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Michael Kilgard
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好的,这是一份根据您提供的安德REW·休伯曼(Andrew Huberman)博士与迈克尔·基尔加德(Michael Kilgard)博士访谈内容,转换成的详尽、流畅且结构清晰的中文复述稿。
**引言:神经可塑性领域的先驱**
安德鲁·休伯曼博士首先介绍了本期嘉宾——迈克尔·基尔加德博士,一位在神经可塑性(即大脑响应经验而改变自身的能力)领域的世界顶尖专家。
休伯曼指出,一个多世纪以来,神经科学界的普遍共识是,只有年轻的大脑才具有显著的可塑性。然而,正是在90年代末,基尔加德博士及其同事的开创性工作颠覆了这一观念。他们发现,只要创造了合适的条件,成年人的大脑同样能够发生巨大的重塑。
这项工作的核心发现是,通过触发特定神经调节剂(如乙酰胆碱、去甲肾上腺素、血清素或多巴胺)的释放,成年人的大脑也能实现大规模的回路重塑和学习。近年来,基尔-加德博士的研究重点转向了利用**迷走神经刺激(Vagus Nerve Stimulation)**来精确控制这些神经调节剂的释放,并已在治疗耳鸣、中风甚至脊髓损伤等顽固性疾病方面取得了突破性进展。
**第一部分:神经可塑性的本质与童年发育**
大脑的动态本质
基尔加德博士首先表达了他对“plastic”(可塑性)这个词的不满,认为它听起来过于人工和乏味。他强调,大脑能够改变这个观念本身就是革命性的。我们现在知道,大脑并非一个硬连线的静态结构,而是一个每时每刻都在进行着数万亿次连接调整的、充满活力的动态系统。他认为,这种科学认知与我们日常的内心体验和人际互动感受高度一致。
童年发育:经验塑造大脑
当被问及作为一名神经可塑性专家如何看待育儿时,基尔加德博士分享了他的见解:
- 每一个细节都很重要:他意识到,从婴儿床上的挂饰(mobile)到背景中的噪音,每一个微小的感官输入都在塑造着孩子大脑的连接。他会刻意为孩子创造更丰富、更自然的感官环境,例如让他们多观察不可预测的飞鸟,而非单调重复的玩具。
- 多样性与韧性:尽管细节重要,但他也强调,没有任何一次单一的负面经历会毁掉一个孩子。大脑的可塑性是双向的,大量的、多样化的积极体验(如睡前故事、公园散步)能够建立起强大的韧性。
- “真实体验”的重要性:他特别区分了“真实体验”与“虚拟体验”。他认为,视频游戏等虚拟环境,其统计学特征(如空间频率、声音混响等)与自然世界有本质区别,并且常常为了吸引用户而被人为操控。他担忧,如果大脑的连接长期在一种被简化和操控的环境中形成,可能会影响其在真实世界中的整合与适应能力。
学习之窗与10000小时定律
休伯曼和基尔加德都同意,虽然童年早期是关键期,但大脑的可塑性窗口远比想象的要长。基尔加德引用了“一万小时定律”,指出人的一生中有很多个“一万小时”可以用来掌握新技能。孩子学习语言就是一个很好的例子,他们并非被刻意教导每一个词,而是在环境中自然地习得了数万个词汇。父母和教练的角色,更多的是创造一个让孩子能够安全地自我探索、不怕失败的环境。
**第二部分:虚拟世界对大脑的未知影响**
感官过载与神经调节剂的耗竭
休伯曼提出了一个深刻的担忧:在社交媒体时代,人们可以在十分钟内浏览上百个毫无关联的短视频。这种前所未有的、快速切换的、高强度的感官输入,会对大脑产生怎样的影响?
基尔-加德博士从神经调节剂的角度进行了解释:
- 新奇性驱动释放:大脑中负责警觉和学习的神经调节剂系统(如释放去甲肾上腺素的蓝斑核),对新奇和意外的刺激反应最为强烈。
- 快速习惯化:然而,这些系统会迅速习惯重复的刺激。
- 过度刺激的风险:社交媒体正是通过不断提供新奇刺激来持续激活这个系统。他担忧,长期、反复地过度激活这个通路,可能会耗尽神经调节剂的储备,或者提高大脑的刺激阈值,使得日常生活中的普通体验变得平淡无味,这可能是青少年抑郁和焦虑率上升的潜在原因之一。
真实体验的不可替代性
基尔加德分享了他在红海浮潜的经历。当他把脸浸入水中,看到色彩斑斓、生机勃勃的珊瑚礁,再抬起头看到岸上如月球般荒芜的沙漠时,这种强烈的感官对比给他带来了难以言喻的震撼。他认为,这种包含丰富感官统计学特征的真实体验,其深度和丰富性是任何虚拟体验都无法比拟的。
“用进废退”原则
基尔加德强调了“用进废退”的原则。如果我们的大脑长期不被要求处理某些复杂的感官输入或进行某些技能(如游泳),那么相应的大脑回路就会被削弱。虚拟世界中有限的互动方式(如滑动屏幕),可能会导致我们身体许多天生的、精妙的运动和感知能力逐渐退化。
乐观的展望:人类的自我调节能力
尽管存在担忧,基尔加德总体上持乐观态度。他认为,人类社会在历史上已经成功地适应了电视、广播、印刷术等颠覆性的技术。他相信,人们最终会通过个体的自我调节来找到平衡。他的孩子们会主动告诉他,他们需要暂时关闭社交媒体应用“休息一下”,这表明人们有能力感知到过度刺激的负面影响并作出调整。
**第三部分:神经可塑性的核心要素与学习的科学**
休伯曼在与基尔加德的对话中,逐步构建了一个关于神经可塑性的心智模型,并得到了基尔加德的补充和完善。
神经可塑性的四大支柱
- 专注(Focus):被动地暴露于信息(如睡眠时播放古典音乐)几乎不会产生学习效果。必须有意识地将注意力集中在要学习的内容上。
- 睡眠(Sleep):大量的神经连接重塑发生在睡眠期间。专注和努力之后必须有休息,才能巩固学习成果。
- 摩擦力/努力(Friction):这是休伯曼提出的一个关键概念。他认为,有意义的可塑性需要一定程度的自我驱动的努力或克服困难的过程。例如,浮潜时需要适应呼吸管的不适,这种“摩擦力”使得体验更加深刻。创伤性事件之所以能深刻地重塑大脑,正是因为它同时包含了极度的专注和巨大的“摩擦力”。
- 反思(Reflection):这是基尔加德补充的第四个支柱。他指出,学习并非只发生在事件发生的瞬间。在事件发生之后进行思考、回顾和心理演练,同样是重塑大脑的关键环节。这解释了为何自测是最高效的学习方法——因为它强制我们进行主动的反思和提取。
被动学习的局限性
基尔加德引用研究指出,仅仅被动地观看外语电视节目,学习效果微乎其微。因为缺乏互动,大脑会识别出这是“电视”,而非真实的交流环境,从而不会有效地建立新的语言回路。这再次强调了“摩擦力”和主动参与的重要性。
**第四部分:神经调节剂与精准干预**
神经调节剂:可塑性的“开关”
基尔-加德博士解释了他自己研究工作的核心:神经调节剂是启动神经可塑性的关键“开关”。
- 赫布定律的补充:“神经元同放电,共连接”(Fire together, wire together)这个经典法则并不完整。连接的加强(长时程增强,LTP)或减弱(长时程抑制,LTD)不仅取决于神经元放电的先后顺序(毫秒级),更关键的是,这个过程只有在神经调节剂(如乙酰胆碱、去甲肾上腺素)在几秒钟的窗口内到达时,才会被“盖章确认”。
- 鸡尾酒效应:令人惊讶的是,乙酰胆碱(记忆)、去甲肾上腺素(警觉)、多巴胺(奖赏)和血清素(情绪)这四种看似功能各异的神经调节剂,在促进可塑性方面,其效果是相似且协同的。它们共同构成了一个复杂的“鸡尾酒”,为大脑的特定连接变化赋予“重要性”的标签。
迷走神经刺激:精准的非药物干预
基尔加德的团队开发了一种革命性的技术,通过微小的植入式设备刺激迷走神经,来精确地、按需地释放这个神经调节剂“鸡尾酒”。
- 机制:迷走神经连接着内脏和大脑。通过向颈部的迷走神经分支施加一个微弱的、半秒钟的电脉冲,可以“欺骗”大脑,让它以为身体内部发生了重要事件(如心跳异常),从而触发一个强大的、潜意识的警觉信号,释放去甲肾上腺素、乙酰胆碱和血清素。
- 与药物的区别:与口服药物(如阿得拉)会持续、全局性地提升神经调节剂水平不同,迷走神经刺激的释放是短暂且与特定行为精确配对的。这种时间上的特异性是其成功的关键。当患者在进行康复训练(如移动中风后无力的手指)并取得微小成功的那一刻,计算机系统会自动触发一次刺激。这相当于告诉大脑:“刚刚这个动作非常重要,加强与之相关的神经连接!”
临床应用的突破
这项技术已经在多个领域取得了令人瞩目的成果:
- 中风康复:在双盲、安慰剂对照试验中,结合迷走神经刺激的物理治疗,让中风患者在短短18天内就取得了原本不可能实现的手部功能恢复。
- 脊髓损伤:在《自然》杂志上发表的最新研究中,这项技术同样帮助脊髓损伤多年的患者恢复了部分运动功能。
- 耳鸣治疗:通过将迷走神经刺激与特定的声音疗法配对,可以重塑大脑听觉皮层的异常连接,从而减轻耳鸣症状。
**结论:拥抱复杂性,走向精准修复**
基尔加德博士最后强调,我们正从一个希望用简单方案(如单一药物)解决复杂问题的时代,进入一个拥抱复杂性的时代。大脑的疾病,如精神分裂症或阿尔茨-海默病,并非由单一因素引起,而是基因、经验、代谢等多种因素相互作用的复杂结果。
因此,未来的解决方案也必然是组合式的:
- 设备:如迷走神经刺激器,进行精准的回路调节。
- 药物:无论是传统药物还是新兴的致幻剂,用于打开可塑性窗口。
- 行为疗法:包括物理治疗、心理治疗以及专注、努力和反思等行为。
他以乐观的态度总结道,尽管大脑极其复杂,但科学的进步,特别是我们对神经可塑性机制的深入理解,正为治愈那些曾经被认为无法治愈的疾病带来了前所未有的希望。这不再是关于寻找一个“银弹”,而是关于学会如何智慧地、多维度地帮助大脑进行自我修复。