原創蔡夢飛我是科學家 iScientist昨天

　　網上曾經流行這樣一句話——那些你走過的路，遇到的人，經歷的事，都會塑造你的人生。其實科學來講，它們塑造的可不止你的人生，它們還能塑造你的大腦。

　　大腦的生理結構和功能竟然會因為日常生活經歷而發生改變？這聽起來很不可思議，但確實有越來越多的科學家開始從神經科學的角度來研究環境如何塑造大腦了。

　　01

　　豐富環境讓老鼠更聰明

　　首先我們要了解一個概念——豐富環境（Enriched environment），它不僅僅指居住環境，更包括生活經歷、社會交往等與生活有關的方方面面，簡單理解就是日子過得充實、熱鬧、多姿多彩。與“豐富環境”相對應的概念叫做“貧瘠環境”，簡單理解就是閉塞、單調、無聊。

　　第一個關于環境如何影響大腦的研究，是由意大利科學家馬爾卡雷（Malacarne）在 19 世紀初展開的。馬爾卡雷發現，豐富環境中哺育的幼鳥，它們的大腦比同窩出生但處于隔離狀態的幼鳥更大。

　　隨后，查爾斯·達爾文也發現家兔的大腦比野兔的要小，并推測這可能是因為家兔的生長環境太過單調、局限。

　　1913 年，神經元學說的創始人卡哈爾（Cajal ）提出，環境可以刺激大腦，使得神經元之間建立新的、更多的連接。

　　唐納德-赫布 thedementiaqueen.com

　　1947 年，被譽為“神經心理學和神經網絡之父”的加拿大科學家唐納德-赫布（Donald Hebb）第一次對這個問題進行了針對性的研究。

　　赫布和女兒在家里養寵物鼠，并為這些老鼠提供了豐富的生活環境（老鼠們擁有各式各樣的小玩具，就像生活在迪斯尼樂園）。隨后，赫布通過水迷宮去評估老鼠們的學習和記憶能力，發現自家老鼠的表現比那些在實驗室單調環境中長大的老鼠要好得多。由此，赫布提出，豐富環境可以使動物的大腦發展出更加復雜的神經回路，提升認知能力。

　　豐富環境對大腦的影響參考文獻[1]，漢化：作者

　　1960 年代，羅茨威格（Rosenzweig）在赫布的基礎上進行了更加深入、系統的研究。結果發現，相比于生活在貧瘠環境中的老鼠，豐富環境會使老鼠的大腦發生如下變化：

　?。?）皮層更重、更厚——也就是認知、行動、感受能力都更強；

　?。?）乙酰膽堿酶活性更高——也就是神經傳導更快、更高效；

　?。?）神經元和神經突出都變得更大——也就是大腦整體活動水平更高。

　　羅茨威格總結道：“雖然由環境引起的大腦變化并不很大，但這種變化是千真萬確的……大腦構造及其化學成分的很多方面都可以被經驗改變。”

　　02

　　多跟孩子聊天就是最好的早期教育

　　如果生活在豐富環境的老鼠可以變得更聰明，那么人類小孩的智力表現是否也會受到環境的影響呢？

　　對此，兩位兒童心理學家貝蒂·哈特（Betty Hart）和托德·里斯利（Todd Risley）做了一項著名的研究。

　　他們選取了 42 個美國家庭，跟蹤錄音了從孩子 9 個月到 3 歲期間，家庭內部發生的所有語言交流，并且等到孩子們 9 歲時再次檢驗他們的語言和學習能力。結果發現，相對于低收入家庭的孩子，家境殷實的孩子在 3 歲時擁有更大的詞匯量，而到了 3 年級時則擁有更強的閱讀能力，以及更好的考試成績。

　　這種學習能力的差距是家庭收入造成的嗎？深入分析后，哈特他們發現，真正的原因其實在于父母為孩子提供的語言環境是否足夠豐富——對嬰幼兒來說，父母與他面對面的講話聊天，就是對他的聽覺、視覺、語言、認知、情緒、社交等等各方面能力的綜合刺激。

　　父母與嬰幼兒面對面講話聊天就是對他各方面能力的綜合刺激 Pixabay

　　以詞匯量為例，研究者發現，高收入家庭的父母通常也有較高的文化水平，因此他們平均每小時會使用 2153 個單詞；低收入家庭中的父母平均每小時使用 1251 個單詞；而貧困家庭的父母平均每小時使用 616 個。

　　此外，在與孩子的交流上，高收入家庭的父母會花更多時間與孩子閑聊，話題也多種多樣，比如“你還記得.……嗎？” “如果……會更好嗎？”而貧困家庭的父母對孩子說的話大多只是簡單的指令，如“該吃飯了”，“去刷牙”之類。

　　這些不同的親子交流形式積年累月的結果是，高收入家庭的孩子 3 歲時平均能掌握 1116 個單詞；而低收入家庭的孩子平均掌握 759 個；貧困家庭的孩子僅為 525 個。隨著孩子長大，詞匯量的差距也就造成了理解能力的差距，和學習水平的差距。

　　03

　　充實活躍的生活讓大腦減緩衰退

　　如果豐富環境能夠促進兒童的大腦發育，那么對于成年人、甚至老年人來說，環境還能改變他們的大腦嗎？

　　有科學家從這個角度切入，研究能否通過改善生活環境來預防老年人的認知功能衰退。

　　研究者們選擇了 6000 名 65 歲以上的老人，其中一些人的日常生活十分活躍，經常聽廣播、看書、和朋友們玩撲克牌，逛博物館等。4 年后隨訪發現，這些把日子過得多姿多彩的老人患阿爾茲海默癥的風險明顯較低。由此可見，適量的外界環境因素刺激，可以讓成年人的大腦更加活躍，減緩認知功能衰退的過程。

　　把日子過得多姿多彩的老人患阿爾茲海默癥的風險較低圖蟲創意

　　豐富環境甚至對受損的大腦也能產生積極的修復作用。

　　以腦中風患者為例。有報告指出，患者在中風后的 14 天內，50% 的時間臥床，60% 的時間獨處，88.5% 的時間待在臥室。簡單來說就是沒有娛樂，沒有社交，基本屬于“貧瘠環境”。

　　中風患者獨自待在病房圖蟲創意

　　于是研究人員對部分中風患者的病房進行了改造，增加了一些生活娛樂設施，讓患者可以隨時讀書、看報、聽歌、打游戲，同時也鼓勵患者多下床活動，多在用餐的時候與周圍人聊天。結果發現，相對于那些孤零零的在病房長期臥床的病人，擁有更多社交互動和休閑娛樂的患者，不僅康復速度更快，而且跌倒等臨床不良事件的發生率也大幅度降低。

　　澳大利亞的科學家也進行了一項類似的試驗，探究環境如何影響腦部疾?。X腫瘤、帕金森、腦外傷等）患者的康復效果。研究人員在病房設置了一個“活動走廊”，在這個區域里提供了多媒體設備、棋牌類游戲、繪畫和木制品培訓班、圖書室等?；颊呖梢赃x擇自己喜歡的活動項目，每天參與兩個小時，同時他們也被邀請多體驗一些不同的項目。之后，研究者發現，和那些長時間宅在病房的人相比，這些經常來活動走廊的患者們肢體活動能力變得更強，情緒也有了明顯改善，不那么容易感到緊張、消沉了，而且這種精神狀態的好轉一直持續到出院 3 個月以后。

　　我們每個人都是由基因決定的，同時又會受到環境的強烈影響。遺傳性因素，我們無法掌控，但生活環境卻是可控、可以改善的。

　　善用環境，并構建豐富的環境氛圍，不僅能改善認知功能，促進大腦健康發育，還對神經系統疾病的治療和康復有著重要的臨床意義。

　　作者名片

　　作者：蔡夢飛

　　編輯：袁玥

　　排版：凝音

　　題圖來源：圖蟲創意

　　參考文獻：

　　[1] Nithianantharajah et al. (2006). Enriched environments, experience-dependent plasticity and disorders of the nervous system. Nature Reviews Neuroscience, 7(9)， 697-709.

　　[2] Sale et al. (2009). Enrich the environment to empower the brain. Trends in neurosciences, 32(4)， 233-239.

　　[3] McDonald et al. (2018). Is environmental enrichment ready for clinical application in human post-stroke rehabilitation?. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 12, 135

　　[4] Khan, et al. (2016). An enriched environmental program during inpatient neuro-rehabilitation: A randomized controlled trial. Journal of rehabilitation medicine ， 48 (5)， 417-425.

　　[5] Sampedro-Piquero et al. (2017). Environmental enrichment as a positive behavioral intervention across the lifespan. Current neuropharmacology ， 15 (4)， 459-470.

　　[6] Brown, R. E. (2006). The life and work of Donald Olding Hebb. Acta Neurologica Taiwanica, 15(2)， 127.

　　[7] Wilson et al. (2002). Cognitive activity and incident AD in a population-based sample of older persons. Neurology ， 59 (12)， 1910-1914.

總結

以上是生活随笔為你收集整理的那些走过的路、遇到的人、经历的事…都在塑造你的大脑的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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