大腦左右著生命個體對于自身、外界、空間和時間等各個維度的感知，神經(jīng)系統(tǒng)損傷則可能帶來不同類型的困擾。當我們感知五彩繽紛的世界時，當我們沉浸在喜怒哀樂的情緒中或回溯記憶時，當抑郁、焦慮、成癮、強迫癥、自閉癥困擾我們時，背后都有大腦運作的機理。
如何理解和應對這些令人感到棘手的腦疾??？情緒和記憶可以控制和編碼嗎？心靈感應什么時候會實現(xiàn)？本期問吧邀請復旦大學類腦智能科學與技術研究院博導肖曉，聊一聊關于人類大腦的奧秘。
大腦運作中的奧秘
@吃了睡睡了吃：睡著的時候，大腦還在運轉嗎？
肖曉：沒錯，睡著的時候，大腦還在運轉。睡眠除了可以幫助記憶整理歸檔以外，還可以幫助抑制負面情緒。
有一個很有名的睡眠剝奪實驗，科學家把受試者分成兩組，一組正常睡眠，另一組進行睡眠剝奪，然后讓受試者們回憶之前看到的詞匯。研究人員發(fā)現(xiàn)正常睡眠的人大部分能夠完整回憶出之前記得的詞匯，但睡眠剝奪的受試者卻只能回憶出60%的詞匯，說明充足的睡眠有利于學習和記憶。
研究者還發(fā)現(xiàn)睡眠剝奪的受試者和睡眠充足的受試者相比，會遺忘大部分正面的詞匯（如幸福、開心、歡笑）和中性詞匯（如桌子、椅子、空調），而這些睡眠剝奪后的受試者對于負面詞匯（如生氣、咆哮、傷心、哭泣）的記憶能力與充足睡眠的受試者相比并沒有顯著差異，也就是說沒得到充分睡眠會讓人更容易記得負面的東西。
睡眠的意義還在于可以讓不同的腦區(qū)之間實現(xiàn)相互溝通。在清醒時期，大腦會接受到很多來自外界的信息，這些信息本身是一種記憶，而信息還可能會引起我們產(chǎn)生正能量（正面的情緒）和負能量（負面的情緒），而這些正能量和負能量是屬于另一種記憶，我們又稱為情緒記憶。大腦中的杏仁核腦區(qū)（Amygdala）就是負能量的主要處理站之一，當大腦接收到恐懼情緒和厭惡情緒時候，杏仁核就會被激活。大腦中還有另一個區(qū)域叫做前額葉皮層（Prefrontal cortex, PFC），這個區(qū)域主要是幫助大腦處理來自外界的信息本身，比如工作記憶等等，屬于大腦中負責理性的區(qū)域。
研究發(fā)現(xiàn)，當人睡眠的時候，理性的前額葉皮層會被激活，并且開放一個叫下行抑制的通路（inhibitory top-down control），來負責抑制杏仁核腦區(qū)的活性，讓杏仁核處理的負面情緒不要繼續(xù)發(fā)酵放大，形成長時程記憶。所以睡眠的過程其實就是理智和情感的博弈，就是大腦增強理性記憶并且抑制負面情感的一個過程。前一晚睡不著覺時胡思亂想輾轉反側心痛到無法呼吸，美美地睡一覺以后頓覺神清氣爽，就是這個道理。
@宛宛啊：腦部是否也會釋放出垃圾？大腦怎樣完成清潔？
肖曉：大腦和我們身體的其他器官一樣，由各種各樣的細胞組成，這些細胞隨時都在活動，它們分解能量、進行新陳代謝。在代謝的過程中會產(chǎn)生很多代謝產(chǎn)物，這些產(chǎn)物就需要通過一些途徑在大腦里原地分解掉，或者運送出大腦。除了細胞每天的新陳代謝外，細胞也會生老病死。生病的細胞會釋放出來一些有害的物質，也需要及時地處理，否則就會堆積產(chǎn)生更壞的效果。死亡的細胞一般會由另一些細胞進行分解和吞噬，在這個過程中也會產(chǎn)生一些碎片和雜質，這些都是需要進行清理的。所以我統(tǒng)一把它們稱為“腦部垃圾”。大腦內(nèi)有一類細胞叫做膠質細胞，屬于大腦內(nèi)的免疫系統(tǒng)，負責主要的清潔任務。大腦還有血管、淋巴管和大腦外的系統(tǒng)相連，可以通過這些途徑把廢物運送出去。還有大腦和脊髓中還有一種體液叫做腦脊液，他們在我們睡眠的時候會快速滲入腦細胞間隙，進行腦內(nèi)廢物的運輸和清除。
@澎湃網(wǎng)友3UbMrm：人類大腦真的只被開發(fā)或者使用了10%嗎？
肖曉：在腦科學領域，大腦是沒有開發(fā)度這一說的。人類大腦只被開發(fā)或使用了10%，這是一個確認的偽科學，大家千萬不要相信。之所以會傳出這個謠言，最早是出自Karl Lashley的腦損傷研究，他用小動物做實驗，讓它們在迷宮里面找出口，然后發(fā)現(xiàn)他切除腦區(qū)雖然會影響小鼠走迷宮的效率，但并不影響小鼠存活，這個實驗逐漸謠傳就變成了大腦只使用了10%。
實際上，大腦的每個部分我們都在使用，現(xiàn)代科學已經(jīng)明確證實，每一個腦部區(qū)域都有其特定的功能，一點微小的損傷都會影響大腦的運作和正常功能。而且大腦基本上沒有休息的時候，就像我在睡眠問題的回答所說的，就算是睡覺的時候，大腦都有一定程度的活躍性，有些腦區(qū)的活躍性還非常強。
不過大腦也有一定的可塑性，所謂可塑性就是大腦為了主動適應和反映外界環(huán)境的各種變化，會發(fā)生一些結構和功能的改變，并維持一定時間。一般來說幼年大腦比成年大腦有更強的可塑性，更容易學習和記憶。
所以，在專業(yè)神經(jīng)科學中，大腦可以通過可塑性進行微調，但并不存在還可以開發(fā)90%、變得有超能力這種情況。
怎樣保護腦健康
@澎湃網(wǎng)友YRzyUz：請問缺覺真的會變笨嗎？是什么原理呢？
肖曉：這個問題可以分解成三個部分：缺覺，變笨，兩者相關性及其解釋。缺覺大致可以分為失眠（被動性）和睡眠剝奪（主動性）。
失眠專業(yè)上講叫睡眠障礙，有臨床診斷標準。美國精神醫(yī)學協(xié)會在第五版精神障礙診斷手冊（Diagnostic and statistical manual of mental disorders-5，DSM-5）中的臨床的診斷標準為：1、睡眠質量不佳導致睡眠障礙，其中包括：入睡困難，睡眠維持困難或者醒來無法入睡，每天無法持續(xù)入睡4個小時以上；2、睡眠障礙引起其他方面的不適，比如無法正常社交、工作、學習等；3、每周至少三天有睡眠障礙并且持續(xù)三個月以上；4、無法用其他睡眠障礙做出解釋，比如嗜睡癥、呼吸障礙等；5、不是因為使用藥物產(chǎn)生的生理效應。覺得自己失眠的朋友們可以自檢一下，看看是不是真的達到了這個標準。
另一種就是使用一些手段達到不睡覺或睡眠不足的狀態(tài)，就是睡眠剝奪。睡眠剝奪雖然聽上去不太人道，但實際上是一個很好的控制變量的方法，運用于很多科學研究。可能還有不少朋友常常不眠不休的追劇、刷手機、打游戲，也有意無意地對自己進行了睡眠剝奪。
接下來，再談談變笨。變笨專業(yè)點說就是智能（智力）降低，智力是個比較復雜的維度，包括很多不同的方面，測量的手段也很多。我們這里就簡單粗暴的用認知能力來替代。認知能力就可以說得很具體了，主要包括感知能力、注意力、記憶力、反應力、思維能力、想像能力、情緒控制能力等等。
最后，就談談睡眠對認知能力的影響。已經(jīng)有大量的實驗證據(jù)表明長時間的睡眠剝奪會導致多種生理狀態(tài)的改變，比如在動物實驗里會產(chǎn)生飲食量增加、抵抗力下降、興奮性提高、攻擊性增強、學習和記憶能力下降等等。對于人類，會表現(xiàn)出喜怒無常、情緒失控、注意力缺失、記憶力下降、反應力下降等等一系列認知障礙。所以針對你的問題，簡單的結論就是缺覺會變笨。
關于原理，因為涉及到多種認知功能，所以其神經(jīng)機制有一些差別。但簡單來說，睡眠的時候大腦并沒有閑著，是在進行各種歸檔整理工作。以記憶能力舉例，睡眠中的快速眼動（REM）期（我們睡醒后能回憶出的栩栩如生的夢就產(chǎn)生在這個階段）在睡眠時進行記憶存儲過程起到重要的作用。當人進入REM睡眠時，大腦分泌大量抑制性的膽堿類神經(jīng)遞質（Cholinergic Transmitter），這些膽堿類遞質會增強海馬腦區(qū)（Hippocampus）和皮層腦區(qū)（Cortex）的聯(lián)系，把暫存在海馬腦區(qū)中的短期信息記憶，移送到皮層進行長期儲存。這樣我們在日常生活中的記憶，就被儲存下來，可以供我們隨時調用。
@澎湃網(wǎng)友iia6Vz：如何長期保持腦部健康？
肖曉：這個問題很大，又很重要，我們大部分腦研究的目的，就是希望能夠讓人類長期保持腦部健康。保持腦健康的方法既簡單又不簡單，除了遺傳因素外，最關鍵就是保持良好的生活狀態(tài)。
首先是保持規(guī)律的生活方式，比如按時吃飯、睡覺。足夠而健康的飲食才能保障大腦供能、補充營養(yǎng)，充足的睡眠能保證大腦有時間去清除腦部垃圾；其次是堅持運動，特別是戶外運動，以保證大腦獲得充足的氧氣，陽光照射也有益于維持大腦節(jié)律和生物鐘；然后盡量保證一定量的社交，增加與他人的溝通，不但能夠獲得情緒支持，多聊天多說話也能夠刺激大腦的活性；另外要保持積極樂觀的心態(tài)，減少壓力，壓力過大會分泌一些不健康的神經(jīng)遞質損傷大腦，適當減負有益于大腦健康；最后要勤思考、多動腦，大腦越用越好，總是閑置的大腦就會越來越消極怠工。所以，家里有老年人的，鼓勵他們多打打麻將、打打牌，多和他們聊聊天，都是讓他們大腦激活起來的有效方式。
