人類大腦看似一團(tuán)簡(jiǎn)單的灰色粘性物質(zhì)，但其功能卻如此強(qiáng)大。我們了解越多，越覺(jué)得它很神奇。
但關(guān)于大腦，大家的疑惑還有很多，比如：
我們的大腦會(huì)“關(guān)機(jī)”嗎？
為什么有的人年老了還很“聰明”，而有的人剛剛中年就覺(jué)得大腦“一塌糊涂”，這由什么決定呢？
還有人聽(tīng)說(shuō)腸道可以影響大腦決策，這聽(tīng)起來(lái)不可思議，科學(xué)家怎么解釋？
……
《新科學(xué)家》（New Scientis）雜志為我們梳理了大腦方面的一些知識(shí)和研究進(jìn)展，特別是近期受到普遍關(guān)注的“腸道微生物與腦健康”方面的內(nèi)容。
睡覺(jué)的時(shí)候大腦也休息嗎？
當(dāng)你休息時(shí)，你會(huì)覺(jué)得大腦似乎也“關(guān)機(jī)”了，事實(shí)并非如此。只要人一息尚存，大腦神經(jīng)元會(huì)一直工作。
“在你覺(jué)得自己什么也沒(méi)有做的時(shí)候，大腦還在繼續(xù)處理大量信息。”復(fù)旦大學(xué)的丹尼茲·瓦坦西弗爾（Deniz Vatansever）說(shuō)道。
因?yàn)榇竽X別無(wú)選擇，需要時(shí)刻保持戒備，這對(duì)于人類祖先來(lái)說(shuō)生死攸關(guān)。生活在現(xiàn)代世界的我們不再擔(dān)心隱藏在灌木叢中的豹子會(huì)突然撲上來(lái)，但我們?nèi)孕枰３志X(jué)，或是警惕其他類型的危險(xiǎn)，或是從中發(fā)現(xiàn)機(jī)會(huì)，這些都需要大腦保持持續(xù)的工作狀態(tài)。
休息時(shí)，我們的大腦處于特殊活動(dòng)模式......20世紀(jì)90年代，神經(jīng)科學(xué)家掃描了閉目靜躺的人的大腦，研究發(fā)現(xiàn)，他們此時(shí)還都有相當(dāng)活躍的大腦活動(dòng)。不久，研究人員繪制出了安靜休息狀態(tài)下的大腦活動(dòng)區(qū)域圖，這種狀態(tài)的大腦活動(dòng)模式被稱為“大腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)的缺省模式”。而在我們執(zhí)行注意力高度集中的任務(wù)時(shí)，這些區(qū)域很少活動(dòng)，當(dāng)大腦“關(guān)機(jī)”后這一區(qū)域才開(kāi)始活躍起來(lái)。
一些證據(jù)表明，缺省模式的大腦也很忙碌：
思考總結(jié)。睡眠中的大腦還要做儲(chǔ)存白天經(jīng)驗(yàn)的工作，以供今后提取利用。（詳見(jiàn)：睡眠不好會(huì)變笨？缺深度睡眠時(shí)，大腦沒(méi)法整理近期記憶）2017年，瓦坦西弗爾和他的同事證明，這是我們不需要刻意關(guān)注就能控制事物的能力的基礎(chǔ)，比如系鞋帶或沿著熟悉的路線駕駛。
清除有毒有害分子，調(diào)節(jié)荷爾蒙水平。
植物人有大腦活動(dòng)嗎？
即使是長(zhǎng)期陷入植物人狀態(tài)，完全沒(méi)有意識(shí)，對(duì)外界刺激沒(méi)有任何反應(yīng)的人，也有一定程度的大腦活動(dòng)。
例如，當(dāng)讓他們想象打網(wǎng)球場(chǎng)景時(shí)，他們大腦中負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)技能區(qū)域的血流量會(huì)明顯增加，表明這些神經(jīng)元正在被激活。
只有當(dāng)人真正死亡之后，大腦神經(jīng)元才會(huì)完全停止工作。
美國(guó)辛辛那提大學(xué)的杰德·哈丁斯（Jed Hartings）發(fā)現(xiàn)，在人死亡之后，神經(jīng)元還有最后的爆發(fā)，當(dāng)心臟不再向大腦泵送血液，大腦不再獲得氧氣供應(yīng)時(shí)，神經(jīng)元還能利用儲(chǔ)存的能量維持3min的活躍狀態(tài)，然后大腦才永遠(yuǎn)“關(guān)機(jī)”。
大腦具有一定程度抵御退化的能力
大腦退化是人生不可避免的一個(gè)事實(shí)，當(dāng)人漸漸老去之時(shí)，很多人的大腦認(rèn)知能力也隨之退化。
但也有例外，一些高齡老人仍然能夠一直保持清醒的大腦，他們的大腦為什么能抵御退化呢？
實(shí)際上，人在40歲時(shí)大腦就開(kāi)始萎縮，特別是前額葉、大腦紋狀體和海馬區(qū)的大腦細(xì)胞退化得更快，這些大腦區(qū)域負(fù)責(zé)最復(fù)雜的思考、運(yùn)動(dòng)和記憶等大腦活動(dòng)。
隨著時(shí)間的推移大腦會(huì)退化，這聽(tīng)起來(lái)令人沮喪，但還是有一些好消息的。
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神經(jīng)元再生
雖然在我們出生后大多數(shù)腦細(xì)胞就已經(jīng)產(chǎn)生了，但研究表明，年過(guò)90的高齡老人還能產(chǎn)生某些類型的神經(jīng)元，這也是為什么有些人的大腦能夠抗拒無(wú)情歲月摧殘的原因。
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認(rèn)知儲(chǔ)備
如何抵御大腦退化帶來(lái)的不利影響，可能與大腦認(rèn)知能力儲(chǔ)備有關(guān)。認(rèn)知能力儲(chǔ)備并不僅僅只是你擁有比其他人更多的神經(jīng)元，還與神經(jīng)元之間的聯(lián)系有關(guān)。
當(dāng)與年齡有關(guān)的大腦退化發(fā)生時(shí)，或當(dāng)受到某種疾病困擾時(shí)，認(rèn)知能力儲(chǔ)備可作為一種補(bǔ)償機(jī)制，幫助重新開(kāi)辟大腦信息傳遞通道，大腦才能繼續(xù)有效運(yùn)行。
那么什么可能影響認(rèn)知儲(chǔ)備？
高層次教育可提高認(rèn)知儲(chǔ)備能力；
疾病會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知儲(chǔ)備下降，如肥胖癥和胰島素抵抗等；
基因也與認(rèn)知能力有關(guān)，基因變異與阿爾茨海默氏癥易感性有關(guān)，也與大腦如何利用能量?jī)?chǔ)備以及如何應(yīng)對(duì)損傷和病原體有關(guān)。
提高認(rèn)知能力儲(chǔ)備還有其他途徑。
比如，音樂(lè)、社交、充足的睡眠、說(shuō)多種語(yǔ)言等都能給大腦帶來(lái)一定的益處；
健康的身體對(duì)大腦健康也有好處。
“要保持大腦健康，就需要經(jīng)常鍛煉。”英國(guó)倫敦國(guó)王大學(xué)的斯蒂夫·哈瑞吉（Steve Harridge）說(shuō)道。經(jīng)常鍛煉能夠改善和提高記憶力、注意力、大腦處理速度，也能夠提高計(jì)劃能力和多任務(wù)執(zhí)行功能。
鍛煉要盡早。劍橋大學(xué)的理查德·亨森（Richard Henson）和他的同事發(fā)現(xiàn)，人到中年時(shí)所做的一些事情，如室外工作和教育等，都會(huì)對(duì)進(jìn)入老年后的大腦健康產(chǎn)生影響，而退休后鍛煉活動(dòng)的效果不如中年時(shí)的提前“儲(chǔ)備”。
“中年期參加更多活動(dòng)，做好認(rèn)知儲(chǔ)備很重要，二三十年后將給大腦健康帶來(lái)莫大好處?！焙嗌f(shuō)道。
腸和腦關(guān)聯(lián)
腸胃對(duì)大腦產(chǎn)生影響，這是真的！
例如，惡心反胃的感覺(jué)，會(huì)增加我們對(duì)某些不道德行為的厭惡感，這是腸胃感覺(jué)對(duì)大腦判斷產(chǎn)生影響的例子之一。
人們往往對(duì)此表示不可思議，但是這一現(xiàn)象的確有跡可循。
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腸胃實(shí)際上也是一種有感知的人體器官
對(duì)進(jìn)入體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、有毒成分和病原體進(jìn)行檢測(cè)，并將信息傳遞到我們大腦中，大約有5億神經(jīng)元一起協(xié)作完成食物的消化過(guò)程。這一點(diǎn)很容易被我們所忽略。
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微生物的作用
人體腸胃還是重達(dá)2公斤的微生物的家園，我們體內(nèi)的微生物群系影響著每一個(gè)身體器官，包括大腦在內(nèi)。
大量實(shí)驗(yàn)表明，腸道微生物群落的變化會(huì)導(dǎo)致老鼠行為改變，有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致不合群和孤獨(dú)癥。微生物群對(duì)處于發(fā)育兒童的大腦有著特別重要的意義。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，腸道內(nèi)缺少一種叫做雙歧桿菌微生物的幼鼠，學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)表現(xiàn)得很差。
同時(shí)，來(lái)自人體的證據(jù)也越來(lái)越多。一項(xiàng)影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵乳飲料中的益生菌對(duì)休息中的大腦活動(dòng)以及對(duì)他人情緒表情的反應(yīng)都大有益處。2019年比利時(shí)一項(xiàng)對(duì)1054人的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，抑郁癥人群中某些種類腸道細(xì)菌的數(shù)量比一般人要少。
除了抑郁癥，這幾類腦部疾病和腸道菌息息相關(guān)。有線索表明，某些神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如自閉癥和阿爾茨海默癥等，都可能與腸道細(xì)菌有關(guān)（詳見(jiàn)口腔疾病會(huì)導(dǎo)致癡呆？）。另外，帕金森氏癥的標(biāo)志——突觸核蛋白纖維，一開(kāi)始也是在腸道中出現(xiàn)的，然后才向大腦擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，我們不知道是什么原因?qū)е碌模赡苁且环N未知的微生物或毒素。（詳見(jiàn)腸子里的蛋白還能“爬”到大腦里，使人患上帕金森？；）
研究發(fā)現(xiàn)，一些細(xì)菌甚至以大腦中一種與抑郁癥相關(guān)的被稱為GABA的化學(xué)物質(zhì)為食。
腸道與大腦之間關(guān)系的研究目前還處于初級(jí)階段，但這類研究促進(jìn)了以微生物群系為標(biāo)靶改善心理健康的新藥的開(kāi)發(fā)，這類藥物被稱為精神益生菌（psychobiotics）。
愛(ài)爾蘭科克大學(xué)的約翰·克萊恩（John Cryan）看好這類藥物的前景，但要確認(rèn)哪些微生物對(duì)哪些疾病有好處，以及如何將這些微生物遞送到腸道，還有很長(zhǎng)的路要走。
微生物代謝產(chǎn)物將是未來(lái)研究熱點(diǎn)。我們腸道中數(shù)萬(wàn)億數(shù)量的微生物在身體的代謝活動(dòng)起著重要的作用，它們會(huì)產(chǎn)生大量人體能夠吸收的化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)中哪些會(huì)進(jìn)入大腦，并對(duì)大腦產(chǎn)生什么影響，是研究人員目前的研究重點(diǎn)。克萊恩表示，大腦會(huì)被腸道中的微生物影響，聽(tīng)起來(lái)很奇怪，但考慮到這些微生物一直在與我們共生共存共同進(jìn)化，這也就沒(méi)有什么好奇怪的了：“腸道微生物是我們的朋友，它們對(duì)早期大腦的發(fā)育有著非常大的影響。微生物與大腦的關(guān)系非常重要，我認(rèn)為這種關(guān)系正是進(jìn)化的產(chǎn)物。”
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