火树银花-不一样的大脑 刘海萍 山西白求恩医院
一大脑的神经网络:生命的“电路图”
人脑包含了860亿多个神经元,借助突触组成了一个非常庞大的网络,“大脑可以看成一个‘生物电路’”。神经元则是通过发送电化学信号相互交流,由此实现思考和行为。•功能分层:网络中分输入层(对应外部感知),隐藏层(深度加工),输出层(反馈控制),如视知觉需要枕颞等多种皮质参与识别。•动态重塑:突触可塑性使神经连接随学习经验改变。如反复练习钢琴可强化运动皮层回路,形成肌肉记忆。
二神经网络的核心作用:智慧的“指挥官”1.信息整合:将感官输入转化为行动指令,如躲避飞球需视觉、运动与决策协同。2.学习记忆:高频刺激触发“长时程增强效应”,如古诗背诵通过海马体突触强化形成长期记忆。3.情绪调控:下丘脑与边缘系统调节恐惧、愉悦等生理反应,如压力引发皮质醇升高。
三为何称为“火树银花”?
“火树银花”表示大脑,是对唐初诗人苏味道的《正月十五夜》的诗词“火树银花合,星桥铁锁开”中灯火形象的比喻。这里所说的灯火可以分别从两个层面上讨论。
结构之美:神经网络与灯火的共相
突触交织如灯火辉映。大脑中约860亿个神经元通过突触相互联系构成了复杂而精密的网络,其网络结构似火树烟花中“树”与“花”的骨架相连,而神经元之间的突触将电化学信号传入传出,似火树烟花中“树”与“花”的明灭交替构成了复杂而精密的信息传输。如利用荧光蛋白技术绘制的胆碱能神经元分布图(即神经树),神经网络的“树”与“花”的结构也类似于灯树烟花。电信号传递似银花绽放“动作电位”—神经元上瞬时的离子流像闪现着银花。“在活动的神经元集群,大脑皮层的功能实现的同步放电过程产生了像银花飞舞一样展示在大脑中的图像”。
动态之妙:学习与思考的灯火调控
突触可塑性的明暗调节。当受到外界刺激时,会相应地改变神经元突触之间的强度,即“突触可塑性”,它相当于按照环境的需要调节明暗程度一样。比如说,长期练钢琴会使得运动皮层的回路突触更容易,相当于调亮了灯。思维路径的“火花点亮”。思考一次,新的神经通路就燃烧一次。光遗传学证据表明,受刺激而兴奋起来的神经元簇能产生区域性脉冲,就像点燃神经网络中新的通道。比如对小鼠攻击行为的实验,是神经活性的重新连接可见一斑的例子。
苏味道诗歌中的“火树银花”的本意指的就是元宵节的火树银花,而把我们的大脑也说成“火树银花”,除了形象地表达“大脑”的脑回结构之精美之外,也传达了作者对于生命本身的“神圣感”。在神经网络的研究中,荧光标记、磁共振成像等技术将这种“天人合一”的图景实现,并让古老的诗经表达注入现代科学色彩。
所谓“火树银花”,这样的描写,一方面是对脑内部结构和动态过程的高度概括,另一方面是科学与文学结合的一次生动体现,也是对传统的承继,对脑的认知。
四科学用脑:守护“火树银花”
1合理规划用脑时间,避免过度疲劳
遵循生物钟规律脑是一个时钟。什么时候做什么事,各环节做什么,都要合理安排自己的学习。一般来讲,在工作学习中,上午要进行需要思维高度集中才能进行的工作,下午或晚上应多做一些简单的工作或进行娱乐放松。可依照每个人的“效率时间段”来组织用脑工作,避免长时间用脑造成效率的降低。穿插学习与休息有临床实践证明,人在脑力劳动1.5小时之后需要小憩10—15分钟。可以闭上眼睛凝思、散步、拉筋等,这样有助于血液流通,消除脑力疲劳。
2构建健康的生活方式
优质睡眠是大脑的“充电站”夜间睡眠可以将脑内代谢产物清除,有利于巩固记忆;每天要规律睡眠7~8小时,临睡前要减少蓝光电子屏幕的刺激,可尝试睡前聆听轻音乐或进行冥想。均衡营养为大脑供能•多摄入健脑食物:鱼类(富含DHA)、坚果(含维生素E)、深色蔬菜(抗氧化剂)等,可延缓脑细胞衰老。•减少高糖高脂饮食:过量糖分和反式脂肪会损害脑血管,增加认知障碍风险。运动激活脑活力每日坚持3次,每次半小时,适度的有氧运动(如快步行走、游泳)能增加脑源性神经营养因子水平,改善记忆及注意力。老年人可选用太极拳、八段锦等运动方式。
3科学用脑的“思维训练法”
多角度思考与创新避免思维定式,尝试从不同视角分析问题。例如,学习新技能(如绘画、编程)可刺激大脑建立新的神经连接,提升灵活性。终身学习与记忆强化•主动学习:每日阅读、参与线上课程,保持大脑活跃度。•记忆技巧:通过归纳总结、思维导图或联想记忆法(如谐音、故事化)提高信息留存率。
4情绪管理与环境优化
减轻压力,保持愉悦心情持续性的焦虑引起海马体萎缩,记忆受损。应进行正念冥想、与人交往或者培养业余兴趣爱好(如花木、音乐)等以减轻焦虑。营造良好脑力活动氛围•减少噪音干扰:长期暴露于噪音环境会损伤听觉和脑神经。•芳香疗法:薰衣草、薄荷等精油可舒缓情绪,提升专注力。
5警惕脑健康风险,及时干预
关注早期信号若出现频繁健忘、头痛、反应迟钝等症状,需警惕脑卒中等疾病,及时就医筛查。定期体检与科学干预高血压、高血糖等慢性病是脑病的高危因素。建议定期监测血压、血脂,遵医嘱调整生活方式或用药。头脑皮层如星辰漫布,白银走马,脑亦为神而生物,更成为艺术。如何科学用脑,使头脑之机器使用到油然而尽,常流不息,则生命的绚烂如此之多。
来源: 中国神经科学学会