如同所有的人體器官一樣,大腦也會隨著人的衰老而變老。因為,大腦的神經元會丟失、損耗和變性,如同一部機器的齒輪和螺絲一樣會磨損、脫落。大腦衰老的最典型的表現是人的健忘、丟三落四,甚至癡呆。今天,越來越多的人患老年性癡呆就是證明。
但是,不斷公布的一些新的研究卻證明,人可以老,但大腦可以不老,或者說大腦比身體所有的器官衰老得更慢,能永葆青春。大腦是如何青春永存的呢?
大腦的季節
美國紐約大學醫學院臨床神經學教授埃爾克諾恩·哥爾德伯格在其著作《智慧之矛盾》中指出,如同自然氣候一樣,大腦也分季節。但是,大腦的四季并非氣候上的春夏秋冬,而是分為三個季節:發育期、成熟期和老齡期。
如果從共性來看,所有人的大腦在出生之前到30歲左右都屬于大腦的發育期。在這個時期大腦慢慢形成了重要的認知能力。大腦的發育是一個復雜的過程,這首先體現在大腦最重要的細胞—神經元的生成。過去的研究認為,大腦中的神經元在胎兒至出生后的幾年內就停止了,因此,大腦的所有結構都是在生命發育的前幾年形成的。但是,新的研究證明,神經細胞的生成是貫穿終生的。這實際上已經證明,大腦的自我生長能力是其永不衰老的一種基礎。
但是,大腦神經元的發育和成長有一個過程。首先是神經元產生后會移行到各自的部位,然后神經元會產生樹狀的分支突起,稱為軸突。而神經細胞之間通過軸突與軸突的接觸進行聯系,這種神經細胞的交界處便稱為突觸。大腦中有無數的突觸,這也是神經網絡形成和信息多元傳遞的基礎,正如今天的互聯網一樣。
當然,大腦的神經元只占大腦細胞的1/3,大腦中的2/3是神經膠質細胞,主要有兩種類型。一種是膠質細胞,另一種是少突細胞。它們發育形成環繞和包圍神經元軸突的髓鞘,也就是一層稱為髓磷脂的脂肪保護膜。髓磷脂呈白色,積聚在一起形成腦白質,是由所有由髓磷脂包裹的神經路徑組成,與它相對應的是腦灰質,由所有神經元和較短的非髓磷脂神經路徑構成。因此,髓磷脂就像一層絕緣膜,能使神經信號沿著軸突傳遞,既可以讓信息傳遞更快,又能防止信息的短路和混淆。
大腦的不同部位并非同步生長發育,大腦中成熟最遲的是額葉,在成人早期甚至是20~30歲才會發育成熟。這與人的行為能力相吻合。實際上,一個人的成熟至少是在20歲以后,有的要到30歲以后,這與個人的經歷有關,更與大腦額葉的成熟有聯系。駕駛、投票、結婚、飲酒、服兵役等行為被社會法律體系認定為一個成人的標志和權利,但是,很多人并沒有意識到這是由大腦的額葉成熟所決定的。所以,額葉的成熟和髓鞘的形成是大腦發育和成熟期的分水嶺。
大腦的第二個季節是大腦的成熟期。盡管這種成熟期在不同的個體中有差異,而且時間段也不確定,但可以大致確認為是30歲以后到60~70歲(老年期)。毫無疑問,這一階段是大腦認知的黃金季節。然后,到了老年,則是大腦的老齡或高齡期,大腦的認知會慢慢退化,各種神經性疾病會產生。但是,大腦的衰老并非一日形成,而是在大腦的第二個季節就開始了。隨著年齡的增長,大腦的重量和體積在成年以后每10年會萎縮2%,而腦室(大腦內部含有腦髓的腔體)在體積上則有所增加。一部分大腦組織會縮小,神經細胞之間的連接(觸突)也會變得稀疏,腦槽(大腦皮質中的核桃狀腦回之間的空間)也會變得明顯,流入大腦的血液有所減少,大腦的供氧量也會降低。所有這些構成了大腦功能衰退的基礎。
結構與功能的分離
大腦體積的萎縮和神經細胞聯系的減少只是大腦結構的衰變,盡管它們構成了大腦衰退的生理基礎,但是,人的大腦的功能有時是可以與結構相分離的。也就是說,盡管大腦的結構隨年齡增長有所退化,但大腦的功能,主要是認知和智慧的功能并不會衰退,反而會長時間維持,有的人還會有所增長。
在生活中,有些人直到晚年才達到思維的頂峰并取得許多創造性的成就,因此可以稱這些人為大器晚成者,例如,控制論之父諾伯特·維納(1894~1964)。維納不僅是數學家,也是哲學家。他曾說過,“數學在很大程度上來說是年輕人的游戲”。但是,他自己的思維和創新卻推翻了自己的論斷。通過論證所有生物和人工系統中復雜組織具有同一性的假設,他在45歲時出版了《控制論》一書。他的第二部重要著作《上帝與有生命的假人》是在其70歲時問世的。
另一些大器晚成的例子在政治領域。以色列的前總理果爾達·梅厄(1898~1974)是在71歲時才擔任總理(任期1969-1974),她帶領以色列化解了諸多重大危機。梅厄任總理時的年齡比丘吉爾65歲時擔任英國首相還要晚。與梅厄相似的是南非第一位民選總統納爾遜·曼德拉,他擔任總統(1994~1999)之時已經是76歲高齡,在其任上仍然以清晰的思維和明確的方式領導著南非。
很多人在老年時會失去部分思維能力,但這并不意味著認知能力的消亡。盡管人們會有認知能力的下降,而且一部分人還會患上老年性癡呆,但是一個人仍然可以以多種方式來保持認知能力,可以稱為“流失但依舊有力的思維”。
美國抽象表現主義的創始人威廉姆·德·庫寧(1904 ~1997)是荷蘭人,1926年到美國定居。他開創的繪畫的全新方向是以他的一句名言開始的:“大樹之下無法生長新的東西。”他沒有師從什么大師,自己卻成為了大師。他在81歲高齡時說過,“一件完工的作品可以提醒我明天不必做什么”。他的很多成就是在其患了健忘癥和老年性癡呆后做出的。這也意味著,他的記憶衰退了,但是他多年來形成的智慧卻沒有凋謝。
另一個例子是美國前總統羅納德·里根,他在第二個總統任期的后期已經是在癡呆中度日,但這并沒有影響到他作為政治人物的許多正確決策,盡管總統有一個團隊,有很多工作班子。
為何智慧伴隨一生?
為什么人老了其智慧仍然存在,認知能力仍不減當年,并且能勝任工作和創造出優秀的產品出來?
這首先要歸結于大腦的特點和功能。大腦的特點和功能之一是會產生和擁有智慧,以及能力和技能。那么,什么是智慧?盡管對于智慧有很多爭論,但是可以認同的定義是,將新舊事物聯系起來,并將先前的經驗拿來解決新問題的能力。與此同時,大腦可能還有另一種特點,即擁有天賦,指的是將新事物以最純粹的形式進行再現和領會的能力。如果說智慧是后天獲得的,天賦則是先天的。與此對應的是,天賦是才能的一種最高級形式,而智慧則是技能或能力的一種最高級形式。
智慧、能力和技能可以抵御衰老或大腦神經疾病帶來的認知功能的衰退。那么,大腦神經機制中的什么東西可以讓智慧來抵御大腦的衰老呢?這就是大腦的模式識別功能。模式識別是指有機體將新的對象或問題識別為已熟知的對象或問題的能力。其實,人們在生活中的種種行為都體現了大腦的模式識別功能,即人的行動首先是由大腦的模式識別來認知事物和物體,然后用以前的經驗來完成特定的動作和任務。
例如,清晨起來,你會走進浴室看到熟悉的牙刷、牙膏、剃須刀等。你當然知道這是一些什么東西了,但是,如果沒有視覺聯合皮質(位于左腦,大致位于枕骨和頂葉之間),你就不會識別它們是什么東西。視覺聯合皮質受損的人會產生視覺物體失認癥。不過,你是幸運的,接著會去拿牙刷刷牙。你把牙刷柄拿在手上,而不是相反,這就拿對了。但是,這也有賴于復雜的神經系統的運作,因為僅僅知道是什么物體是不夠的,還要知道怎么用它。負責對一般物體進行使用的運動程序儲存在大腦的顳葉中,主要位于左腦半球。如果大腦的這部分受到損害,就會導致觀念運動性失用,不知道常用物體的使用方法,例如不會穿衣戴帽,患穿戴失能癥。
諾貝爾獎獲得者赫伯特·西蒙在與他人合著的著作中提出,人的模式識別是成功解決問題的最有力也是最重要的機制。如果沒有模式識別,我們就不得不重新認識每個對象、每件事物和每個問題,也無法用先前的經驗來解決問題。所以,貯存于人的大腦中的模式識別是一個開關,可以通過它來獲取人通過個體經驗、集體經驗和遺傳所得到的所有智慧,并用這些智慧來解決問題。
研究表明,人特定的模式識別能力在生命的早期就能夠顯現出來,而對其他模式的識別能力則會出現較晚。同時,即使是最基本的模式識別機制,也需要周圍環境提供的刺激才能發揮出來。在大腦的模式識別機制發揮作用后,才能提取在大腦中通過種種途徑所獲得的智慧來解決問題。那么人類的無數智慧通過哪些渠道獲得呢?
文化智慧(包括科學知識和技術)是人類最大的智慧,是通過語言系統和知識、信息代代相傳的智慧。其次是物種的智慧(以一系列文化編碼和轉換的方式表現出來,使特定生物能以物種適應的方式來解析世界)。再其次是集體的智慧,然后是個人的智慧,最后是個體從事某一專業或行業多年后所積累的智慧,這是決定一個人在年老時是否還有生存競爭力的重要智慧。
所有這些智慧都需要大腦的模式識別來開啟并取出來使用。所以,當一個人隨著年齡增長,他/她的大腦也隨之而衰老,并且神經細胞減少,甚至患上老年性癡呆,但是,經年累月的生活和工作使許多智慧積累貯存在大腦中,并且可以通過模式識別來調取和使用,這就有可能使人完成正常的工作,甚至創造出優異的成果來。
因此,人雖衰老了,但大腦未必會衰老。
【責任編輯】張田勘