大腦終生都在發生變化——神經的可塑性
“要是我小時候學過一門樂器就好了，現在學已經太晚了?！蔽覀冎械脑S多人都曾有過類似的想法。的確，大腦在兒童時代的可塑性非常強。從語言到運動，孩子學任何東西看起來都很迅速而自然。但是為什么孩子的大腦能夠在如此短的時間內學得如此多，又如此輕松呢？
因為人類的設定即是如此，一個年幼的個體必須盡快學會在世界上存活。在大腦中，細胞不僅能夠建立彼此之間的聯系，而且能夠將已建立好的連接分開（即修剪）。正如你所注意到的，這種機會，一旦錯過就不再有。不過，大腦的應變能力（用科學術語來說是神經可塑性），可能是大腦最重要的品質。因為即使大腦的靈活性在成年之后比不上孩童時那么好，其可塑性也不會完全消失。即使是成年人（哪怕是80歲的老人）也具有神經可塑性。為了準確了解大腦在成人中的影響和變化，我們去看一看42歲的美國女性米歇爾·麥克（Michelle Mack）的故事吧。她奇特的人生軌跡改變了我們對人腦真正能力的理解。
你的生活方式改變了你的大腦
在基因或環境對我們的影響這一問題上，人們的熱情時起時伏，但觀點卻日益極端、奇特。今天我們當然知道，我們的命運既不是基因決定的，也不是環境決定的，而是兩者的結合。我們也知道基因和環境密切相關，例如環境會通過復雜的生物機制影響我們的基因——我們的DNA（脫氧核糖核酸）。
有幾個數字清楚地表明，基因不是組成你的大腦或決定你個人的唯一因素。你擁有大約2.3萬個基因。你也有大約一千億個腦細胞，而它們之間又有大約一百萬億個連接。你那2.3萬個基因不可能控制這一百萬億個連接。原因很簡單，大腦太復雜，不能由一個確切的、預先決定的基因程序來掌管。
你的基因為你的腦細胞如何創造和死亡，以及它們之間如何連接和斷開奠定了基礎。但是，這一切是如何發生的，你養成了哪些性格特征以及你的心理狀態將如何受你的生活經歷影響，則取決于你生活在什么類型的環境中，也或多或少取決于你的生活方式。
就生活方式而言，這本書的關注點在體育鍛煉方面——雖然它不是決定我們大腦發展的唯一外在因素。但研究發現，體育鍛煉對大腦功能起著舉足輕重的作用，其重要性甚至超越了我們大多數人的理解范圍。
只有半個大腦的女人
米歇爾·麥克于1973年11月出生于弗吉尼亞州。早在她出生幾周后，她的父母就注意到有些事情不對勁。米歇爾無法集中注意力，無法正常移動她的四肢，特別是她的右臂和右腿。她的父母多次帶她去專家那里檢查眼睛，想弄清楚她是否患有腦癱。但專家們都說不是腦癱。他們所咨詢的神經科醫師們都不能通過米歇爾的癥狀和X光片結果判斷她得了什么病。在20世紀70年代早期，我們的現代技術［即CAT掃描（Computerized Axial Tomography）和MRI］仍處于早期不成熟階段。到了米歇爾3歲時，她還不會走路，也幾乎不能說話。此時，她的醫生建議她再接受一次X光檢查，因為自她第一次接受X光檢查以來，醫療診斷技術已經取得了很大的進展。1977年，米歇爾的CAT掃描結果令米歇爾的父母以及她的醫生感到十分震驚。米歇爾沒有左腦。問題可能發生在她還是個胚胎時。
一種可能性是米歇爾在出生前遭受過中風①；另一種可能性是她的左頸動脈發生了阻塞，血液無法流向大腦左側?？傊瑳]有人能夠提供明確的答案，但有一點很明確：米歇爾左腦中超過90%的部分都遺失了。
人們通常認為大腦的左側掌管著分析和理性（即數學和語言思維的所在地），而右側則掌管著藝術和創造性。盡管這樣的劃分有些絕對，但也不會和事實差得太遠?？紤]到大腦左側所承擔的一系列任務，米歇爾的許多癥狀突然有了解釋。她無法正常說話可能因為她大腦缺失了管理語言的部分。而且由于大腦的左側也負責身體右側的移動（反之亦然），所以毫無疑問，她的右手和右腿移動起來都會有困難。
然而，最讓人感到驚奇的，不是米歇爾在出生后第一年的表現，而是后來發生的一切。在接下來的人生里，她以醫生沒有想到的速度，成功地掌握了她先天所缺乏的能力。她學會了走路、說話、閱讀……而且水平和普通人差不多，只是學得比同齡人稍微慢一點。
如今，米歇爾在許多方面過著和普通人一樣的生活，甚至在她的教區做著一份兼職工作。即使沒有具備相應功能的大腦區域，米歇爾對單詞的掌握能力也接近正常水平了。雖然她的右臂和右腿活動能力有限，但她可以照常行走。
測試表明，米歇爾在抽象思維方面存在一些困難，但她被賦予了對細節的非凡記憶力。由此她擁有一項特異功能：她可以立即回答出任意一天是星期幾。例如，如果米歇爾被問到2010年3月18日是星期幾，她可以幾乎不假思索地答出“星期四”。
米歇爾的右腦接管了原本應該由她缺失的左腦處理的任務。曾經有研究表明，少部分的腦組織缺失的確可以被其他的部分彌補，但很少有人能完成如此大范圍的大腦重構，以至于讓剩下的一個大腦半球彌補了失去的另一個半球。米歇爾的腦細胞連接在腦組織里隨處可見，讓她的大腦右半部分看起來有些擁擠。米歇爾在視覺空間定位方面存在問題（即判斷距離和空間定向的能力）。視覺空間定位的中樞通常存在于右腦（即米歇爾完好無損的部分），所以人們覺得，由于米歇爾的大腦右側需要同時承擔屬于左腦和右腦的雙重任務，使得容量有限的右腦無法圓滿完成全部任務。
米歇爾具有記憶日期的特殊能力可能并非偶然。我們大腦的兩個半球以一種叫“詹代保護”②（Jante’s Shield，即整體優于突出的個體）的形式相互作用。大腦的一個半球不會只彌補另一個半球的功能，也可能抑制對方。這樣的抑制功能會防止某一區域變得太強大，以免腦部的各個區域失去平衡。這也說明了為什么我們大多數人都能擁有一套完整的生存技能，不是只擅長某些領域，而在其他領域表現得很差。如果大腦的兩個半球之間無法溝通，腦部各區域的平衡也可能會喪失，有些能力會變得異常，這往往會危害他人。
行走的谷歌
美國人金·匹克（Kim Peek）是電影《雨人》（Rain Man）中達斯汀·霍夫曼（Dustin Hoffman）所扮演的雷蒙·巴比特（Raymond Babbitt）這一角色的原型。匹克的胼胝體（callosum，一種神經纖維束）在出生時受到了損傷。胼胝體是大腦的一部分，它連接了大腦的左右半球。胼胝體的損傷會引起大腦左右半球的溝通錯誤。匹克4歲才學會走路。醫生認為他有嚴重的精神疾病，并建議送他去精神病院。
但就像米歇爾的例子一樣，匹克以人們無法預見的方式成長了起來。
大約5歲時，匹克學會了閱讀，每當他讀完一本書時，他都會把書的封面朝下放好。他的父母驚訝地看到家里很快就堆滿了封面朝下放置的書本。那時，匹克就對書中的細節展現出了令人難以置信的記憶能力——他可能展現了人類有史以來最好的記憶力。他可以同時閱讀一本書的左右兩頁——左頁用左眼，右頁用右眼。他每10秒就能讀完一頁，1個小時便可讀完整本書。他最喜歡的消遣方式是去公共圖書館，在那里，他每天會讀8本書。
他能記住讀過的約1.2萬本書中的所有內容。他的腦海中擁有難以計數的各類信息，從莎士比亞到英國王室，再到完整的美國郵政編碼列表。如果有人能被稱為“行走的谷歌”，那毫無疑問是金·匹克。
與米歇爾·麥克一樣，匹克也可以立即說出前后數十年中任意一天是星期幾。人們經常走到匹克面前，告訴他自己的出生日期，問他自己是星期幾出生的。他不僅能立刻給出正確的答案——“你出生在星期天”，還可以補充說，“你這星期五就滿80歲了”。
金·匹克的能力是如此獨特，他被稱為“金電腦”和“超級怪人”。但對他來說，生活不是一件簡單的事。他在社交場合不知道怎么說話，而且幾乎不會自己穿衣服。他盡管有著非凡的記憶，智力測試結果卻低于正常水平。每當神經學家要求對他進行科學研究時，匹克總是非常配合，并且自愿奉獻自己的時間。他的獨特案例為解讀人類記憶提供了重要線索。目前的研究結果表明，匹克的非凡記憶力是他的大腦兩個半球間缺乏溝通、各區域之間無法彼此平衡的結果。