趙言昌
我們生活在一個(gè)需要不斷努力學(xué)習(xí)的年代。有些人好像天生就擅長(zhǎng)學(xué)習(xí),而另一些人怎么學(xué)都不得要領(lǐng)。學(xué)霸的大腦有沒(méi)有什么特別的地方?如果有,那又是為什么呢?
海兔的饋贈(zèng)
大腦是人體最神秘的器官,沒(méi)有之一。再神秘的東西,也要用科學(xué)的方法去研究。
有沒(méi)有一種足夠簡(jiǎn)單的生物,可以用它來(lái)進(jìn)行記憶相關(guān)的實(shí)驗(yàn)?
70年前,當(dāng)埃里克·坎德?tīng)栐诿绹?guó)西海岸見(jiàn)到海兔的時(shí)候,立刻意識(shí)到它們就是極佳的研究材料。海兔的神經(jīng)細(xì)胞少而大,用肉眼就能看到。
神經(jīng)細(xì)胞與冬青有一點(diǎn)像,一頭是枝丫橫生的樹(shù)突,另一頭是樹(shù)干一樣的軸突。神經(jīng)細(xì)胞的軸突末端會(huì)稍稍增大,與鄰近神經(jīng)細(xì)胞的樹(shù)突緊密接觸,只留一道窄窄的縫隙,這種結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為突觸。
在“海面”之下
如果我們把大腦比作冰山,那么,神經(jīng)細(xì)胞樹(shù)突只構(gòu)成了海面之上的部分。在解剖學(xué)中,它們被稱(chēng)為大腦灰質(zhì)。腦白質(zhì)正如海面之下的冰山,體積龐大,卻少有人注意。腦白質(zhì)中有什么呢?有神經(jīng)元細(xì)胞的軸突,還有一種圍繞軸突的結(jié)構(gòu),叫作髓鞘。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),當(dāng)一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞接收到神經(jīng)遞質(zhì)的時(shí)候,會(huì)產(chǎn)生一股電流。
對(duì)于神經(jīng)細(xì)胞來(lái)說(shuō),髓鞘既是基站,又是光纜。當(dāng)電流沿著軸突傳遞的時(shí)候,髓鞘起著絕緣層的作用,可以約束電流,減少能量消耗。研究顯示,具有髓鞘的軸突,其電流傳導(dǎo)速度可以超過(guò)100米/秒,失去髓鞘之后,可能降到不足1米/秒。
既然髓鞘起著減少損耗、增加速度的作用,那么,髓鞘的厚薄、多寡自然會(huì)影響信息傳播。髓鞘變得厚實(shí)、密集,信息的傳播速度會(huì)更快。
學(xué)習(xí)的面紗
當(dāng)我們還是小朋友的時(shí)候,父母會(huì)傳授一些最基本的知識(shí)。比方說(shuō),渴了要喝水。這種知識(shí)也許只需要一組神經(jīng)細(xì)胞存儲(chǔ)。父母反復(fù)強(qiáng)調(diào),使我們形成條件反射。
當(dāng)我們大一些,父母開(kāi)始教一些復(fù)雜的知識(shí)。自來(lái)水是水,水坑里的水也是水,前者是干凈的,后者是臟的。假如水的來(lái)源、干凈程度分別由一組神經(jīng)細(xì)胞記憶,那么,對(duì)于“臟水”的學(xué)習(xí),實(shí)質(zhì)上是將信息拆分送入兩組。所謂的“回憶”,說(shuō)白了,就是再一次同時(shí)激活它們。
到了學(xué)校里,事情變得更加復(fù)雜。老師說(shuō):“請(qǐng)同學(xué)們以‘水’為題目,寫(xiě)一篇小作文?!币凰查g,我們會(huì)想到各種與水有關(guān)的東西,水的化學(xué)式、重力對(duì)水的影響、誰(shuí)曾經(jīng)買(mǎi)飲料給我喝,我們會(huì)產(chǎn)生情緒——我們要在紙上寫(xiě)字,用肌肉精確地控制筆。當(dāng)我們提起筆的時(shí)候,誰(shuí)在調(diào)控信息傳遞速度,誰(shuí)保證了各個(gè)腦區(qū)的準(zhǔn)確激活?還是髓鞘。雖然是猜測(cè),但近年來(lái)的一些研究證實(shí)了髓鞘的作用。
轉(zhuǎn)變的希望
行至文末,如何成為一名學(xué)霸?
從突觸的角度說(shuō),首先,一定程度的重復(fù)必不可少。神經(jīng)細(xì)胞聯(lián)系增加是記憶的基礎(chǔ)。其次,我們可以借助大腦的機(jī)制,免費(fèi)強(qiáng)化神經(jīng)連接。
大腦里有一個(gè)叫作海馬的結(jié)構(gòu),當(dāng)我們睡覺(jué)的時(shí)候,全身各個(gè)器官都進(jìn)入低功耗階段,它卻沒(méi)有閑下來(lái),而是將白天發(fā)生過(guò)的某些事重現(xiàn)一遍——再一次激活各個(gè)腦區(qū)。因此,睡眠對(duì)記憶的形成與鞏固十分重要。青少年最好能每天保證8~10小時(shí)的睡眠。另一方面,多給髓鞘一些機(jī)會(huì)。
與其一口氣看半本書(shū),不如今天看幾頁(yè),明天看幾頁(yè),留出髓鞘增厚的時(shí)間。與其要求自己“一遍過(guò)”,不如根據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線,定期進(jìn)行復(fù)習(xí),以免髓鞘因?yàn)槿鄙俅碳ざ儽 Ec其總在一個(gè)地方正襟危坐,不如定期更換一下學(xué)習(xí)環(huán)境,動(dòng)口念一念,動(dòng)手寫(xiě)一寫(xiě)。外界刺激越多元,參與其中的腦區(qū)越多,髓鞘能得到的鍛煉就越充分。
你可能覺(jué)得,這些沒(méi)有什么了不起的,都是老生常談的東西。
經(jīng)驗(yàn)之談可能具有一定的局限性,而上述種種原則,都得到了實(shí)驗(yàn)的反復(fù)證明。當(dāng)你坐在教室里的時(shí)候,實(shí)驗(yàn)室里、醫(yī)院里、大學(xué)里,世界的不同角落正在吹響向大腦進(jìn)軍的號(hào)角。如果按照科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的規(guī)律進(jìn)行學(xué)習(xí),或許有一天,你能加入他們,打贏最后的戰(zhàn)役。
[選自2021年第8期《科學(xué)大眾》(中學(xué)),本刊有刪改]