高压力或导致大脑萎缩,如何拯救我们的理智与自制力?(上)
        
[ 作者:Amy Arnsten等 赵祥宇译    转贴:huanqiukexue公众号   点击:296   更新:2018-3-26  录入:dengli ]

 

医学院校的入学考试,内容总是十分庞杂,应试者至少需要5个小时,才能做完上千道试题,即使准备得再充分,考生也会被弄得焦头烂额。对于即将成为内科医生的人来说,持续的压力往往导致逻辑思维能力减弱,甚至可能完全丧失。当我们搞砸了演讲,写作遇到障碍,写不下去,或是拼命想完成长时间的考试时,憋闷、紧张、思维停顿、烦躁不安、眉头紧锁、尖叫等种种症状,就会随之而来。

几十年来,科学家都认为已经弄清楚了,当人们在考试或在前线打仗时,大脑是怎样工作的。但最近,一种崭新的实验方法,让科学家对压力状态下的人体生理活动有了全新的认识。这些研究表明,人们在压力下的反应,不仅仅是由于一种原始的神经冲动影响了大脑中的某些部位(这种原始反应存在于从蜥蜴到黑猩猩再到人类等许多动物中),实际上,压力还会影响灵长类动物大脑中最发达的部位,严重削弱最高级的大脑功能

较早的教科书认为,当人们面对压力时,位于大脑底部的下丘脑(一种较早进化出来的大脑结构)会迅速作出反应,并诱导脑垂体和肾上腺分泌一系列激素,这些激素能加速心跳、升高血压、降低食欲。而现在,在这个过程中,科学家发现前额叶皮层扮演着意想不到的角色。前额叶皮层临近头部前额,能作为控制中心协调注意力、判断力、决策能力、洞察力、计划能力、回忆能力等高级认知功能。前额叶皮层是大脑中较晚进化出来的部位,它甚至对暂时性、日常性的焦虑和担忧都很敏感。

平时,一切正常时,前额叶皮层作为控制中心,能够调控我们的基本情绪和冲动。但是,最近的研究表明,巨大的、不可控制的压力会引发一系列神经化学反应,不仅会减弱前额叶皮层的控制力,还会加强那些在进化上比较古老的大脑区域的影响力。也就是说,大脑将思维和情感的控制权从前额叶皮层转移到了比较原始的区域。一旦这些比较古老的区域接管了控制权,我们就会发现自己处于深度焦虑的状态,或者无法抑制平时很好约束的冲动:沉溺于食物、酒精、毒品,或是在专卖店大肆挥霍。简单地说,我们失控了。

人们逐渐认识到,过度的压力会严重损伤大脑中高级“执行”区域的功能,这也引起了越来越多的科学家的兴趣。现在,他们不仅想弄明白,当我们不知所措时大脑里发生了什么,而且正在努力寻找行为和药物干预的方法。

压力削弱自控能力

多年来,科学家对于人们为什么会失控表现出了极大的兴趣。第二次世界大战后,科学家分析了为什么在和平时期训练有素的飞行员,在激战中往往会犯下简单却致命的错误。直到近些年,随着大脑成像技术的广泛应用,人们才逐渐了解到大脑中发生了什么。大脑扫描发现,前额叶皮层中的神经活动非常密集,这说明大脑的这个控制中枢非常容易受到影响

在复杂的大脑结构中,前额叶皮层所处的特殊位置决定了它对压力具有很强的敏感性。它是大脑中进化最完全的区域,占了人类大脑皮层的三分之一,这个比例高于其他任何灵长类动物。前额叶皮层的成熟过程也比其他大脑区域缓慢,青春期后才能发育完全。这个区域包含许多负责抽象思维的神经回路,能使我们集中注意力,坚持完成工作任务,同时将信息储存在我们的工作记忆里。由于储存了短时工作记忆,我们在做加法运算时,前额叶皮层可以帮助我们记住上一步运算结果。而作为一个心理活动的控制单元,前额叶皮层还能抑制不适宜的想法和行动。

前额叶皮层的功能是通过锥体细胞pyramidal cell,一种锥形神经元)组成的庞大内部网络来实现的。这种神经元还会与控制情绪、欲望和日常习惯,距离相对较远的大脑区域相连。当我们平时比较放松时,上述网络里的神经回路会正常运行:工作记忆会提醒我们,要及时着手于下周就该完成的任务;而某些神经回路将向大脑的低级部位发出信号,提醒我们不要贪杯;还有的神经回路会发出信息,传递到位于大脑深处、控制恐惧反应的杏仁体,让我们不至于担心正要停靠在人行道边上的大卡车会迎面撞来。

要使这个网络一直正常运行是很困难的,每当压力增大时,即便是神经化学环境发生细微变化,都会阻碍网络的信号传输。一旦面对压力,大脑中就会充满让人兴奋的激素,比如去甲肾上腺素和多巴胺,它们是由脑干的神经元释放出来的,这些神经元伸出的轴突贯穿整个大脑。前额叶皮层中,这类化学物质的增加会弱化神经元间的连接点——突触的功能,使神经元不能正常放电。于是,神经网络变得不那么活跃,我们调节自身行为的能力开始减弱。当下丘脑控制的肾上腺将应激激素皮质醇释放到血液,并由血液输送到大脑时,情况会变得更糟糕。在这种情况下,自我控制将依赖于一种很微妙的平衡。

“沉着冷静”实际上是对我们一种基本生理现象的描述。前额叶皮层中的神经回路,可以让工作记忆始终专注于我们当前的任务,防止大脑深处产生的大量神经递质引发恐慌。

20年前,我们曾开展过一项研究,希望弄清楚屏蔽前额叶皮层的功能到底难不难。安斯顿(本文作者之一)和耶鲁大学帕特里西亚·高曼-拉希克(Patricia Goldman-Rakic,已故)在一项动物研究中首先阐明,在紧张状态下,神经化学信号的改变,是如何快速“关闭”前额叶皮层功能的。该研究表明,在前额叶皮层中,当神经元受到大量神经递质或应激激素的刺激时,神经元间的连接就会中断,神经元的活性也会受到抑制。

与此相反,大脑深处的区域这时会对行为有着更强的控制力。多巴胺会被传送到大脑深处的一系列结构(统称为基底神经节)中,它们能调控我们的欲望、日常情绪和运动反应。基底神经节可以让我们在骑自行车时,不会从车上摔下来,但也会让我们对一些东西上瘾,比如挡不住冰激凌的诱惑。

2001年,荷兰格罗宁根大学的本诺·卢森达尔(Benno Roozendaal)和美国加利福尼亚大学欧文分校的詹姆斯·麦高(James McGaugh)及同事在大脑的另一个古老区域——杏仁体中,也发现了相似的变化。当受到去甲肾上腺素、多巴胺和皮质醇刺激时,杏仁体不仅会提醒神经系统中的其他部位做好准备,应对威胁,还会加强和恐惧等情绪相关的记忆。

科学家现在已经将研究延伸到人类。这些研究表明,由于遗传因素或者曾受到了较大的压力,一些人要比别人更加脆弱。当多巴胺和去甲肾上腺素“关闭”了前额叶皮层掌管高级认知功能的神经回路时,这两种神经递质将通常会被酶分解,以保证神经回路不会“关闭”很长时间。于是,当压力减小时,神经回路就可以恢复正常。但有一种基因突变会削弱这些酶的功能,让携带这种突变的人更易受到压力的影响,甚至患心理疾病。同样,一些环境因素也会让人变得更脆弱,例如铅中毒时,人会意识模糊,就像受到了较大的压力。

 


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