引言 永遠“可優化”的大腦

在這本書中，我會探討你需要了解的關于“人為什么變老”這個主題的一切。我將運用腦科學來展示如何讓余生過得充實、有意義，至少對大腦來說是這樣。我們從一群70多歲的老人開始探討，他們是哈佛大學著名研究者埃倫·蘭格（Ellen Langer）(1)的被試。

在一個晴朗的早晨，這些70多歲的老人，活潑地甚至像孩子似的跳躍著出了修道院。他們在這棟舊建筑里剛剛度過了在蘭格觀察下的5天?，F在這些老人要回家了，他們笑容滿面、生氣勃勃。此時是1981年的秋天，也就是里根執政的第一年。這些老人陽光、縱情。作為蘭格研究項目的一部分，他們剛剛穿過時光隧道，回到了22年前。對他們的大腦來說，剛過去的一周不屬于1981年，而屬于1959年。修道院里回蕩著像《麥克刀》（Mack the Knife）和《新奧爾良之役》（Battle of New Orleans）這樣的老歌。黑白電視里在播放波士頓凱爾特人隊在決賽中擊敗了明尼阿波利斯湖人隊(2)，還有美國著名橄欖球運動員約翰尼·尤尼塔斯（Johnny Unitas）為巴爾的摩小馬隊打球的畫面。這里四處散落著《生活》雜志和《星期六晚郵報》。露絲·漢德勒（Ruth Handler）說服美泰玩具公司生產了一種身材苗條、凸凹有致的娃娃，并以她女兒的名字“芭比”來命名，然后賣給尚未進入青春期的小女孩。艾森豪威爾總統簽署了《夏威夷認可法案》（Hawaii Admission Act），夏威夷成為美國第50個州。

這些老人離開修道院時之所以很開心，是因為順著記憶的小徑，他們回到了往昔。在等待回家的大巴車時，有幾個人自發玩起了觸身式橄欖球，他們中的大部分都幾十年沒玩過這種游戲了。

和120個小時之前相比，他們的狀態簡直有了天壤之別。那時的他們行動遲緩，視力、聽力和記憶力都很糟糕，有的人需要借助拐杖才能走進修道院，有的人沒法把自己的手提箱提到房間。蘭格和她的團隊檢查了他們的身體狀況并對他們的大腦進行了評估。這些基線測試證明了一件事：在進入修道院之前，這些人符合典型老年人的特征，就像演員選派部專門選來的“8位衰弱的老人家”似的。

但是老人們的衰弱并沒有持續很久。實驗結束時，他們接受了和開始時相同的測試?？闪炕母淖冏屛掖蟪砸惑@。據《紐約時報》報道，即使對這些老年人隨意觀察，也能發現他們身上戲劇性的改變。他們的姿態更穩健了，雙手抓握的力度更大，能夠更靈活地操作物品；他們的行動更加自如，簡直難以想象，都能玩觸身式橄欖球了；他們的聽力和視力也變得更敏銳了。對話抽樣顯示，他們的大腦也得到了顯著改善。第二輪的智商和記憶力測試也證實了這種結論。為了紀念這些非凡的發現，這項實驗被命名為“逆轉時鐘的研究”。

關于這個實驗，本書要講兩個內容，一是這5天里老人們身上發生了什么；二是從統計學上看，如果遵循本書中的建議將會發生什么。我很少有這種樂觀的態度，畢竟我是個壞脾氣的神經學家。我的科學家身份也意味著在本書中有關科學的敘述都有根有據，源自通過同行評審、已發表的文獻，并且經過了反復驗證。我的研究方向是精神疾病遺傳學。普遍認為的老年人一定是體弱力衰并不完全正確，只需花點時間就會發現另一種觀點，比如蘭格的觀點或者本書的觀點。

《讓成熟的大腦自由》不僅講述了大腦逐漸衰老的機制，而且說明了如何降低老化帶來的有害影響。仔細閱讀本書，你會了解到這些研究成果：如何改善記憶；為什么維持友誼有益生命；為什么應該多跳跳舞；為什么每天看幾個小時的書可以延長壽命；為什么學習一門新語言對大腦的幫助可能最大，尤其是擔心自己得阿爾茨海默病時；為什么經常和意見不同的人進行友好的爭論，其功效就像每天服用“大腦維生素”；以及為什么某些電子游戲其實具有能改善解決問題的能力。

在本書中，我們會駁斥幾個神話。忘了青春之泉中的長生不老藥吧，根本就沒有這種東西。就衰老的原因來說，磨損的破壞性遠比不上疏于維護；腦力不一定會隨著歲月的流逝而變弱。如果你能遵循本書給出的建議，那么你的大腦就能在任何年齡段都具有可塑性，都能處于學習和探索的狀態。

我們還發現了年齡增長的益處，它對頭腦和心臟都有裨益。年齡越大，你會越樂觀，越有可能看到半杯子中有水的那一面，壓力水平也會降低。所以不要聽信“老年人年齡越大脾氣越差”這樣的說法，如果做法得當，老年甚至可以成為一個人人生中最幸福的一段歲月。

四個維度入手，有效提升大腦能力

《讓成熟的大腦自由》由四部分組成。第一部分主要講如何用社會活動激活大腦，探討了諸如人際關系、幸福、容易受騙等主題，解釋了我們的情感如何隨著年齡而改變。第二部分主要講如何用思維訓練重塑大腦，解釋了隨著時間的流逝，各種認知小配件(3)會發生怎樣的改變，其中一些會隨著時間而改善。第三個部分主要講如何用好的生活習慣優化大腦，比如某些種類的鍛煉、飲食和睡眠如何延緩衰老。這三部分內容提供了一些實用的建議，既解釋了某些干預會帶來怎樣的改善，也說明了每種干預背后的腦科學。

最后一部分主要講如何用未來視野規劃大腦。其中不乏像退休這樣歡樂的主題，當然也有無可逃避的死亡主題。我把之前的內容匯總成了保持大腦健康的計劃，你需要關注方方面面的問題。自然歷史學家戴維·阿滕伯勒（David Attenborough）爵士對亞馬孫河的見解，很好地解釋了其中的原因。

年少時，我喜歡看阿滕伯勒解說的電視紀錄片，他糾正了我對自然世界的很多錯誤看法，多到我都不好意思承認。其中一個錯誤和亞馬孫河有關。我過去一直認為，這條世界上流量最大的河流應該起源于汩汩流淌的泉水，就像大多數河流那樣，它在地表流動的過程中神奇地變大變寬了。阿滕伯勒卻說亞馬孫河的源頭并非只有一個，這讓我感到沮喪。在“生生不息的星球”（Living Planet）系列節目中，阿滕伯勒過一條小河，娓娓說道：“這是地球上最大的河流亞馬孫河眾多起源中的一條?！焙髞碛终f，“亞馬孫河的很多源頭始于安第斯山脈東側數不清的小河?！边@太令人失望了！占世界淡水20%的大河竟然沒有單一的起源。它有很多小的源頭，萬眾一心匯聚成了泱泱大河。

我們會反復見到這種模式。以“定律4”那部分內容為例，科學證明，很多因素促成了記憶的洪流，包括避免壓力、經常進行有氧運動、上周看書的數量、目前感受到的疼痛以及晚上的睡眠質量。這些因素就像小河，每個都為亞馬孫河式的記憶能力做出了貢獻。

我們知道，想要老年時保持良好的大腦功能，就需要從年輕時即保持良好的生活方式，這些生活方式發揮著類似安第斯山脈上小河的作用。為了搞清楚如何保持頭腦的活力，這本書會踏入每條小河，探索它們各自的貢獻。

在本書的結尾部分，我會講述科學家如何嘗試進入衰老過程中的分子體系，鼓搗它的“必然性編碼”，試圖逆轉不可逆的過程。作為一個有資格進入美國退休人員協會的父親，我真心誠意地支持這種努力；但是作為一名有資格進入該協會的科學工作者，我用適度的科學暴脾氣調和了我的熱情。

至此，我們會重新探討蘭格實驗中充滿活力的70多歲老人們，因為蘭格的時光隧道的研究結果說明了一切。時間無疑會冷酷無情地踐踏人們的感受，我不會給這種嚴酷性裹上糖衣，但是看完這本書，你會認識到年老不只是疼痛、痛苦和渴望回到過去。

我們變老的時機比較好?；仡櫿麄€人類歷史，人類這一物種的預期壽命平均為30歲。預期壽命代表了通常的標準。這個數字一直在穩步增長。假設你生活在1850年的英格蘭，你一般會在45歲左右離世。如果你生活在1900年的美國，你大約會在49歲時辭世。到1997年，你能活到76歲。

現在的情況又不同了。2015年出生的美國人估計能活到78歲，女性能活得更長一點，男性則稍短。2000年以來，人均壽命提高了10%，這個數字相當驚人，而且還會繼續增加。

在探究一種生物能夠存活的年限時，我們會說到“壽命”（longevity）——更恰當的說法是壽命測定。這個數字間接地受到基因的影響，所以“遺傳壽命測定”這個表述，更為研究者所接受。

這個概念不同于“最長壽命”（maximum life span），而這兩個概念又都不同于“預期壽命”（life expectancy）。我們很容易把它們混為一談，這會讓研究者大為苦惱?？茖W期刊《自然》幾年前給出了簡潔的定義：“最長壽命是純粹生存年數的累計。它不同于預期壽命，預期壽命指的是從出生或從任何給定的年齡開始，預計能活多長時間的精算值?！?/p>

從這個角度看，壽命指的是在理想條件下，你可以在地球上度過的時間。預期壽命指的是你有可能在地球上度過的時間，畢竟這里的環境從來都不是完全理想的。這是你能活多久和你將活多久之間的區別。

那么人類能活多長時間呢？出生日期有據可考的最長壽者活了122歲。大多數長壽老人的壽命在115歲到120歲。你必須扛過很多生物大風暴的襲擾才能活到120歲。雖然并非絕對不可能，但能做到的鳳毛麟角。

我們正在探索如何能扛到趨近我們的最長壽命。正像本書所說，我們正以前所未有的身心健康狀態，努力實現這個目標。但是本書不會告訴你，你將如何老去。那是因為老年人具有相當大的可變性，甚至可以說因人而異。先天和后天錯綜交織在一起，像跳著復雜的狐步舞。大腦具有很大的靈活性，會對環境做出顯著的反應，這成為很多大腦研究的重要干擾因素。大腦不是天生固定不變的。設想你在讀這句話時，發現我漏寫了句子末尾的句號，于是關于我漏掉句號的這個行為、我告訴你的事實情況，以及你可能想證實我說的是否是真的，對這些事的思考都會激活你的大腦。

大腦磨損的原理和補償措施

每當大腦在進行學習時，神經元之間的連接就會發生改變。具體會是什么樣子呢？神經回路的改變有很多選擇：有的改變包含神經元長出新的連接；有的改變是放棄某些連接，在其他地方形成新的連接；有的改變只涉及兩個神經元之間被稱為突觸強度的電關系。

你可能在高中學過，大腦是由具有電活性的神經細胞——神經元連接而成的，但你可能忘了它們長什么樣。為了解釋它們的樣子，我想介紹你認識我家花園里的“第一夫人”——兩棵優美的日本楓樹。它們很漂亮，更像灌木，而不是樹。它們長著精致的掌狀樹葉，到秋天會變成深紅色。這些葉子長在交織纏繞的樹枝上，樹枝匯聚成又矮又粗的樹干。繁茂的樹枝幾乎把樹干都遮住了，你只能看到伸出泥土的一點點。楓樹在地下的部分分裂成不那么錯綜復雜的根系，就像大多數植物一樣。

盡管神經元有很多形狀，大小各異，但所有神經元的基本結構都一樣，看起來就像我家花園里的“第一夫人”。典型細胞的一端有著復雜到不可思議的樹枝狀結構，被稱為樹突。這些樹突匯聚成一個軸狀結構，被稱為軸突。不過和日本楓樹樹干不同的是，神經元在樹突匯集的地方有個凸起。這個重要的凸起叫細胞體，它的內部有一個小小的球形物，也就是神經元的細胞核。那里有細胞的命令與控制結構，也就是雙螺旋結構的分子DNA。

有的軸突又短又粗，就像日本楓樹的樹干；有的軸突又細又長，就像松樹的樹干。很多軸突包裹在被稱為白質的“樹皮”里面。在軸突的另一端是根系，就像植物的根系一樣，神經元的根系由名為終樹突的分支結構組成。終樹突通常不像樹突那樣錯綜復雜，但發揮著傳遞信息的重要作用。

大腦的信息系統像大多數的燈泡一樣靠電運行，神經元的形狀有助于電信號的傳遞。為了理解信息的傳遞方式，請想象把一棵日本楓樹連根從土里拔出來，然后把這棵楓樹舉到另一棵楓樹的上方，并且不要讓它們互相碰到，而是將上面那棵楓樹的根系懸在下面一棵楓樹的樹枝上方。

現在想象這兩棵樹是兩個神經元：上方神經元的終樹突（根）靠近下方神經元的樹突（樹枝）。在真實的大腦中，電從神經元上方的樹突向下來到軸突，再來到終樹突，再往前是兩個神經元之間的空隙。信息要被傳遞，電就必須跳過這段空隙。神經元之間的連接被稱為突觸，之間的空隙就是突觸間隙。那么信息是如何完成跨越這個間隙的撐竿跳的呢？解決之道就在于像根一樣的終樹突的尖端。其上有一些念珠似的小包，內含神經科學中最著名的物質，即神經遞質。你一定聽說過其中幾種，如多巴胺、血清素、谷氨酸。

當一個電信號抵達神經元的終樹突時，這些生化“名流”中的一些會被釋放到突觸間隙里，相當于在說“我需要把一條信息傳遞到對面去”。接著，神經遞質盡職盡責地完成跨越海灣的航行。航程并不長，大多數間隙只有大約20納米(4)。穿越海灣后，它們會和另一個神經元樹突上的受體相結合，就像把船系在碼頭上。細胞會感知到這種結合，并得到這樣的信號：“哦，我最好做點什么。”在很多情況下，“做點什么”也意味著變得興奮起來。然后興奮從樹突傳遞到軸突，再傳遞到終樹突。

運用生物化學跳過兩個神經元之間的空隙雖然很巧妙，但電回路通常沒那么簡單。想象把幾千棵日本楓樹像上文描述的那樣排列起來，就有了大腦中基本神經回路大概的樣子。即使如此，這也過于簡單了，一個神經元和其他神經元之間的連接數量通常在7 000個左右，當然這只是個平均數，有些神經元的連接超過10 000個。在顯微鏡下，神經組織看起來就像數千棵日本楓樹擠在一起，被F5級龍卷風(5)狂吹著。

大腦學習新事物時，這些結構會發生靈活的改變。年齡的增長會讓它們受損，但這種損害是非常個人化的。大腦不只是對外界環境做出反應，也會對它所觀察到的自身的改變做出反應。它是怎么做的？我們不知道。但我們知道，如果大腦感到改變有可能是負面的，它就會采取應急措施來解決。細胞侵蝕、斷開連接或干脆停止工作，這些變化可能引起行為的改變，但未必總是如此。原因在于大腦會開足馬力進行補償，根據新計劃重新布線。

衰老的罪魁禍首是什么？這是一個熱門主題。有些科學家猜測是免疫系統缺陷造成了衰老（免疫學理論）；有些科學家把衰老歸咎于功能失調的能量系統（自由基假設；線粒體理論）；還有些科學家認為主要原因是系統炎癥。誰是對的呢？答案是都對，或者說都不對。每種假設只解釋了衰老的某些方面?？偟膩碚f結論就是：隨著我們變老，很多系統遭到了損害，但哪些系統最先出問題則因人而異。

地球上有多少人就有多少種衰老的方式。這就像買牛仔褲，沒有一個尺碼適合所有人。當然也存在可歸納的模式，研究大腦就是發現這些模式的好方法。但是為了獲得準確的認識，我們不得不偶爾看一看模糊的統計學鏡子。沒關系，我們看起來依然很棒，只是稍微老了一點。

我們的目標是了解怎樣的生活方式可以給控制壽命的生物齒輪不斷上油。幸運的是，老年科學研究資金充裕。科學家發現了很多在大腦衰老過程中我們可以做的事情。這些年的所有發現被歸結為了一點：科學在改變著我們對大腦護理和營養方面的看法。這些發現令人著迷，很多都出乎人們的意料。最令人愉快的主題之一就是本書“定律1”那一部分的內容，即擁有很多朋友會讓人快樂起來。