大脑也有“临界点”?IQ能通过训练提高吗?
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大脑也有“临界点”?IQ能通过训练提高吗?

健忘、焦虑、拖延,都和大脑运作有关吗?为何说脑是一个主动的器官?人脑的信息处理过程与计算机相似吗?漫长历史中,人类对脑的认知始终在曲折中进步。从心智源自心脏的观点到把脑视作机器的机械观,从把脑看作一成不变的电路到把脑视作一个具有可塑性的网络,人类从未停止探索大脑。澎湃问吧邀请神经科学硕士、医药研发者张今,聊一聊人类大脑运作的奥秘。

大脑也有“临界点”?IQ能通过训练提高吗?

大脑如何运作与休息

@xiaopengyou2021:有没有类似冯诺依曼模型的人脑工作模型?

张今:冯·诺伊曼是为人类发明了数字计算机的天才数学家,可他却跟脑科学的发展有着深厚的关联,这本身就令人赞叹。事实上,冯·诺伊曼发明数字计算机正是受到了脑科学研究的启发,他基于简化的神经网络提出了对于计算机系统的结构和逻辑控制的设想。

但后来,冯·诺伊曼意识到神经系统并不以数字方式运行,真实的神经系统要比计算机复杂很多,他认为成功构建出人脑工作模型是不太可能的。虽然大神已经去世超过半个世纪,但他的观点至今仍然有效。神经科学界至今仍然没有一个有效的人脑工作模型,顶多是有了对一个简单神经系统整体的粗略模拟,或是对一个复杂神经系统某个极小部分的粗略模拟,十分潦草。

大脑也有“临界点”?IQ能通过训练提高吗?

@子非鱼啊:

人类的大脑会有休息的时间吗?学习累了怎样休息比较合理?

张今:这要取决于如何定义休息。肌肉在静止时跟在运动时相比,消耗的能量相差极大,可达十几倍之多,如果你保持肌肉松弛静止不动,可以说你的肌肉在休息。

但大脑不是这样的器官,大脑有一种无法抑制的本能冲动——获取信息。我们每个人都有过这样的体验,就是无法让大脑真正陷入什么都不去想的状态,我们无法真正让大脑停机。人类大脑的运行方式更接近于在不同的模式之间切换。有些模式是你能清晰感受到的,比如做数学题时的专注或看悬疑小说时候的烧脑感。而有些模式是你不太容易感受到的,比如你在放空、发呆时仍然在辛勤劳作、思绪不停运行的“默认模式网络”(default mode network),又比如你在睡觉时大脑也在抓紧时间“清洗”掉白天积攒的代谢废物。大脑在进行高强度思维活动和在放空发呆甚至和进入睡眠的时候相比,消耗的能量相差不大。单纯从能量消耗的角度来讲,很难说大脑有休息的时候。

学习累了怎样休息效果好,其实已经有人不断试错找到了很好的方法——切换。无论你在执行一个什么具体的任务,都不太可能调用整个身体的全部资源,只能是调用一部分。切换的要点,就是让先前已经调用出来并且陷入疲劳的资源停下来,换一个需要调用其他之前闲置资源的任务来执行。举个例子,如果你是大学生,坐在图书馆学了一天的高等数学,休息时可以换成在校园里尝试选个没走过的路径慢慢溜达回宿舍,在路上仔细观察道路两旁都种植了哪些树木。如果你听了很久的有声书,休息时不妨试试逮住一个舍友或好朋友,跟ta展开探讨你刚学到的知识。有效的切换需要你对下一个休息性任务也有一定强度的注意力投入,这样才能让你在前一段任务中一直紧绷的那部分“神经”彻底松懈下来。

大脑也有“临界点”?IQ能通过训练提高吗?

@darkingLI:

感觉每天会有一个大脑的临界点,到达之后今天不论剩余多少时间都无法再学进去。请问这种情况我该如何调节?

张今:这种情况其实是常见现象。学习的过程需要调动注意力、启动感知系统、激发想象力、激活过去的记忆、产生新的记忆等等,这一切都需要消耗身体和大脑的资源,资源不是无限的,更不是能够不间断供应的,所以你需要休息来补充能量。

有效学习是指少量新的知识整合进过去已存在的知识网络里。想象一下这个过程,你的大脑需要提取和调用老知识,给新的知识安排一个位置,如果新知识和老知识有冲突,还需要综合判断是否需要去伪存真,此后还得经过很多轮重复输入进行巩固,你才算是学会了新的知识。这在大脑中可是实实在在的生物学过程,是需要建立新的神经连接的,需要花些时间,最起码也得是睡上一晚。所以,也无需太担忧“临界点”、“无力感”、“一片空白”、“发呆”这些感觉,这正是你的大脑在告诉你,今天就学这些吧,多了就难受了。

如果你想要提升自己每天学习新东西的容量,有一些前人尝试过的方法的,不妨借鉴一番。例如从资源供给侧进行优化,用更均衡的饮食得到更多能量和原材料,用适当的体育锻炼提高能量和原材料的输送效率,用提高睡眠质量来增强记忆巩固的效果。也不妨试试在学习的过程中更科学地使用大脑,这个方向已经有科学家得到了很不错的方法,比如芭芭拉·欧克利开展的《Learning How to Learn》课程,简短易学,且有配套的书出版。

@永眠之梦:请问智商(IQ)可以通过训练提高到什么样的程度?是否有比较有效和可以应用于更广泛人群的训练方法?

张今:IQ的本质,是用一种测试方式所得的综合分数来表征大脑某方面智能的一种算法。作为一种测试,IQ测试跟广大常见的各种标准化测试(比如高考)一样,其目的虽然是筛选出具备某种高智能者,但经过足够的专门化针对性训练,同一个人的分数是可以得到提高的。但值得思考的是,个体经过训练后分数提高了,这有什么现实意义呢?能表明这个人具有更高智能了吗?很值得怀疑。

大脑也有“临界点”?IQ能通过训练提高吗?

IQ测试已经出现了100多年了,人们通常认为它测试的关注点是这几样:观察力、记忆力、逻辑推理、抽象概括等。然而当前科学界更倾向于认为,这只能代表人脑智能的一小部分。在这里我姑且引用Howard Gardner于1985年提出的多元智能理论来给大脑智能强行分一下类:语言智能、数学逻辑智能、音乐智能、身体运动智能、视觉空间智能、人际智能、内省智能、自然观察智能。很显然传统的IQ测试只关注了人脑智能的某些方面而非全部。如果你回头考察IQ测试诞生和应用的年代和地区,你就会发现IQ测试关注的智能模块很有时代特色。至于IQ测试所关注的智能类型对我们的现在和未来(更重要的是具体个人的现在和未来)是否仍旧有重大价值,都应该打个问号。

在训练这方面我个人的建议是,如果你已经走上社会,不妨功利主义一点,你当前所处的具体环境对你的大脑智能的哪个方面有更高的要求,你就去相应地训练哪个方面,越具体越好。因为过去的许多年里,人们在提高所谓“通用智能”的方法的探索上,并没有结出什么果实。

健忘、焦虑、拖延,与脑有关?

@谁家那小Sui:健忘,焦虑,拖延我都有,请问是和自己的不良习惯有关还是天生的,有什么方法克服么?

张今:健忘、焦虑、拖延这些日常生活中常见的问题都与大脑有关,但很遗憾的是,这些问题究竟来自先天遗传还是后天环境、如何克服甚至到底有没有必要去克服,以目前脑科学甚至整个生命科学的发展水平,没办法给出一个确定的答案,更没办法给出一个一定有效的解决方案。

关于这些问题是不是天生的,我的译作《大脑传》中有句评论放在这里:“为精神健康问题找到精准的、可识别的主要遗传因素,在现实中还没有成功的案例。”这一点我个人的经历也可以佐证。我目前在医药研发领域工作,过去的几十年间,中枢神经系统的新药研发简直如同制药界的坟场,雄心勃勃进场的药企不知凡几,大部分折戟沉沙,几十亿研发投资打水漂,即便有个别药物能够上市,疗效也只能算是十分勉强。这足以说明硬核科学目前对人脑的理解还非常粗浅,遗传因素到底能多大程度上影响人脑的功能,根本没有定论。

至于健忘、焦虑、拖延这些问题是否是不良生活习惯导致的,目前的科学研究只能给出一些相关性的结论和模糊的解决方案,并不能肯定哪一种生活习惯一定会引发出某个问题。原因同上:科学发展水平还不足以破解大脑运行的全部原理。但我个人根据自己的生活经验提个小小的建议,尝试用低成本建立一个很多人亲测有效的好习惯,比如发展一个能令人沉浸其中的健康小爱好(学个简单小乐器、种花种菜等),一点一滴间找回更多对生活的掌控感,也许就是建立心理健康良性循环的起点。

《大脑传》,[英]马修·科布著,张今译,中信出版集团·新思文化2022年3月。

《大脑传》,[英]马修·科布著,张今译,中信出版集团·新思文化2022年3月。

@咨询顾问123:

三十岁以后的突然有一天,感觉记忆力很差。是因为年龄到了吗?

张今:大脑是身体的一个器官,但它不是独立运行的,它是你整个生命系统的一个部分,会和身体的其他系统相互作用,也不可避免受到外界环境的直接或间接影响。所以对于你的提问,我的答案是:可以说是,但不完全是。

如果说仅仅是年龄增长到30岁这个单一因素导致记忆力明显变差,并没有科学证据支持这一点。但是年龄增长可不仅仅只是人存在了更长时间而已,它往往代表着生活模式的转变,生活复杂度大大提升,各种儿童和青少年时期不会特别关注的事情,都不可避免地压在了一个成熟社会人的身上。责任变得更多,要做的事一件接一件,这对一个30+成年人的身体和精神都会带来改变。当然,目前也还没有学者对这种改变进行精确的量化研究。不过我举一个你一定有亲身体会的小例子:注意力的涣散。明天要向领导汇报工作、下周要带家人去医院看病、早上出门时家里的垃圾似乎还没倒不知道晚上会不会发臭、中午要参加同事的聚餐但有点心累不想社交、手机上一直有客户断断续续发来的询问……你的注意力被扑面而来的各种琐碎搅得支离破碎。而注意力偏偏又是你进行有效学习记忆不可或缺的有限资源。除此之外,良好的记忆形成、巩固和再提取也需要良好睡眠、平衡营养、多元化信息联动输入、有节奏地复习来支持,而这一切几乎对30+成年人来说都不太容易实现。

“永生的意识”可能实现吗

@薄荷蛋壳:请问人类目前算是已经实现脑机接口技术了吧?只是还没有普及罢了?

张今:如果您是指用装置直接读取大脑的一点点电信号,并与外部电子设备实现简单信息交换,那么这种脑机接口技术其实早已经实现了。早在1969年,就有科学家实现了让一只猴子用它的神经元直接控制仪表盘。现如今,我们可以在互联网上轻松找到类似“盘点最受关注的Top 10脑机接口公司”这样的文章,足以说明脑机接口技术已经开始走向商业化。

然而,如果评价一下当前脑机接口这门技术的本事,请参见本回答的第一句话,关键词是“一点点”和“简单”。它能捕获的信息只能算全脑信息里的沧海一粟,能实现的功能对身心健全的普通人来说意义不大,对人类的日常生活还无法产生实质上的影响。脑机接口想要走进普通人的日常,还需要花许多年去发育,更需要克服伦理、立法等来自社会的重重考验。

脑机接口的运行原理

脑机接口的运行原理

@ 柒星:

未来是否有可能把人的意识上传到机器,实现永生?

张今:技术难点是:根本就还没有这个技术。神经科学的发展水平其实远低于科幻作品里描绘的那样炫酷。目前,其实脑科学家连意识究竟是怎么产生出来的都还没有定论,也很难说清意识具体是以什么形态存在的,更谈不上找到个方法能够直接读取出人的意识。所以你看,这条路遥遥万里,而我们一来没有可靠的地图,二来还没有可靠的交通工具,想要达到那个目的地,是不是还有得等?

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