大脑如何工作和改变

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How Your Brain Works & Changes

How Your Brain Works & Changes

How War, Guns & Soap Shaped Our Understanding of the Brain

自20世纪初以来，历史进程中发生了一些重要事件，为我们深入了解神经系统的工作原理提供了关键契机。其中一个相当出人意料的因素便是战争。众所周知，在战争中人们会遭受枪击，虽然许多人不幸丧生，但也有很多人幸存了下来。

在第一次世界大战期间，火炮和子弹技术的变革创造了一种特殊情况：子弹会从身体或大脑极其精确且离散的部位进入，并从另一侧穿出，在出口处也仅留下一个微小的孔洞。这种损伤在神经系统中产生了大量“自然发生的病变”（naturally occurring lesions）。这与以往的情况截然不同，在更早的年代，火炮弹药往往会在穿透大脑或身体时造成巨大的创口；而当伤口变得非常细小且离散——即从一点进入并从另一点穿出时——它们只会破坏神经系统中极小部分的神经组织。

于是，许多从战场归来的士兵，其大脑或其他神经系统的损伤被局限在非常特定的位置。此外，由于当时伤口清理技术的进步（如肥皂的使用和消毒意识的增强），更多的伤员得以存活。这意味着神经学家拥有了一批大脑特定部位受损的临床病例。这些患者会描述一些奇特的症状，例如：“我能认出这是一张脸，但我不知道这张脸属于谁。”

当这些患者最终去世后，神经学家通过回顾性研究发现，如果先后有10名无法辨认人脸的患者，他们的子弹伤痕都穿过了大脑的同一个特定区域，那么该区域的功能便得以确认。正是通过这种方式，我们了解了许多关于海马体（hippocampus）等特定大脑区域的功能。

还有一些更令人惊叹的例子。例如，有些士兵在受伤后说话变得语无伦次，完全是胡言乱语，而他们在受伤前语言能力完全正常。尽管他们无法正常表达，却能完美地理解他人的语言。这类病例让我们认识到，言语表达（Speech）和语言理解（Language comprehension）实际上是由神经系统中相互独立的部分分别控制的。类似的例子不胜枚举，还包括一些患者无法辨认名人面孔等特定认知障碍。

Jennifer Aniston Neurons

这带出了一个现代科学中的有趣案例。在21世纪初，顶级学术期刊《自然》（Nature）发表了一篇重要论文，研究显示在一名完全健康的受试者脑中，存在一个特定的神经元，它仅在该受试者看到演员詹妮弗·安妮斯顿（Jennifer Aniston）的照片时才会产生电活动。这实际上是一个在字面意义上代表詹妮弗·安妮斯顿的神经元，也就是神经科学家所熟知的“詹妮弗·安妮斯顿细胞”（Jennifer Aniston cells）。

如果你能够识别詹妮弗·安妮斯顿的面孔，那么你的大脑中就拥有“詹妮弗·安妮斯顿神经元”；同理，你也拥有能够识别其他名人或非名人面孔的特定神经元。这一发现表明，我们的大脑实质上是个人经验的地图。虽然我们来到这个世界时，大脑已经具备了学习特定类型事物的先天倾向，并随时准备接收和吸收信息，但大脑的结构与功能最终是由我们的经历所塑造的，它真实地映射了我们的所有经验。

Sensations

让我们来探讨一下“体验”的本质，以及大脑运作的真正含义。可以说，神经系统主要承担着五到六种核心功能，而其中首要的一项便是“感觉”（Sensation）。对于任何想要改变神经系统，或希望通过特定工具优化神经系统功能的人来说，理解这一点都至关重要。感觉是神经系统中一个不可或缺的组成要素。

你的眼睛里分布着能够感知特定光线颜色和运动方向的神经元；皮肤中含有感知不同触觉类型的神经元，例如轻触、重压或痛觉；而耳朵里的神经元则负责捕捉特定的声音。你对生命的所有体验，实际上都是通过这些被称为“感觉受体”（Sensory Receptors）的结构进行过滤的。

这引发了一个有趣的问题：在现实世界中，是否还存在许多人类无法体验到的事物？答案显然是肯定的。地球上有许多物种能够感知到人类在不借助技术手段的情况下永远无法察觉的现象。最典型的例子就是红外视觉（Infrared vision）。例如响尾蛇（Pit vipers）等蛇类能够感知其他动物散发的热辐射。它们看到的并非动物的具体形状，而是通过热排放形成的一种“热形状”。人类无法直接做到这一点，除非佩戴红外夜视镜或其他能够检测热辐射的设备。此外，海龟和某些特定种类的鸟类也具备类似的特殊感知能力……

Magnetic Sensing & Mating

许多进行长距离迁徙的动物能够探测磁场，这归功于它们神经系统的功能。具体而言，这些动物的鼻部和头部拥有特殊的神经元，使它们能够沿着磁场线进行迁徙。听起来或许不可思议，但正是这种能力，让它们能从数千英里外的海洋特定区域出发，在一年中的特定时间，精准地聚集在某个特定的海滩上。在那里，它们完成交配、产卵，随后返回大海直至生命终结。

随后，它们的后代会孵化出来，这些幼小的海龟会爬向大海，游向远方，并重复完全相同的生命周期。它们完成如此长距离的迁徙并非依靠视觉，也不是依靠嗅觉，而是通过感知磁场。许多其他物种也具备这种惊人的能力。

然而，人类并非磁感应生物。我们无法做到这一点，因为我们缺乏感知磁场的受体。虽然有一些数据暗示某些人类可能具备感知磁场的能力，但对于任何坚信自己能稳健或准确地感知磁场的人，你都应保持怀疑态度。因为即使是那些可能具备这种能力的人，也未必能有意识地察觉到这种感知。这或许是未来播客可以探讨的话题。

综上所述，我们首先拥有了感觉（Sensation），随后才产生了知觉（Perception）。

Perceptions & The Spotlight of Attention

知觉（Perception）是指我们将正在感知的信号提取出来，并对其进行关注、理解、探索和记忆的能力。实际上，知觉就是我们在任何特定时刻所关注的那些感觉（Sensations）。

你现在就可以非常轻松地体验到知觉与感觉之间的区别。例如，如果我要求你关注双脚脚底与所接触表面的触碰感——无论那是鞋子、地板，还是在脚悬空时接触到的空气。当你将所谓的“注意力聚光灯”（Spotlight of Attention）或“知觉聚光灯”投向双脚的那一刻，你便开始感知那里正在发生的情况以及产生的感官信号。然而，这种感觉其实一直都在发生。因此，虽然感觉是不可改变的——除非采用某种新技术，否则你无法改变自己的感受器——但知觉却完全处于你注意力的控制之下。

Multi-Tasking Is Real

我们可以将注意力想象成一束聚光灯，但它并非只有一束。实际上，你拥有两束注意力的聚光灯。如果有人告诉你人类无法同时处理多项任务（multitasking），请告诉他们这种说法是错误的。作为包括人类在内的旧世界灵长类动物（Old World primates），我们具备一种被称为“隐蔽注意”（covert attention）的能力。

这意味着我们可以将一束注意力投射在某件事上，例如正在阅读或观察的内容，或者是正在倾听的对象；与此同时，我们可以将第二束注意力投射在其他地方，比如正在品尝的食物及其味道，或者是正在房间里跑动的孩子或宠物狗。你可以将注意力拆分到两个不同的位置，当然，你也可以将注意力（即你的感知）重新收回到某一个特定的位置。你可以扩大注意力的范围，使其像弥散的聚光灯一样；也可以使其更加浓缩，变得高度聚焦。

如果你打算利用工具来改善自己的神经系统，理解这一点便至关重要。无论你选择的工具是化学形式（例如通过服用补剂来增加大脑中的某种化学物质），还是使用脑机接口设备，亦或是尝试通过每天进行一段时间的专注或有动机的追求来提升学习效果，注意力的运作机制都是核心。注意力是完全受你控制的，尤其是在你得到充分休息的情况下。当你处于休息状态时（我们之后会明确定义“休息”），你能够以非常刻意的方式引导你的注意力。这正是因为我们的神经系统中具备相应的机制。

Bottom-Up vs. Top-Down Control of Behavior

我们的神经系统运作方式类似于一条“双向车道”。这种双向沟通存在于神经系统中负责反射性（reflexive）行为的部分与负责刻意（deliberate）行为的部分之间。

我们都非常熟悉反射性状态。例如，在日常生活中行走时，如果你已经掌握了走路的技能，你就不需要思考迈步的动作，而只是自然地行走。这是因为神经系统倾向于尽可能将任务移交给反射性动作，这种机制被称为“自下而上”（bottom-up）的处理过程。其本质意味着信息正通过你的感官不断流入，无论你是否有意识地感知，这些信息都在向上流动并直接引导着你的活动。

然而，在任何时刻，这种状态都可能发生转变。例如，假设一辆汽车在转角处突然尖叫着刹车停在你面前，你会猛地停下。此时，你便进入了刻意行动的状态，会开始以一种非常有目的性的方式观察四周。神经系统的行为模式可以在反射性与刻意性之间切换：如果说反射性行为倾向于我们所说的“自下而上”，那么刻意的行动、感知和思维则属于“自上而下”（top-down）的控制。

Focusing the Mind

这些过程需要一定的努力和专注。但这正是关键所在：你可以自主决定将注意力和能量集中在任何你想要的目标上，也可以决定以任何方式来规范自己的行为。然而，这种自主选择的过程总是会让你感到需要付出努力，并伴随着某种程度的压力感。

相比之下，当你处于“反射模式”（reflexive mode）时——例如日常的行走、交谈、进食或处理常规事务——一切都会显得非常轻松。这是因为人类神经系统的构造决定了它能够以极低的代谢需求和能量消耗来完成大多数常规活动。但是，一旦你尝试去执行某项非常具体的任务，你就会立刻感受到一种“心理摩擦”（mental friction），这会让你觉得极具挑战性。至此，我们已经探讨了感觉（sensations）和知觉（perceptions）。

Emotions + The Chemicals of Emotions

接下来我们要讨论的是所谓的“感受”或“情绪”。这部分内容相对复杂，因为我们几乎每个人都熟悉诸如快乐、悲伤、无聊或挫败感等体验。然而，神经科学家、心理学家乃至哲学家们，对于这些情绪的本质及其运作机制一直存在着激烈的争论。

可以肯定的是，情绪和感受是神经系统的产物，涉及神经元的活动。正如前文所述，神经元不仅具有电活动，还会释放化学物质。其中，有一类特定的化学物质对我们的情绪状态有着深远的影响，它们被称为“神经调制物质”（Neuromodulators）。你可能听说过其中一些名字，例如多巴胺（Dopamine）、血清素（Serotonin）、乙酰胆碱（Acetylcholine）和肾上腺素（Epinephrine）。

神经调制物质的作用机制非常有趣，因为它们会产生某种“偏好”，决定哪些神经元更可能处于活跃状态，而哪些更可能处于抑制状态。理解神经调制物质的一个简单方法是将其类比为电子设备上的“播放列表”，用于播放特定类别的音乐。

以多巴胺为例，它常被视为“奖励分子”或“快乐分子”。它确实参与了奖励机制，当大脑中释放适量的多巴胺时，往往会营造出一种积极向上的情绪。其原理在于，多巴胺使特定的神经元和神经回路（Neural circuits）变得更加活跃，同时抑制其他回路。

再来看血清素，这种分子在释放时，往往让我们对现状、内在景观以及目前拥有的资源感到满足。相比之下，多巴胺与其说是奖励分子，不如说更多是一种“动力分子”，它驱动我们去追求身处外部并渴望获得的事物。

我们可以观察健康状态下的情形，比如在追求目标的过程中，每当我们朝着目标取得阶段性进展时，大脑就会释放少量的多巴胺，使我们感到更有动力。我们也可以看一个极端的例子，比如“躁狂症”（Mania）。处于躁狂状态的人会不顾一切地追求金钱、人际关系等外部事物，甚至陷入一种妄想状态，认为自己拥有追求这一切所需的全部资源，而事实并非如此。

因此，这些神经调制物质可以以正常、低水平或高水平的状态存在，这实际上为我们观察和理解情绪状态提供了一个重要的窗口。

Antidepressants

神经科学历史上一个非常重要的方面，至今仍影响着我们所有人，那就是抗抑郁药和所谓抗精神病药物的发现。在20世纪50、60和70年代，科学家发现某些化合物和化学物质可以增加或减少血清素（serotonin）和多巴胺（dopamine）的水平。这一发现直接促成了我们今天所称的大多数抗抑郁药物的开发。

然而，这里存在一个难题：大多数此类药物，特别是20世纪50和60年代研发的药物，在减少血清素的同时往往也会减少多巴胺，或者在增加血清素的同时也会增加其他神经调节化学物质。这是因为体内的化学系统，特别是神经调节系统，拥有大量的受体（receptors）。这里的受体可以被形象地比作“停车位”。当多巴胺被释放并附着在受体上时，其产生的效果取决于受体所在的位置。例如，如果多巴胺附着在心脏的某种特定受体上，可能会使心跳加快；而如果它附着在肌肉上，则会产生完全不同的效果。正是因为不同器官上分布着不同的受体，这些神经调节物质才能对我们的生物学特性产生如此多样且不同的影响。

这一点在某些抗抑郁药产生的副作用中表现得最为显著，例如性功能障碍、食欲减退或动力丧失。虽然许多增加血清素的药物对患者非常有益，能够提升情绪并改善心理状态，但如果剂量过高，或者某种特定药物不适合该个体，患者就可能在动力、食欲或性欲方面遇到挑战。这是因为血清素同时也结合到了大脑中控制这些功能的区域受体上。

在讨论了感觉和知觉之后，当我们谈论感受（feelings）时，必须考虑这些神经调节物质，并意识到感受和情绪是具有情境性的（contextual）。在某些文化中，表现出极大的喜悦或悲伤是完全合适的，而在其他文化中则可能被视为不妥。因此，认为大脑中存在单一的“悲伤回路”或“快乐回路”是不准确的。然而，可以肯定的是，当我们处于动力十足的状态、懒散无力的状态、专注状态或分心状态时，特定的化学物质和大脑回路往往会处于活跃状态。

此外，我想强调的是，情绪通常被认为是不受我们主观控制的。我们感觉情绪就像是从内心深处喷涌而出的泉水，是自然发生的。这是因为情绪在某种程度上是反射性的（reflexive）。我们通常不会通过刻意的思考来决定变得快乐或悲伤，而是以一种相对被动和反射性的方式去体验它们。这便引出了我们的下一个话题：思维（thoughts）。

Thoughts & Thought Control

思维是非常有趣的，因为在许多方面，它们与感知（perceptions）十分相似，但不同之处在于，思维不仅汲取当下发生的信息，还整合了我们对过去的记忆以及对未来的预期。

关于思维的另一个引人入胜的特性是，它们既可以是反射性的（reflexive），也可以是刻意为之的。反射性思维往往像是一个过滤功能欠佳的网页浏览器上不断弹出的窗口，随时随地都在自动发生。与之相对，思维也可以是刻意的。我们可以主动决定去产生某种想法。事实上，此时此刻你就可以决定产生一个念头，就像你决定在纸上写下文字一样。例如，你可以明确地意识到自己正在听一段播客，或者正处于某个特定的位置。这不仅仅是对现状的关注，更是在主动引导你的思维过程。

许多人尚未理解，或者至少没有充分意识到，思维模式以及支撑思维的神经环路（neural circuits）实际上是可以按照这种刻意的方式进行控制的。最后，则是行为（actions）。

Actions

行动或行为或许是我们神经系统最重要的方面。首先，我们的行为实际上是唯一能为我们的存在留下“化石记录”的东西。在人去世后，神经系统会退化，骨骼虽然会保留，但在经历极度喜悦或悲伤的时刻，那种感受是如此强烈，以至于我们认为它在那个瞬间之外具有某种意义。然而，对于人类以及所有物种而言，生命周期中所产生的感知、觉察、思想和情感，除非被转化为行动——如写作、言语或工程创造——否则都无法流传后世。因此，物种及个体的“化石记录”本质上是通过行动实现的。

这也是为什么我们神经系统的很大一部分都致力于将感觉、感知、情感和思想转化为行动。伟大的神经科学家及生理学家谢灵顿（Sherrington）因绘制产生运动的神经细胞间的电路连接而获得诺贝尔奖。他曾指出：“运动是最后的共同通路（Movement is the final common pathway）。”另一种理解方式是，我们的中枢神经系统（包括颅内的脑部和脊髓）之所以与身体紧密相连，是因为我们所经历的一切，包括思想和情感，其设计初衷本质上都是为了影响我们的行为。思想让我们能够追溯过去并预见未来，而不仅仅是体验当下，这赋予了我们一种惊人的能力：使我们能够基于过去的经验和对未来的愿景，而不仅仅是基于眼前的瞬间来采取行动。

神经系统产生运动的过程通过一些简单的路径实现。反射性路径主要包括脑干中被称为“中枢模式发生器”（Central Pattern Generators, CPGs）的区域。当你行走时（前提是你已经学会了行走），你基本上是在利用这些神经元群组产生“右脚、左脚、右脚、左脚”的节奏性运动。然而，当你决定以一种特定的、深思熟虑的方式移动，且需要更多注意力时，你就会启动大脑的“自上而下”（Top-down）处理区域。此时，你的前脑会自上而下地控制那些中枢模式发生器——例如在岩石上徒步时，你可能需要调整为“右脚、右脚、左脚”的步频。

因此，运动与思想一样，既可以是反射性的，也可以是刻意（Deliberate）的。当我们讨论“刻意”时，我指的是大脑运作的一种非常具体的方式，它引出了神经系统的一个重要特性：改变神经系统的能力。所谓神经系统“刻意”地做某事，意味着你正在集中注意力，将感知力投入到对三个要素的分析中：持续时间（Duration）、路径（Path）和结果（Outcome），我将其简称为 DPO。

当你走在街上、进食或进行反射性的交谈时，大脑并不会执行这种 DPO 类型的刻意功能。但一旦你决定学习新事物、克制说话的冲动，或者在想要保持沉默时选择发声，只要你在刻意地强迫自己跨越某个阈值，你就在动用这些神经系统回路。这会让你突然感到挑战性，感觉到某些东西发生了变化。这种变化源于当你进行 DPO 类型的思考或行为时，会开始募集从大脑特定区域（以及身体）释放的神经调节物质（Neuromodulators）。它们向神经系统发出信号：现在的情况与往常不同，我的行为或感受正在发生改变。

How We Control Our Impulses

当你面对不喜欢的情况，明知不该回应却在内心反复告诫自己时，你实际上是在通过“自上而下”（top-down processing）的加工方式主动抑制自己的行为。你的前脑（forebrain）正在发挥作用，阻止你说出那些不该说、或者应该稍后以不同方式表达的话。这种抑制过程会让你感到焦虑和压力，因为你正在实质性地抑制一个神经回路。

我们可以从儿童身上看到缺乏这种控制力的典型例子。幼儿的前脑回路尚未发育完全，通常要到 22 岁甚至 25 岁才能成熟地进行这种“自上而下”的加工。在幼儿身上，你会观察到这种现象非常显著：他们会不停地前后摇晃，很难安静坐稳，这是因为他们的“中枢模式发生器”（central pattern generators）在后台持续运行。相比之下，成年人能够静坐。孩子看到想要的糖果会直接伸手去抓，而成年人在大多数情况下会询问是否可以拿取，或者等待对方主动提供。

额叶（frontal lobes）特定区域受损的人也会失去这种约束力，他们会不假思索地脱口而出任何想法。冲动本质上就是缺乏“自上而下”的控制或加工。此外，摄入含酒精的饮料也会关闭前脑的功能，使“自上而下”的加工变得更加困难。所谓的“解除抑制”实际上是消除了神经抑制（neural inhibition），即神经细胞抑制其他神经细胞活动的能力。

对于额叶受损的人、幼犬或幼儿来说，环境中的一切都是刺激，一切都是潜在的互动对象，他们很难约束自己的行为和言语。运动系统的很大一部分设计初衷是进行反射性运作，而当我们决定学习新事物、采取特定行动或抑制某种冲动时，就必须启动这种“自上而下”的约束。

这种约束感之所以让人感到烦躁，是因为它伴随着一种名为去甲肾上腺素（norepinephrine）的神经调节剂的释放，它在体内的形式被称为肾上腺素（adrenaline）。它会让我们产生生理上的焦虑感。因此，当你尝试学习新事物、抑制本能反应或努力让反应变得更加审慎时，你会感到极大的挑战。这种挑战感源于体内释放的化学物质，它们的设计初衷就是让你感到某种程度的焦躁。

当人极度愤怒时产生的轻微颤抖，实际上就是由化学物质诱发的低级别震颤。我将其称之为“边缘摩擦”（limbic friction）。大脑中负责原始反射性反应的区域被称为边缘系统（limbic system），而额叶皮层（frontal cortex）始终与该系统处于一种“拉锯战”式的摩擦中。除非额叶受损或饮酒过量，否则这种制衡一直存在；而一旦失去这种平衡，人就会倾向于随心所欲地言行。理解这一点对于掌握冲动控制至关重要。

Neuroplasticity: The Holy Grail of Neuroscience

如果你想理解神经可塑性，即如何塑造自己的行为、思维以及在任何情境下的表现，最核心的一点是：它需要“自上而下”的处理（top-down processing）。这种过程往往伴随着一种“躁动感”（agitation）。事实上，这种躁动感和紧张感（strain）正是开启神经可塑性的切入点。

让我们深入探讨神经可塑性的本质，而不是现代文化中泛泛而谈的“可塑性很好”这类说法。可塑性本身是一个过程，通过这个过程，神经元可以改变它们的连接方式和运作模式，使你能够将原本极具挑战性、需要刻意努力和高度紧张的行为，转化为一种反射性的（reflexive）行为。通常我们谈论的是“适应性可塑性”（adaptive plasticity），而非由脑损伤引起的非理想变化。除非另有说明，我所指的可塑性均指适应性可塑性，特别是人们最渴望的“自主导向的可塑性”（self-directed plasticity）。

关于神经可塑性有一个公理：从出生到大约25岁，大脑具有极强的可塑性。儿童可以被动地学习各种事物，他们不需要过度努力或过度专注（尽管专注会有所帮助）就能掌握新语言和新技能。然而，如果你是一名成年人，想要在情绪、行为或思维层面改变神经回路，你必须回答两个关键问题：第一，你试图改变神经系统的哪个特定方面？是情绪、感知还是感觉？其中哪些又是可以改变的？第二，你将如何实现这一目标？即启动神经可塑性的训练方案结构是什么？事实证明，第二个问题的答案受我们的清醒或睡眠状态所支配。

神经可塑性是指大脑和身体的连接根据经验发生改变的能力。人类神经系统的惊人之处在于，我们可以引导自己的神经变化。我们可以决定改变大脑，换句话说，大脑和神经系统具有自我改变的能力。这与其他器官不同，虽然其他器官也有一定的变化能力，但它们无法自主引导这种变化。例如，你的肠道不会通过思考决定：“我想更好地消化辛辣食物，所以我要重新排列连接来实现这一点。”而你的大脑可以决定学习一门语言，或者决定减少情绪波动、增加情感投入。你可以通过一系列步骤让大脑做出这些改变，直到最终这些行为对你来说变得像反射一样自然，这绝对是不可思议的。

长期以来，人们认为神经可塑性是幼年动物和人类特有的天赋，只能发生在年幼时期。确实，幼年大脑的可塑性极高，孩子可以自然地学会三种语言且不带口音。相比之下，成年人则面临巨大挑战，需要付出更多的努力和紧张感，并依赖于大量的“持续时间、路径、结果”（duration, path, outcome）式的思维来实现这些可塑性改变。

然而，我们现在知道，成年人的大脑也可以根据经验发生改变。诺贝尔奖曾授予那些揭示幼年大脑剧烈变化机制的研究。一个极端的例子是先天失明的人，他们原本用于处理视觉对象和颜色的脑区会被重新分配用于阅读盲文。脑成像研究显示，先天失明者在阅读盲文时，通常负责视觉的区域会“亮起”。这意味着那部分“脑区空间”被重新分配给了完全不同的功能。如果一个人在成年期失明，虽然其整个视觉大脑不太可能完全被负责触觉的区域接管，但有证据表明，涉及听觉和触觉的脑区会向该区域迁移。目前，科学界对于如何在成年期诱导更多积极的适应性可塑性有着浓厚兴趣。为了理解这一过程，我们必须先了解一个起初看似与神经可塑性完全无关的概念。

The Portal to Neuroplasticity

神经可塑性不仅是改变神经系统的核心，更是将原本困难甚至看似不可能完成的事情转化为本能反应的关键。对于任何渴望优化自身神经系统的人来说，理解其背后的机制至关重要。

成年人类神经系统的可塑性是受限的（gated），这意味着它受到神经调节物质（neuromodulators）的严密控制。虽然多巴胺和血清素参与其中，但一种名为乙酰胆碱（acetylcholine）的物质在开启可塑性方面起着决定性作用。它能揭开可塑性的面纱，开启一段短暂的窗口期，使我们正在感知的、思考的或体验的情绪在脑中进行物理制图（mapped），从而让未来的再次体验变得更加容易。

这一机制具有两面性。其阴暗面在于，成年人通过创伤或极具挑战性的负面经历获得神经可塑性其实非常容易。究其原因，是因为当糟糕的事情发生时，大脑会释放两组神经调节物质：一是肾上腺素（epinephrine），它让我们感到警觉和焦虑（这是大多数负面境遇的共同点）；二是乙酰胆碱，它会创造一个更加强烈且集中的“感知聚光灯”。乙酰胆碱能使光束变得极亮，并将其限制在体验的特定区域，通过让大脑和身体中的特定神经元比其他神经元更活跃来实现这一点。

你可以将乙酰胆碱想象成一支“荧光笔”，它标记出在警觉阶段哪些神经元处于活跃状态，以便神经可塑性在随后介入并识别。具体而言，产生于脑干（brain stem）的肾上腺素负责制造警觉感和极高的注意力，而产生于前脑（forebrain）区域的乙酰胆碱则负责标记（tagging）那些在高度警觉期间活跃的神经元。这种标记作用指引了神经元和突触的强化过程，使它们在未来即使在无意识状态下也更有可能被激活。

在负面环境下，这一切都是自动发生的，无需我们付出太多努力。然而，当我们想要主动学习新语言、新技能或增强动力时，必须明确一点：获得神经可塑性以提升专注力和动力，绝对需要肾上腺素的释放。我们必须拥有警觉性才能产生专注，而专注则是将可塑性变化引导至神经系统特定部位的必要条件。这对于我们选择化学工具、物理设备或自发的训练方案（如专注的时长和强度）具有深远的指导意义。

但神经可塑性还有一个鲜为人知的秘密：在学习、创伤或重大事件发生的当下，神经元之间并不会发生任何持久的改变。所有突触的强化、神经连接的建立，甚至在某些情况下的新神经细胞加入，都发生在生命中一个完全不同的阶段——即睡眠和非睡眠深度休息（Non-Sleep Deep Rest, NSDR）期间。

神经可塑性是人类体验的“圣杯”。虽然大家在新年伊始往往充满动力，但这种改变能否持续，取决于一个人能否持续投入注意力和专注。事实上，这种过程需要焦虑感（agitation）和压力感（strain）来触发神经可塑性的开启，而真正的“重新布线”则是在睡眠和非睡眠深度休息中完成的。去年发表的一项非我实验室的研究特别提到了这一点，研究显示，20分钟的深度休息对于这一过程至关重要……

Accelerating Learning in Sleep

在进行高强度且极度专注的学习或任务后，立即抽出20分钟时间有意识地关闭这种刻意的专注思维和参与状态，虽然这并不属于深度睡眠，但已被证明能够显著加速神经塑性（neuroplasticity）。

有一项令人惊叹的研究表明，当人们在学习某种特定技能（无论是语言技能还是运动技能）时，如果背景中周期性地播放某种音调（例如铃声），那么在随后的深度睡眠中再次播放该音调，学习速度会比清醒时单纯学习要快得多。这种音调在睡眠中为神经系统提供了某种提示，甚至不需要处于梦境阶段，它就能告知大脑：在清醒阶段发生的特定事件尤为重要。这种音调就像一种巴甫洛夫式的线索（Pavlovian cue），提醒睡眠中的大脑去巩固在当天特定时间所学的内容。在这种条件下，学习效率和记忆留存率（retention rates，即人们对所学内容的记忆程度）都会显著提高。

这充分说明了睡眠与专注力——这两个处于注意力状态两端的极端——之间的关键联系。在睡眠状态下，我们无法进行所谓的 DPO 分析，即对持续时间（Duration）、路径（Path）和结果（Outcome）的分析；此时我们完全处于与内在状态的关联中。因此，睡眠是核心。同样关键的还有“非睡眠深度休息”（NSDR，Non-sleep deep rest）阶段。在这些阶段，我们关闭了对刚学习事物的 DPO 分析，进入一种注意力随处漂移的阈限状态（liminal state）。事实证明，这种状态对于神经元之间的巩固和改变至关重要，它能让学习过程从刻意、艰难、充满压力和紧张的状态，转化为轻松且反射性的（reflexive）行为。

这一原理也为现代临床医生提供了预防创伤在神经系统中永久扎根的新思路。它提示我们，可以通过干预发生负面事件后的脑部状态（无论是次日、次月还是次年）来产生影响。对于许多人而言，神经塑性不仅意味着通过改变神经系统来增加新技能，还包括消除不想要的影响，例如减弱一段糟糕关系、某个特定人物或事件带来的情感关联（emotional contingency），从而减少恐惧、消除恐惧症或抹去创伤。遗憾的是，记忆本身并不会被彻底抹除，但记忆所携带的情感负荷（emotional load）是可以被降低的。而这一切的实现，都必须依赖于神经塑性。

理解神经塑性的最重要一点在于，它确实是一个双阶段过程。而主导“警觉专注状态”与“休息状态”之间转换的机制，正是触发这些变化的底层逻辑。

The Pillar of Plasticity

深度休息和深度睡眠状态是由大脑和身体中的一个系统控制的，即神经系统的一个特定部分——自主神经系统（Autonomic Nervous System）。理解这一系统的工作原理至关重要。它通常被划分为交感神经系统（Sympathetic Nervous System）和副交感神经系统（Parasympathetic Nervous System）。坦白说，这些名称有些复杂且具有误导性。交感神经通常与更高的警觉度相关，而副交感神经则与更平静的状态相关。由于“Sympathetic”听起来像“同情（sympathy）”，人们常误以为它与冷静有关。因此，我更倾向于将其称为“警觉系统”和“平静系统”，以避免混淆。

我们可以将自主神经系统想象成一个跷跷板，它在每24小时的周期内波动。我们都熟悉这种感觉：早晨醒来时可能还有些昏沉，但随后会变得更加警觉；随着夜幕降临，我们会逐渐放松并感到困倦，最终进入睡眠。在这个过程中，我们从能够进行高度专注的“时长、路径、结果”（Duration, Path, Outcome，简称 DPO）分析的状态，转变为完全脱离 DPO 的睡眠状态。在睡眠中，我们的感觉、感知和情绪是完全随机且不受束缚的。

在每24小时中，我们都有一个最适合思考、专注、学习和触发神经塑性的阶段，此时我们精力充沛。而到了另一个阶段，我们会感到疲劳，失去专注力，无法进行 DPO 类型的分析。有趣的是，这两个阶段对于按照我们的意愿重塑神经系统都至关重要。如果我们想要启动神经塑性并充分利用神经系统，就必须掌握清醒与睡眠之间的双向转换。

关于睡眠的重要性已有大量论述。它对于伤口愈合、巩固学习成果以及免疫系统的各个方面都至关重要。睡眠是我们唯一不进行 DPO 分析的时间段，对健康和长寿有着决定性的影响。然而，关于如何提高睡眠质量、如何优化入睡和维持睡眠过程，以及如何进入身体完全瘫痪的深度身心状态，讨论则相对较少。很多人并不知道，在睡眠的大部分时间里，身体实际上是处于瘫痪状态的，这可能是为了防止我们将梦境演练出来。此时，大脑处于完全空转（idle）的状态，不再控制任何事物，只是自由运行。

要掌握这种转换并改善睡眠，不仅仅关乎睡眠时长。虽然我们常被告知需要更多睡眠，但睡眠质量、进入非 DPO 思维状态的能力以及睡眠时机同样关键。据我所知，公众很少讨论睡眠时机的选择。我们可以理解，在24小时周期内分散进行的、总计8小时的多次半小时短睡，其效果显然不如连续8小时的整块睡眠。虽然有人尝试过这种所谓的“超人睡眠计划”（Uberman schedule，请不要将其与我的名字 Huberman 混淆，因为我的日程完全不同，也绝不会尝试这种方案），但很少有人能坚持下去。

另一个非常重要但常被大众忽视的领域是我们在清醒状态下的节奏。虽然大家都很关注睡眠的价值，但很少有人留意清醒时的状态：大脑何时最适合专注，何时最适合进行 DPO 类型的学习与改变，以及何时更适合进行反射性的思维和行为。事实证明，这些清醒时的节奏同样有着深远的影响。

Leveraging Ultradian Cycles & Self Experimentation

大量的科学数据指向了“超昼夜节律”（Ultradian Rhythms）的存在。众所周知，昼夜节律（Circadian Rhythms）是指周期约为 24 小时的节律，这与地球每 24 小时自转一圈同步；而超昼夜节律则在一天之中多次发生，其周期更短。在当前的讨论中，最重要的超昼夜节律是 90 分钟周期，它贯穿于我们全天的专注与注意能力之中。

在睡眠过程中，我们的睡眠被划分为多个 90 分钟的片段。入睡初期，我们经历较多的第一阶段和第二阶段浅层睡眠，随后进入较深层的第三阶段和第四阶段睡眠，接着再返回第一阶段并不断循环。这种 1-2-3-4 阶段的重复贯穿整晚。然而，当你早晨醒来时，这些超昼夜节律仍在继续。

事实证明，我们在这些 90 分钟周期内最能优化专注力和注意力。当你坐下来学习新知识或从事具有挑战性的新行为时，在周期的前 5 到 10 分钟内，大脑、神经回路以及神经调节剂通常无法立即调整到最佳状态。但随着你深入进入这个 90 分钟周期，你进行 DPO 过程（持续时间、路径、结果）、引导神经塑造以及学习的能力会显著增强。最终，在 90 分钟周期结束时，你会逐渐退出这种状态。

这些周期在睡眠和清醒时都在发生，并由自主神经系统（Autonomic Nervous System）——即警觉与冷静之间的“跷跷板”——所支配。如果你想掌控自己的神经系统，无论使用药理学工具、行为工具还是脑机接口工具，都必须理解：无论处于睡眠还是清醒状态，你的整个生命都运行在这些 90 分钟周期中。

因此，你需要学会如何“嵌入”这些 90 分钟周期。例如，在深睡时通过听录音来学习信息是徒劳且适得其反的，因为你无法获取这些信息。相反，每天进行一次集中的学习尝试是非常有效的。现在我们知道，这种集中学习的持续时间应至少为一个 90 分钟周期。你应该预料到，该周期的早期阶段会充满挑战，甚至会感到痛苦、不自然，且完全没有“心流”感。但通过在一天中合适的时间利用这些超昼夜节律，大脑中负责专注和动力的回路可以学会进入深度专注模式，从而获得更强的神经塑造能力。

例如，有些人早晨学习效果好，而下午则不然。即使不了解底层的神经化学原理，你也可以通过简单的自我观察来探索这一过程。不仅要关注每晚的入睡和起床时间，以及主观的睡眠深度，还要留意全天中大脑何时最容易感到焦虑，因为这与感知觉高度相关。你可以问自己：何时最专注？何时焦虑感最低？何时最有动力？何时最缺乏动力？通过了解感知、感觉、情绪、思维和行动在不同时间的倾向，你就能找到切入点，从而在需要时切换专注力或进行创造性思维。

这一切都始于掌控自主神经系统这个“跷跷板”。在宏观层面，它是清醒与睡眠之间的转换；在更精细且同样重要的层面，则是贯穿我们生命每一天、每小时的 90 分钟超昼夜节律。我们将探讨如何掌控自主神经系统，以便更好地获取神经塑造力、改善睡眠，甚至利用睡眠与清醒之间的过渡阶段来激发创造力。这些内容均基于过去百年、尤其是近十年来的科学研究，旨在通过特定工具让你充分发挥神经系统的潜力。

我们已经涵盖了从神经元、突触到神经塑造和自主神经系统的大量信息。如果这些内容无法一次性全部吸收，请不必担心，我们将在后续内容中反复提及这些主题。我希望通过这些基础知识，为我们构建一套共同的语言体系，帮助你思考哪些行为或情绪状态对你有效，哪些则具有挑战性。在接下来的一个月里，我们将深入探讨睡眠以及相关的“非睡眠深度休息”（NSDR）状态，研究它们如何促进学习、重置情绪能力，并提供具体工具，帮助你在睡眠时间或质量受限时依然能获得良好的恢复。