從腦科學解讀考試壓力及其應對

/ 北京師范大學教授

周 瑩 / 北京師范大學科研助理

壓力是每個人都無法逃避的重要環境因素，它深刻地影響個體的心理，生理，大腦結構和功能，乃至基因表達。如何正確應對壓力，讓壓力成為個體發展的朋友而不是敵人？這篇文章深入淺出地介紹了壓力給個體發展帶來的影響，還提出了很多針對性的策略方案，相信不僅會幫助高中生及其家庭備戰高考，也會有助于我們每個人更好迎接生活中的無數次“高考”。

——欄目主持人薛貴（北京師范大學教授，985首席科學家）

每年高考，有的同學能穩定發揮甚至成為“黑馬”——金榜題名；也不乏有些發揮失常——名落孫山。面對同樣壓力，不同人之間結果迥異，我們究竟該如何應對考試壓力，才能成為贏家呢？

當面對重大緊張事件時（如高考或競技比賽等），我們往往會體驗到精神高度緊張、焦慮、急躁并伴隨著心跳加快、呼吸急促、血壓升高、全身發熱和出汗等一系列反應。這是人類在面臨重大壓力事件時所產生的普遍心理生理反應——被稱為應激（Stress，俗稱壓力）。早在1926年，美國生理學家Walter Cannon首次提出“應激”的概念，指機體正常有序的平衡狀態（即內穩態）在與環境交互的過程中，由于外環境的變化被打破所引起的一系列綜合性反應。

壓力如何影響我們心理與行為活動？

應激的心理行為表現。應激是我們生活的一部分，當面臨學生升學考試、成年人職場與社會壓力、運動員競技比賽、軍人軍事作業等情境，我們每個人都可能變成“同學小胖”，在各類應激刺激下，表現出精神緊張、焦慮、手掌出汗、心跳加速、血壓升高、坐臥不安等一系列心理生理變化。這些對大腦與心理行為產生極大調節作用。

首先，應激往往伴隨著相應的情緒與注意的變化，如亢奮、局促不安、高度緊張和焦慮、負性體驗和心境等。譬如一些考生在臨考前對與考試相關的事件高度敏感，情緒忐忑、易怒或者憂心忡忡；在考試過程中，集中注意在考試相關任務上，而忽視其他事件，在考試后又恢復到原來的穩定狀態。可見，應激使我們對內外刺激更加警覺和敏感，也在一定程度抑制了我們注意其它非相關信息和任務的能力。

其次，應激對學習與記憶有著多方面的復雜影響。一方面，應激可能瞬間強化記憶，譬如很多人都記得“5·12汶川大地震”災難發生時在做什么，和誰在一起等諸多細節，卻不記得一周之前自己午餐吃了什么。另一方面，很多同學在緊張焦慮下學習新知識，卻往往容易引起記憶扭曲或偏差，造成虛假記憶效應。也就是說，我們在高度緊張和壓力條件下正常學習和記憶能力會受到抑制，容易導致記憶力下降、錯誤記憶增加，以及考試成績不佳等現象。

另外，應激對我們高級的執行控制功能也有復雜影響，有“心煩意亂”時，也有“急中生智”時。譬如運動員在重大比賽前承受的心理壓力是巨大的，過度的緊張狀態往往導致比賽發揮失常；但是，在國際比賽中也屢屢可見一些選手良好的心理調控能力激發其超常發揮，甚至打破個人最佳紀錄。從心理行為層面來看，相同應激事件對不同個體可能造成不同的影響。這意味著，壓力大并不必然引向負面的結果，應激對每個人的影響存在相似之處，同時也伴隨著很大個體差異。如果我們了解應激對腦功能調節的工作原理，學會和應激做“朋友”，或許它就能夠更好激發個體的潛能，從而幫助我們走上新的人生高度！

圖1 長期應激情緒生理反應，來自麥克爾文 （2003）《生理學綜述》改編。

北京師范大學認知神經科學與學習國家重點實驗室教授暨IDG/McGovern腦研究院情緒與認知神經科學方向PI、博士生導師， 國家中組部“青年千人計劃”和國家基金委優秀青年獲得者。采用多學科交叉技術， 秦紹正團隊多年來致力于從“基因-腦-行為”多個層面揭示應激對人類大腦情緒與高級認知功能的調節機制，以及應激對兒童青少年腦發育、情緒與認知發展的不良影響特征及其演化規律。研究成果刊登于Science，Nature Neuroscience， Nature Communications， PNAS，Biological Psychiatry， Journal of Neuroscience 等國際權威期刊。

應激的快速和慢速生理反應。研究人員發現，面對應激事件，機體首先“應戰”的是下丘腦、垂體、腎上腺等“小分隊”（圖1），它們派遣應激的“激素斗士”來和我們身體并肩作戰。機體做出一系列生理應答反應，主要包括自主神經系統和丘腦-垂體-腎上腺軸系統（簡稱HPA-軸）高度興奮。自主神經系統中的交感神經系統會快速興奮，使我們“百感交集”，出現心跳加快、呼吸急促、全身發熱、出汗、血壓升高等，HPA-軸導致糖皮質激素等“激素斗士”的分泌。我們逐漸感到精神高度緊張、焦慮、煩躁等心理體驗。

交感神經系統是快速“先遣小分隊”。當應激的相關刺激進入大腦神經系統，立即會誘發其釋放腎上腺素等“激素斗士”，腎上腺素釋放入血液循環，會改變唾液、血液和尿液中特定成分的含量；這個過程抑制了生殖、免疫和消化系統的功能，但更有利于能量和氧氣供給，提高警覺和注意，促進機體做出快速“戰斗或逃跑”反應。但是，“先遣小分隊”的應激調節持續時間較短，通常在幾分鐘到十幾分鐘之間。

接著，由HPA-軸分隊接管應激的慢速調節，可從數十分鐘到數小時甚至幾天或更長。“先遣小分隊”中有一隊名字特別長的“激素斗士”（促腎上腺皮質激素釋放激素）負責傳遞信息，通知一個叫腦垂體的部門，進而促進促腎上腺皮質激素的釋放。再由腦垂體繼續傳遞信息，作用于腎上腺皮質，直到誘發糖皮質激素（cortisol），并喚醒HPA-軸系統。糖皮質激素是更靈活的“信使”，它能進入血液循環并擴散到全身，并進入大腦，將信息傳遞給各相應“部門”，使其做出應答；同時，它還擁有負反饋機制，調控整個HPA-軸，通知先前的幾隊“激素斗士”收工待命。糖皮質激素對機體的調節效應持續較長，它不僅能夠調節機體生理功能，如促進機體自身的適應和防御性機制以便恢復內穩態，還會對睡眠、情緒和學習與記憶等復雜生理與心理活動產生深遠的影響。

隨著認知神經科學快速發展，人腦活動由“神秘不可測”一定程度上變得更加“可視”了。科學家們通過大量相關研究，開始揭示了應激如何引起了我們如上的心理和行為反應，并探索了相關應對與干預的有效方法。

壓力如何調節我們大腦功能？

面對應激事件，大腦各相關“部門”也積極響應，主要包括杏仁核、海馬和前額葉等。杏仁核、海馬分別掌管情緒和學習記憶功能，是處理應激事件的“核心部門”，前額葉主要掌管執行控制功能，相當于“司令部”（圖2）。

圖2 大腦情緒、學習記憶和執行控制系統，由《國家兒童發展科學委員會2010》改編。

杏仁核與應激伴隨的一系列情緒變化有關，研究人員發現應激使被試杏仁核在觀看積極和消極刺激時活動都顯著增強，說明此時杏仁核處于廣泛性警覺狀態，對各類情緒性刺激“草木皆兵”。這是因為，杏仁核在“戰或逃”反應中扮演著重要角色：它能放大人對情緒刺激的感知，起到潛意識預警的作用。當危險情況發生，杏仁核會在大腦意識到刺激物之前以毫秒級的速度激活交感神經系統，甚至造成“大腦空白”的現象。

由于大型設備使用場景的專業性及特殊性，大型設備的管理都處于分散狀態，設備基本信息及使用情況透明度都不高。同時，各單位作為資產占有使用者，管理站位高度不夠，僅為滿足了本單位事業發展需求占有使用，各自為政，導致整體管理水平低下，是加強大型設備使用績效管理的“攔路虎”。

海馬主要負責應激在學習與記憶上的調節工作。 研究者發現，應激狀態下人們對負性和中性學習材料的記憶成績更好，這跟海馬激活模式相關. 但是，在應激條件下進行的歸類學習，卻容易導致記憶表征被過度泛化進而引起記憶偏差。研究證實，應激條件下記憶編碼時，海馬參與程度顯著降低。從腦與認知加工的角度來講，在應激狀態下，因緊迫性需要加之精神高度緊張、敏感和煩躁， 大腦更偏愛于用一種“囫圇吞棗”的策略來處理信息。另外，應激也可能影響記憶提取過程。

前額葉掌管執行控制功能，并負責主持大局。應激對執行功能的促進和抑制作用，取決于任務難度、應激強度以及兩者之間的交互關系。研究證實應激狀態下前額葉工作記憶相關的激活程度降低。后來，更多研究發現應激對工作記憶相關前額葉活動的影響存在抑制和促進效應，可能因不同執行功能加工過程、不同被試群體和應激強度而異。另外，當杏仁核面對過強應激情緒威脅時，前額葉高級執行功能往往會積極加入“前來救駕”，以便我們去應對相關的情緒反應，幫助個體恢復心理平衡。這種前額葉對杏仁核反應的高級調控作用，可以通過不斷學習、訓練來建立新的神經連接方式獲得。

如何學會跟“壓力做朋友”

眾所周知，即使兩個水平相當的同學去參加同一場考試，也會有不同的壓力表現，甚至取得不同的成績。這種個體差異除了與生理因素有關，更重要卻是體現在個體不同的應對策略上。譬如將注意力集中在解決問題或者集中在解決情緒就是兩種常見的應對策略，有研究認為在應激事件中，那些關注解決問題本身的人將獲得更高的學業成就。許多研究也表明，不同應對策略使得個體在心理與行為上有截然不同的效應，反過來又會影響個體對應激本身的認知。以下是幾種簡單有效的提高應激應對的策略，包括認知重評、快樂回溯、體育鍛煉、正念冥想。

認知重評——換個角度看問題。“Stressed” is “Desserts”spelled backwards. 你發現了嗎？“壓力”倒過來看就是“甜點”的意思。換一個角度看問題，甚至從完全相反的視角重新審視事件，就是認知重評要做的內容，目的是通過對事件的意義選擇新的解釋角度，從而完成情緒的調節。

站在“壓力是朋友”的角度，重新審視應激時的生理反應——心跳加速是告訴身體蓄勢待發，呼吸急促是為了使大腦獲得更多的氧氣，警覺敏感是促使我們關注和處理當前緊急信息，以便快速應對。這些反應都是對我們行為的助力，是身體已經準備好了試圖幫忙應對眼前的挑戰。緊張并不必然是我們的敵人，它也可以是一個朋友，甚至能成為一種動力，若能有效利用這種動力反而將促進個人目標的達成。當我們接受了自身的應激反應這個朋友，奇妙的情況就發生了。

哈佛實驗室將該應激反應的“助力說”告訴實驗組被試，發現他們在社會壓力測試中盡管依然心跳加速，但血管呈更放松趨勢，這與人們處于興奮的積極生理狀態更相似，也更加健康。另一組研究者同樣對實驗組被試告知了這個理論，并表示考試中伴隨的生理喚醒度與考試成績成正相關，以考察認知重評對學生GRE考試成績的影響。結果發現，在隨后的GRE模考和3個月后的正式考試中，實驗組都比控制組取得了更高的考試成績，并且報告說考試時的緊張感有效促進了自己的考場發揮水平。

快樂回溯——追憶似水年華。另一種行之有效的快速緩解緊張感的方法，就是回憶過去開心的經歷。它背后的邏輯也十分簡單：追溯快樂的記憶會增加人對積極情緒的感受，從而緩解緊張，更專注于目標本身。

現實生活中，回憶過去的成功經歷正是競技比賽中調整心態的重要方法。第一個在世界劍壇上獲得亞軍的亞洲人——欒菊杰，在1978年西班牙馬德里舉行世青年擊劍錦標賽中，她雖然先被對手擊傷，卻迅速調整心理壓力，回想起自己第一次參加世界青年錦標賽所取得的優異成績，及時調整戰術，最終獲得了世界青年擊劍錦標賽的冠軍。

研究發現對快樂往事進行回溯的被試，在后續的壓力情境測驗中有較輕的HPA軸應激反應和較低的皮質醇升高。在行為水平，他們也報告了面對壓力時更積極的情緒。即使長期處于高強度壓力狀態，每天用一點時間去回憶開心的事件，也很可能達到提高情緒，緩解緊張的作用。美國麻省理工學院諾貝爾獎生理得主Tonegawa教授及研究團隊每天去激活小鼠海馬中一段快樂記憶，發現那些原本在長期壓力下無精打采的小鼠，在第六天便恢復活力了。

體育鍛煉——生命在于運動。幫助身體提高整體抗壓能力，體育鍛煉是絕佳的選擇。從優客工場創始人、前萬科集團執行副總裁毛大慶，到新浪高級副總裁魏江雷，再到百合網聯合創始人慕巖，在企業高管的社交圈子里，跑步似乎成為成功人士的新寵。SOHO中國董事長潘石屹50歲后開始堅持跑步、健身，他表示“開始跑起來之后，我感覺我眼前的世界都亮了，心情馬上就能愉悅起來。”實驗室研究也表明，在考試前接受有氧訓練的學生在考試期間表現出較低水平的緊張情緒。

運動不僅可以緩解壓力，改善情緒，還能提高大腦工作效率。因為運動可以增強大腦血流量，提高大腦工作的能量供給，從而提升我們的認知能力。適當運動可以加強與認知相關腦區的突觸數量和連接的生成。短時的有氧運動就可以提高成年人的突觸可塑性、空間記憶水平與模式識別能力。動物實驗表明，運動可以調控大腦中與學習記憶相關的分子表達水平，從而提高記憶成績。

更令人振奮的是，運動的好處似乎“立竿見影”，不是只有長期堅持才能有所受益。研究發現一次30分鐘的跑步訓練，就能看到被試對積極情緒的提高，更高的抗壓水平，這種“運動紅利”將至少持續90分鐘。

正念冥想——生命在于靜止。如果你不喜歡運動，是個信奉“生命在于靜止”的人，那么正念冥想無疑是你減壓訓練的首選。在1970年，美國麻省理工學院和馬薩諸塞州醫學院的卡巴金博士根據佛教的修行方法——覺知、打坐，結合現代心理學理論，提出了類似于認知行為療法的“正念減壓”項目（Mindfulness Based Stress Reduction)。“正念冥想”是一種訓練大腦的方法，它通過讓人們專注于呼吸、專注于感受或其他事物，來訓練自己的頭腦，達到清晰專注的狀態，從而擺脫負面情緒對人的糾纏，提升人的心理應對能力。

世界500強企業，譬如谷歌、寶潔、通用磨坊、因特爾等紛紛為員工提供了正念冥想的項目、課程和硬件設施。參與者在感知壓力水平、心率測量上都表現出明顯改善，表明他們的身體能更好地處理焦慮。把正念冥想帶到辦公場所，除了降低員工們的壓力水平，同時也改善了專注力、頭腦清晰度、傾聽與決策能力，以及整體的幸福感。

大量醫學、心理學研究表明，正念冥想跟大腦可塑性變化密切相關，它可以促進前額葉“司令部”對杏仁核“情緒中心”的有效溝通，提高抑制性調控的效率，從而提高情緒調節能力。一項使用正念減壓的追蹤研究在訓練8周后發現，訓練后感知壓力的強度逐漸得到降低。同時負責執行調控的前額葉的工作模式得到顯著改善。通過正念協助個體更加積極有效的應對和管理應激帶來的負面情緒，逐步重塑以前額葉高級執行功能系統為核心情緒調控能力，可以緩解“壞情緒”對大腦的不良影響。

總之，應激是朋友還是敵人，取決于我們選擇如何與之相處。對于正面臨重大考試壓力的莘莘學子，人生路上除了中高考，還有很多與壓力相伴的“機會”，不如從現在開始，學習與“她”做朋友吧！祝你戰勝自己，更好地應對人生中的每個“高考”！

（本欄目內容系作者個人學術觀點，不代表本刊觀點，僅供學術討論。未經授權，不得轉載）