是1981年的秋天，也就是里根執(zhí)政的第一年。這些老人陽光、縱情。作為蘭格研究項(xiàng)目的一部分，他們剛剛穿過時(shí)光隧道，回到了22年前。對(duì)他們的大腦來說，剛過去的一周不屬于1981年，而屬于1959年。修道院里回蕩著像《麥克刀》（Mack the Knife）和《新奧爾良之役》（Battle of New Orleans）這樣的老歌。黑白電視里在播放波士頓凱爾特人隊(duì)在決賽中擊敗了明尼阿波利斯湖人隊(duì)(2)，還有美國著名橄欖球運(yùn)動(dòng)員約翰尼·尤尼塔斯（Johnny Unitas）為巴爾的摩小馬隊(duì)打球的畫面。這里四處散落著《生活》雜志和《星期六晚郵報(bào)》。露絲·漢德勒（Ruth Handler）說服美泰玩具公司生產(chǎn)了一種身材苗條、凸凹有致的娃娃，并以她女兒的名字“芭比”來命名，然后賣給尚未進(jìn)入青春期的小女孩。艾森豪威爾總統(tǒng)簽署了《夏威夷認(rèn)可法案》（Hawaii Admission Act），夏威夷成為美國第50個(gè)州。

這些老人離開修道院時(shí)之所以很開心，是因?yàn)轫樦洃浀男剑麄兓氐搅送簟Ｔ诘却丶业拇蟀蛙嚂r(shí)，有幾個(gè)人自發(fā)玩起了觸身式橄欖球，他們中的大部分都幾十年沒玩過這種游戲了。

和120個(gè)小時(shí)之前相比，他們的狀態(tài)簡(jiǎn)直有了天壤之別。那時(shí)的他們行動(dòng)遲緩，視力、聽力和記憶力都很糟糕，有的人需要借助拐杖才能走進(jìn)修道院，有的人沒法把自己的手提箱提到房間。蘭格和她的團(tuán)隊(duì)檢查了他們的身體狀況并對(duì)他們的大腦進(jìn)行了評(píng)估。這些基線測(cè)試證明了一件事：在進(jìn)入修道院之前，這些人符合典型老年人的特征，就像演員選派部專門選來的“8位衰弱的老人家”似的。

但是老人們的衰弱并沒有持續(xù)很久。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，他們接受了和開始時(shí)相同的測(cè)試。可量化的改變讓我大吃一驚。據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道，即使對(duì)這些老年人隨意觀察，也能發(fā)現(xiàn)他們身上戲劇性的改變。他們的姿態(tài)更穩(wěn)健了，雙手抓握的力度更大，能夠更靈活地操作物品；他們的行動(dòng)更加自如，簡(jiǎn)直難以想象，都能玩觸身式橄欖球了；他們的聽力和視力也變得更敏銳了。對(duì)話抽樣顯示，他們的大腦也得到了顯著改善。第二輪的智商和記憶力測(cè)試也證實(shí)了這種結(jié)論。為了紀(jì)念這些非凡的發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)被命名為“逆轉(zhuǎn)時(shí)鐘的研究”。

關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，本書要講兩個(gè)內(nèi)容，一是這5天里老人們身上發(fā)生了什么；二是從統(tǒng)計(jì)學(xué)上看，如果遵循本書中的建議將會(huì)發(fā)生什么。我很少有這種樂觀的態(tài)度，畢竟我是個(gè)壞脾氣的神經(jīng)學(xué)家。我的科學(xué)家身份也意味著在本書中有關(guān)科學(xué)的敘述都有根有據(jù)，源自通過同行評(píng)審、已發(fā)表的文獻(xiàn)，并且經(jīng)過了反復(fù)驗(yàn)證。我的研究方向是精神疾病遺傳學(xué)。普遍認(rèn)為的老年人一定是體弱力衰并不完全正確，只需花點(diǎn)時(shí)間就會(huì)發(fā)現(xiàn)另一種觀點(diǎn)，比如蘭格的觀點(diǎn)或者本書的觀點(diǎn)。

《讓成熟的大腦自由》不僅講述了大腦逐漸衰老的機(jī)制，而且說明了如何降低老化帶來的有害影響。仔細(xì)閱讀本書，你會(huì)了解到這些研究成果：如何改善記憶；為什么維持友誼有益生命；為什么應(yīng)該多跳跳舞；為什么每天看幾個(gè)小時(shí)的書可以延長壽命；為什么學(xué)習(xí)一門新語言對(duì)大腦的幫助可能最大，尤其是擔(dān)心自己得阿爾茨海默病時(shí)；為什么經(jīng)常和意見不同的人進(jìn)行友好的爭(zhēng)論，其功效就像每天服用“大腦維生素”；以及為什么某些電子游戲其實(shí)具有能改善解決問題的能力。

在本書中，我們會(huì)駁斥幾個(gè)神話。忘了青春之泉中的長生不老藥吧，根本就沒有這種東西。就衰老的原因來說，磨損的破壞性遠(yuǎn)比不上疏于維護(hù)；腦力不一定會(huì)隨著歲月的流逝而變?nèi)酢Ｈ绻隳茏裱緯o出的建議，那么你的大腦就能在任何年齡段都具有可塑性，都能處于學(xué)習(xí)和探索的狀態(tài)。

我們還發(fā)現(xiàn)了年齡增長的益處，它對(duì)頭腦和心臟都有裨益。年齡越大，你會(huì)越樂觀，越有可能看到半杯子中有水的那一面，壓力水平也會(huì)降低。所以不要聽信“老年人年齡越大脾氣越差”這樣的說法，如果做法得當(dāng)，老年甚至可以成為一個(gè)人人生中最幸福的一段歲月。

四個(gè)維度入手，有效提升大腦能力

《讓成熟的大腦自由》由四部分組成。第一部分主要講如何用社會(huì)活動(dòng)激活大腦，探討了諸如人際關(guān)系、幸福、容易受騙等主題，解釋了我們的情感如何隨著年齡而改變。第二部分主要講如何用思維訓(xùn)練重塑大腦，解釋了隨著時(shí)間的流逝，各種認(rèn)知小配件(3)會(huì)發(fā)生怎樣的改變，其中一些會(huì)隨著時(shí)間而改善。第三個(gè)部分主要講如何用好的生活習(xí)慣優(yōu)化大腦，比如某些種類的鍛煉、飲食和睡眠如何延緩衰老。這三部分內(nèi)容提供了一些實(shí)用的建議，既解釋了某些干預(yù)會(huì)帶來怎樣的改善，也說明了每種干預(yù)背后的腦科學(xué)。

最后一部分主要講如何用未來視野規(guī)劃大腦。其中不乏像退休這樣歡樂的主題，當(dāng)然也有無可逃避的死亡主題。我把之前的內(nèi)容匯總成了保持大腦健康的計(jì)劃，你需要關(guān)注方方面面的問題。自然歷史學(xué)家戴維·阿滕伯勒（David Attenborough）爵士對(duì)亞馬孫河的見解，很好地解釋了其中的原因。

年少時(shí)，我喜歡看阿滕伯勒解說的電視紀(jì)錄片，他糾正了我對(duì)自然世界的很多錯(cuò)誤看法，多到我都不好意思承認(rèn)。其中一個(gè)錯(cuò)誤和亞馬孫河有關(guān)。我過去一直認(rèn)為，這條世界上流量最大的河流應(yīng)該起源于汩汩流淌的泉水，就像大多數(shù)河流那樣，它在地表流動(dòng)的過程中神奇地變大變寬了。阿滕伯勒卻說亞馬孫河的源頭并非只有一個(gè)，這讓我感到沮喪。在“生生不息的星球”（Living Planet）系列節(jié)目中，阿滕伯勒過一條小河，娓娓說道：“這是地球上最大的河流亞馬孫河眾多起源中的一條。”后來又說，“亞馬孫河的很多源頭始于安第斯山脈東側(cè)數(shù)不清的小河。”這太令人失望了！占世界淡水20%的大河竟然沒有單一的起源。它有很多小的源頭，萬眾一心匯聚成了泱泱大河。

我們會(huì)反復(fù)見到這種模式。以“定律4”那部分內(nèi)容為例，科學(xué)證明，很多因素促成了記憶的洪流，包括避免壓力、經(jīng)常進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)、上周看書的數(shù)量、目前感受到的疼痛以及晚上的睡眠質(zhì)量。這些因素就像小河，每個(gè)都為亞馬孫河式的記憶能力做出了貢獻(xiàn)。

我們知道，想要老年時(shí)保持良好的大腦功能，就需要從年輕時(shí)即保持良好的生活方式，這些生活方式發(fā)揮著類似安第斯山脈上小河的作用。為了搞清楚如何保持頭腦的活力，這本書會(huì)踏入每條小河，探索它們各自的貢獻(xiàn)。

在本書的結(jié)尾部分，我會(huì)講述科學(xué)家如何嘗試進(jìn)入衰老過程中的分子體系，鼓搗它的“必然性編碼”，試圖逆轉(zhuǎn)不可逆的過程。作為一個(gè)有資格進(jìn)入美國退休人員協(xié)會(huì)的父親，我真心誠意地支持這種努力；但是作為一名有資格進(jìn)入該協(xié)會(huì)的科學(xué)工作者，我用適度的科學(xué)暴脾氣調(diào)和了我的熱情。

至此，我們會(huì)重新探討蘭格實(shí)驗(yàn)中充滿活力的70多歲老人們，因?yàn)樘m格的時(shí)光隧道的研究結(jié)果說明了一切。時(shí)間無疑會(huì)冷酷無情地踐踏人們的感受，我不會(huì)給這種嚴(yán)酷性裹上糖衣，但是看完這本書，你會(huì)認(rèn)識(shí)到年老不只是疼痛、痛苦和渴望回到過去。

我們變老的時(shí)機(jī)比較好。回顧整個(gè)人類歷史，人類這一物種的預(yù)期壽命平均為30歲。預(yù)期壽命代表了通常的標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)數(shù)字一直在穩(wěn)步增長。假設(shè)你生活在1850年的英格蘭，你一般會(huì)在45歲左右離世。如果你生活在1900年的美國，你大約會(huì)在49歲時(shí)辭世。到1997年，你能活到76歲。

現(xiàn)在的情況又不同了。2015年出生的美國人估計(jì)能活到78歲，女性能活得更長一點(diǎn)，男性則稍短。2000年以來，人均壽命提高了10%，這個(gè)數(shù)字相當(dāng)驚人，而且還會(huì)繼續(xù)增加。

在探究一種生物能夠存活的年限時(shí)，我們會(huì)說到“壽命”（longevity）——更恰當(dāng)?shù)恼f法是壽命測(cè)定。這個(gè)數(shù)字間接地受到基因的影響，所以“遺傳壽命測(cè)定”這個(gè)表述，更為研究者所接受。

這個(gè)概念不同于“最長壽命”（maximum life span），而這兩個(gè)概念又都不同于“預(yù)期壽命”（life expectancy）。我們很容易把它們混為一談，這會(huì)讓研究者大為苦惱。科學(xué)期刊《自然》幾年前給出了簡(jiǎn)潔的定義：“最長壽命是純粹生存年數(shù)的累計(jì)。它不同于預(yù)期壽命，預(yù)期壽命指的是從出生或從任何給定的年齡開始，預(yù)計(jì)能活多長時(shí)間的精算值。”

從這個(gè)角度看，壽命指的是在理想條件下，你可以在地球上度過的時(shí)間。預(yù)期壽命指的是你有可能在地球上度過的時(shí)間，畢竟這里的環(huán)境從來都不是完全理想的。這是你能活多久和你將活多久之間的區(qū)別。

那么人類能活多長時(shí)間呢？出生日期有據(jù)可考的最長壽者活了122歲。大多數(shù)長壽老人的壽命在115歲到120歲。你必須扛過很多生物大風(fēng)暴的襲擾才能活到120歲。雖然并非絕對(duì)不可能，但能做到的鳳毛麟角。

我們正在探索如何能扛到趨近我們的最長壽命。正像本書所說，我們正以前所未有的身心健康狀態(tài)，努力實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。但是本書不會(huì)告訴你，你將如何老去。那是因?yàn)槔夏耆司哂邢喈?dāng)大的可變性，甚至可以說因人而異。先天和后天錯(cuò)綜交織在一起，像跳著復(fù)雜的狐步舞。大腦具有很大的靈活性，會(huì)對(duì)環(huán)境做出顯著的反應(yīng)，這成為很多大腦研究的重要干擾因素。大腦不是天生固定不變的。設(shè)想你在讀這句話時(shí)，發(fā)現(xiàn)我漏寫了句子末尾的句號(hào)，于是關(guān)于我漏掉句號(hào)的這個(gè)行為、我告訴你的事實(shí)情況，以及你可能想證實(shí)我說的是否是真的，對(duì)這些事的思考都會(huì)激活你的大腦。

大腦磨損的原理和補(bǔ)償措施

每當(dāng)大腦在進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，神經(jīng)元之間的連接就會(huì)發(fā)生改變。具體會(huì)是什么樣子呢？神經(jīng)回路的改變有很多選擇：有的改變包含神經(jīng)元長出新的連接；有的改變是放棄某些連接，在其他地方形成新的連接；有的改變只涉及兩個(gè)神經(jīng)元之間被稱為突觸強(qiáng)度的電關(guān)系。

你可能在高中學(xué)過，大腦是由具有電活性的神經(jīng)細(xì)胞——神經(jīng)元連接而成的，但你可能忘了它們長什么樣。為了解釋它們的樣子，我想介紹你認(rèn)識(shí)我家花園里的“第一夫人”——兩棵優(yōu)美的日本楓樹。它們很漂亮，更像灌木，而不是樹。它們長著精致的掌狀樹葉，到秋天會(huì)變成深紅色。這些葉子長在交織纏繞的樹枝上，樹枝匯聚成又矮又粗的樹干。繁茂的樹枝幾乎把樹干都遮住了，你只能看到伸出泥土的一點(diǎn)點(diǎn)。楓樹在地下的部分分裂成不那么錯(cuò)綜復(fù)雜的根系，就像大多數(shù)植物一樣。

盡管神經(jīng)元有很多形狀，大小各異，但所有神經(jīng)元的基本結(jié)構(gòu)都一樣，看起來就像我家花園里的“第一夫人”。典型細(xì)胞的一端有著復(fù)雜到不可思議的樹枝狀結(jié)構(gòu)，被稱為樹突。這些樹突匯聚成一個(gè)軸狀結(jié)構(gòu)，被稱為軸突。不過和日本楓樹樹干不同的是，神經(jīng)元在樹突匯集的地方有個(gè)凸起。這個(gè)重要的凸起叫細(xì)胞體，它的內(nèi)部有一個(gè)小小的球形物，也就是神經(jīng)元的細(xì)胞核。那里有細(xì)胞的命令與控制結(jié)構(gòu)，也就是雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子DNA。

有的軸突又短又粗，就像日本楓樹的樹干；有的軸突又細(xì)又長，就像松樹的樹干。很多軸突包裹在被稱為白質(zhì)的“樹皮”里面。在軸突的另一端是根系，就像植物的根系一樣，神經(jīng)元的根系由名為終樹突的分支結(jié)構(gòu)組成。終樹突通常不像樹突那樣錯(cuò)綜復(fù)雜，但發(fā)揮著傳遞信息的重要作用。

大腦的信息系統(tǒng)像大多數(shù)的燈泡一樣靠電運(yùn)行，神經(jīng)元的形狀有助于電信號(hào)的傳遞。為了理解信息的傳遞方式，請(qǐng)想象把一棵日本楓樹連根從土里拔出來，然后把這棵楓樹舉到另一棵楓樹的上方，并且不要讓它們互相碰到，而是將上面那棵楓樹的根系懸在下面一棵楓樹的樹枝上方。

現(xiàn)在想象這兩棵樹是兩個(gè)神經(jīng)元：上方神經(jīng)元的終樹突（根）靠近下方神經(jīng)元的樹突（樹枝）。在真實(shí)的大腦中，電從神經(jīng)元上方的樹突向下來到軸突，再來到終樹突，再往前是兩個(gè)神經(jīng)元之間的空隙。信息要被傳遞，電就必須跳過這段空隙。神經(jīng)元之間的連接被稱為突觸，之間的空隙就是突觸間隙。那么信息是如何完成跨越這個(gè)間隙的撐竿跳的呢？解決之道就在于像根一樣的終樹突的尖端。其上有一些念珠似的小包，內(nèi)含神經(jīng)科學(xué)中最著名的物質(zhì)，即神經(jīng)遞質(zhì)。你一定聽說過其中幾種，如多巴胺、血清素、谷氨酸。

當(dāng)一個(gè)電信號(hào)抵達(dá)神經(jīng)元的終樹突時(shí)，這些生化“名流”中的一些會(huì)被釋放到突觸間隙里，相當(dāng)于在說“我需要把一條信息傳遞到對(duì)面去”。接著，神經(jīng)遞質(zhì)盡職盡責(zé)地完成跨越海灣的航行。航程并不長，大多數(shù)間隙只有大約20納米(4)。穿越海灣后，它們會(huì)和另一個(gè)神經(jīng)元樹突上的受體相結(jié)合，就像把船系在碼頭上。細(xì)胞會(huì)感知到這種結(jié)合，并得到這樣的信號(hào)：“哦，我最好做點(diǎn)什么。”在很多情況下，“做點(diǎn)什么”也意味著變得興奮起來。然后興奮從樹突傳遞到軸突，再傳遞到終樹突。

運(yùn)用生物化學(xué)跳過兩個(gè)神經(jīng)元之間的空隙雖然很巧妙，但電回路通常沒那么簡(jiǎn)單。想象把幾千棵日本楓樹像上文描述的那樣排列起來，就有了大腦中基本神經(jīng)回路大概的樣子。即使如此，這也過于簡(jiǎn)單了，一個(gè)神經(jīng)元和其他神經(jīng)元之間的連接數(shù)量通常在7 000個(gè)左右，當(dāng)然這只是個(gè)平均數(shù)，有些神經(jīng)元的連接超過10 000個(gè)。在顯微鏡下，神經(jīng)組織看起來就像數(shù)千棵日本楓樹擠在一起，被F5級(jí)龍卷風(fēng)(5)狂吹著。

大腦學(xué)習(xí)新事物時(shí)，這些結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生靈活的改變。年齡的增長會(huì)讓它們受損，但這種損害是非常個(gè)人化的。大腦不只是對(duì)外界環(huán)境做出反應(yīng)，也會(huì)對(duì)它所觀察到的自身的改變做出反應(yīng)。它是怎么做的？我們不知道。但我們知道，如果大腦感到改變有可能是負(fù)面的，它就會(huì)采取應(yīng)急措施來解決。細(xì)胞侵蝕、斷開連接或干脆停止工作，這些變化可能引起行為的改變，但未必總是如此。原因在于大腦會(huì)開足馬力進(jìn)行補(bǔ)償，根據(jù)新計(jì)劃重新布線。

衰老的罪魁禍?zhǔn)资鞘裁矗窟@是一個(gè)熱門主題。有些科學(xué)家猜測(cè)是免疫系統(tǒng)缺陷造成了衰老（免疫學(xué)理論）；有些科學(xué)家把衰老歸咎于功能失調(diào)的能量系統(tǒng)（自由基假設(shè)；線粒體理論）；還有些科學(xué)家認(rèn)為主要原因是系統(tǒng)炎癥。誰是對(duì)的呢？答案是都對(duì)，或者說都不對(duì)。每種假設(shè)只解釋了衰老的某些方面。總的來說結(jié)論就是：隨著我們變老，很多系統(tǒng)遭到了損害，但哪些系統(tǒng)最先出問題則因人而異。

地球上有多少人就有多少種衰老的方式。這就像買牛仔褲，沒有一個(gè)尺碼適合所有人。當(dāng)然也存在可歸納的模式，研究大腦就是發(fā)現(xiàn)這些模式的好方法。但是為了獲得準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，我們不得不偶爾看一看模糊的統(tǒng)計(jì)學(xué)鏡子。沒關(guān)系，我們看起來依然很棒，只是稍微老了一點(diǎn)。

我們的目標(biāo)是了解怎樣的生活方式可以給控制壽命的生物齒輪不斷上油。幸運(yùn)的是，老年科學(xué)研究資金充裕。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了很多在大腦衰老過程中我們可以做的事情。這些年的所有發(fā)現(xiàn)被歸結(jié)為了一點(diǎn)：科學(xué)在改變著我們對(duì)大腦護(hù)理和營養(yǎng)方面的看法。這些發(fā)現(xiàn)令人著迷，很多都出乎人們的意料。最令人愉快的主題之一就是本書“定律1”那一部分的內(nèi)容，即擁有很多朋友會(huì)讓人快樂起來。