如何利用神经系统塑造自己？
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斯坦福教授 Huberman：如何利用神经系统塑造自己？ep.01
https://zhuanlan.zhihu.com/p/675254078
My Notes：
借助神经可塑性进行高效学习，需要注意：
1.通过缩小聚光灯（缩小注意范围），可以有意识的提高专注力。
2.学习新事物、控制冲动等是在对抗反射，出现焦躁与压力等现象十分正常。
3.神经可塑性变化需要由专注转为平静，即从专注学习后转向NSDR（20分钟非睡眠深度休息）过渡。
4.利用日内节律（生物钟），固定一个专注的时间段（小于90分钟）用以学习，不断重复可以逐渐形成反射，提高学习效率。
文章精读
1. 神经系统是自我改变的入口
人的身体有很多系统组成，其中最重要的是神经系统，没有之一。一切生理现象背后都有它的支持，以白细胞、T细胞为例，它保护伤口不受感染，属于免疫系统的管辖范畴。但实际上它依赖神经的通知才能得到释放。因此很多时候，神经系统决定了人和人体质的差别。
学习、运动、睡眠、记忆、焦虑、动机，它们的正常运转，都需要神经系统的支持。如果你用某种补剂，工具改变这些能力，首先应当关注神经系统会怎么参与这个过程。
2.神经元和记忆的底层原理：放电模式
神经系统主要由「神经元」构成，这种细胞通过突触相连，形成一条信号网络。突触（synapse）会释放化学物质到突触间隙之中，然后被相邻的神经元捕获，从而引起电流，在整张网上传递。因此将某个瞬间的感觉、感受、想法视为电信号的流动是一种正确的方式理解神经系统。
我们主观上的相应感觉，就都对应着身体上一组神经元的放电。假定我们远远地看到一个红色物体，身体上其实就正有的某些神经元在放电。当切换成近处的绿色物体，放电的模式（如频率、幅度、组合等）就产生变化。（但悲伤欢乐等感受不止是放电这么简单，待会儿会具体说明。）
所谓「放电模式」（firing patterns）就像是不同的音符，神经系统就是钢琴，用特定的组合弹出我们的体会、感受、记忆等一切主观信息。放电模式存储下来就是记忆。声音、图像给我们感知到，并转化为电激活模式（patterns of electricity）的形式存储在海马体。这些记忆就像琴谱一样。如果以某种方式激活，就会重放当时的记忆，“即视感” 就是某些神经元曾经在某个条件下活跃过，而现在又碰上了相似条件的缘故。
在我看来，大脑的信息加工，是通过五个基本功能 完成的：感觉-感知-情绪-思维和行为。它们共同作用，构成了魔法一般的效果。外界环境进入我们的感官，被我们感觉到、注意到，引起我们的想法和情绪。映射到神经系统中，它像一个地图，将我们的看到的、留意的、想到的，都映射为神经元网络上的放电模式。
3.神经系统的五种功能
3.1感觉和感知
五大功能中的第一个是感觉（sensation），「感觉」基于生理的感受器，是神经系统不可协商（non-negotiable）的功能。我们皮肤能感觉触摸，眼睛能感觉光线的颜色和方向。但是像磁场，红外线等，很多信号我们无法感觉到。
第二个是感知（perception），我们把注意力投射在某部分感觉 上，就形成了所谓的感知。感知是我们将所感觉的事物集中起来并理解、探索、记住它的能力。
虽然「感觉」不受你的控制，但感知在你「注意力」的控制之下。
注意力还和更高级功能相关，我一般把它比作聚光灯。每个人其实有两盏聚光灯（我们还能做所谓的内隐注意（covert attention）），例如我们一边阅读，一边同时留意正在吃的饭或者跑来跑去的孩子身上（段注1）。
3.2 感受：放电之外的化学影响
第三个基本功能是感受/ 情绪/ 情感（feeling/ emotion）。
神经元可以通过突触释放化学物质，其中一类物质可以“广播”出去，产生大范围的影响，它们对情绪影响非常大，被称为神经调质（neuromodulator），如多巴胺、血清素、乙酰胆碱、肾上腺素等。
多巴胺 和血清素 是影响情绪的关键因素。"适量"释放的多巴胺让我们感到情绪上升，而血清素分子往往会使我们对 “已拥有” 的资源感到满足。相比血清素，多巴胺是一种驱动我们追求外在事物的 “动力分子”。
注意前文里「适量」二字，不同分泌量的神经调质性质截然不同。人在一步步追逐目标时，每完成一件事就会释放少量多巴胺，这让人感到更有动力；而某些因素导致多巴胺病态地分泌时，患者会高估自己追求外在事物（如金钱和人际关系）的能力和开销，从而产生妄想。
这个过程中，「选择性激活」是神经调质的重要特点。多巴胺分泌时，会有选择地激活一部分神经元，而又抑制另外一些，正负共同作用产生积极的情绪。
情绪/ 情感不单纯是刺激某个神经回路来产生的（至少我不这么认为），只能说无论是在专注、注意力分散、懒惰还是进取的时候，肯定有一部分神经回路被抑制、一部分被激活。
“自下而上” 和 “自上而下”：
在谈论思维之前，我们先谈一谈本能和刻意的控制。
在我们得到充分休息时，注意力是完全可以自主控制的：你可以扩大或者缩小注意范围，就像缩放聚光灯。你可以刻意地将注意力集中到你想的事物上，这一点对于想要采用各种工具提高能力的人来说至关重要。
这种控制能力基于一种类似 “双车道” 的神经系统机制，可以实现意识和本能之间的双向通信，而且神经系统会有一种倾向，尽可能将需要刻意控制的行为变成反射式、自动化的动作。
当本能控制身体时，此时的行为被称为「反射式（reflexive ）」 行为。例如我们走路，此时不需要任何思考去控制步伐，信息流入感官，绕过你的感知，直接指引你的活动。这被称为 “自下而上的处理”；
要是走路时，一个汽车在你身旁的拐角处突然刹车，你会立即停下来，并转向有意识（deliberate）的感知和行动。这是 “自上而下的处理”。
处于反射模式时，神经系统大体上会连成一个畅通无阻的回路，使之能轻松完成大多数事务。而我们尝试有意识地处理特定事情，就需要意识介入其中。你会感到有心理摩擦。这种有意识的行为需要耗费一些努力和注意力。但重点是，将注意力和精力放在什么事物、什么行为上，你确实、确实是可以完全控制的。
4. 思维和思维控制行为的原理
神经系统做的最后两件事是思维和行动。
情绪通常被人视作一种不由自主的精神反应，不可协商，我们似乎只能被动接受它（注意，绝对不是）。而思维/思想（thoughts）既是不由自主的的，又是主动的（例如胡思乱想时，我们就进入了反射模式）。思想在多方面类似感知 ，但其特殊性在于穿越了时间。思想不仅立足于当下，还基于我们过去的记忆以及对未来的预期，这种特点，让我们可以基于过去和未来改变现在的行动。
行动或行为（behavior or action）行为受思维控制，它可能是我们神经系统最重要的方面。无论自己或他人，都很少关心我们神经元之间的电流怎样运动，但都关心我们的行动。造物主在我们脑壳里塞进的大部分组织，都致力于将感觉、知觉、情感和思想转换为行动，这从某种意义上正说明“行动”才是生物存在的核心。其他的活动，无论感知、感觉还是思想，都是为了有利于或者不干扰我们的行为而出现的。
人类有一个惊人的能力，我们可以有意识地引导思维、行为的过程，从而塑造我们的神经系统。本节（4#）会非常具体地说明你的大脑是如何以有意识的方式工作的，因为它引出了我们稍后要讨论的神经系统的一个非常重要的特征，即所谓神经可塑性（即你改变神经系统的能力）。
4.1. 有意识活动背后的机制
神经系统控制反射行为的方式很简单。脑干里有一组神经元被称为中枢模式发生器（CPGs，central pattern generators）。在行走时，CPGs 会自动激发步态模式，也就是说它们能自动控制我们的步伐，先迈出左脚，然后是右脚，如此交替进行。
当切换到有意识地移动时（比如在岩石上行走时），需要的注意力急剧增加。此时大脑中负责 “自上而下” 处理的区域启动，前脑（forebrain）开始接管 CPGs，让它能够根据你的判断主动引导脚步。
有意识行动背后的机制，是你会集中注意力，将你的感知 带到三件事情（DPO）的分析上。
- 持续时间（Duration）：花费多长时间或应该多久完成？
- 路径（Path）：你应该做什么？
- 结果（Outcome）：如果给定一段时间一直做某件事，会发生什么
（以下会把这些分析简称为“深度思考”）
下意识的活动一般不涉及这些神经功能，一旦所需的注意力超过一定阈值，相关神经回路就会激活，开始深度思考。
任何时候，无论是学习技能还是按捺自己讲话冲动，如果你刻意控制自己并且超过一定程度，深度思考的脑区就会启动，开始募集神经递质，以抑制一些脑区反射性的活跃。这个过程影响到神经系统，让你对自己看到的和自己做的，产生异常的感受。
例如，在你努力抑制愤怒时，你的前脑正在通过自上而下的处理积极抑制行为。此时你感到一种压力感，因为你正在通过可以产生情绪的调质抑制一个神经回路。
前脑回路不成熟或者额叶区域受损，可能会让自上而下的处理能力不足，具体表现为冲动。人的前脑要到 22 甚至 25 岁成熟，儿童由于中枢模式发生器（CPGs）的持续活动，更倾向于本能反应，难以保持平静；额叶区域受损或饮酒等因素也会减弱这种抑制（不仅限于CPGs），导致人们更可能不加思考地说话或行动。在这种抑制被去除的状态下，所有事物都可能成为刺激源，都是潜在的互动对象，让人很难限制自己的行为和言语。这种情况我们都见过的。
大体上，运动系统围绕反射式运动而进化。这对于那些希望学习新事物、减少冲动行为、变得更加谨慎的人来说，这是个天然的挑战。当我们学习新技能或有意识地控制行为时，神经系统会通过自上而下的过程抑制这些反射。这种控制让神经释放化学信号 —— 比如去甲肾上腺素（norepinephrine）和肾上腺素（adrenaline）。这会让人焦躁不安。
但很重要的一点是，焦躁和压力（agitation and strain）正是改变神经系统的切入点，只有这些物质的集体到场，才有所谓神经可塑性。
5. 神经可塑性：神经科学的圣杯
我们常说年轻人学东西快，用神经科学的话说，就是所谓神经可塑性强。很多需要刻意控制、大量努力、感到困难的事情，在经过训练后会逐渐转变为反射式的活动。这是因为大脑和身体中的神经元在学习、训练、思考等体验的影响下，改变了连接和运作的方式。这种神经元得到改变的过程，就是「神经可塑性」（neuroplasticity）。神经可塑性不仅决定你如何学习新东西，还指引人们如何摆脱不良情绪或记忆的负担。
（“神经可塑性” 可细分为很多类，本文会特指和如何自我改变有关的 主动 or 适应性可塑性（adaptive plasticity）
我希望所有年轻人知道的一点是，人从出生到 25 岁之间，具有难以置信的神经可塑性。表现为儿童可以不需要非常的努力和专注，就能在活动时，潜移默化地习得各个方面的新事物；儿童可以不费力地学会三种语言而不带口音，而成人则需要更多努力和压力去做 DPO 类型的分析才行。先天性失明的盲人，大脑里负责视觉的区域可以被重新分配用于完全不同的功能，而对于成年后失明的盲人，目前只有证据表明听觉和触觉区域可能扩展到原本用于视觉的脑区，不太可能达到这种级别的神经重组。
而成年人如果想改变自己，至少需要考虑两个问题：
1、我想改变神经系统哪个方面？—— 具体来说，我想改变的是情绪、感知还是感觉？哪些是我可以改变的？
2、我打算怎么做？—— 激活可塑性的一套计划是什么，具体怎么组织？（What is the structure of a regimen to engage neuroplasticity?）
很多人对神经可塑性有误解，以为在与外界互动时，神经元就直接开始可塑性变化，这大错特错。我们接下来要讨论它的过程——它是如何在你清醒时通过神经调质为神经元做上标记，又在何时重新布线（改变连接和行为）。
5.1 神经调质发动可塑性
成人神经系统的可塑性是 “门控” 的（gated），意思是说，可塑性不是随时发生的，而是需要一个启动过程。触发可塑性的开关就是神经调质的化学信号。
在自上而下的处理中，化学信号会主动地开启神经可塑性之门。特别是一种调质——乙酰胆碱——它会短时间打开神经元可塑性的开关，让我们接受的任何信息（不管是感觉、感知、思考），短时间内都能映射到大脑之中。这使得神经元更容易激活，让我们更容易再次体会和感受当时的情况。
我们对创伤性的事件难以忘怀，正是因为背后快速发生了可塑性过程。当可塑性发生时，会释放两组神经调质。到场的肾上腺素负责提升警觉性，并拉满对此刻感受的注意力（这种注意水平远远超过此前时刻）；乙酰胆碱分子则负责标记，会突出在这高度警觉时期发生的一切，它像荧光笔，标记出在警觉阶段特别活跃的神经元，引导后续神经可塑性过程的识别。
你可以这么理解它们：肾上腺素（epinephrine）让人感到警觉、不安等（它与大多数糟糕情况相关）；乙酰胆碱会激活神经元，使其活跃程度远超其余的神经元，相当于把感知的聚光灯调得又亮又集中，又进行了标记。
5.2 可塑性的支柱：一张一弛
我们从以上案例中可以一窥塑造神经系统的一些要素。
首先，我们要释放肾上腺素保持警觉，必须有警觉才能有专注，并且，必须有专注才可以引导神经系统特定部分的可塑性。这对各种提升神经可塑性的措施，有强烈的指导意义：包括各类补剂、器械，或是调整节奏的小技巧和思维工具。
但鲜为人知的是，警觉和专注期间不发生可塑性变化。神经元之间并不会发生持久性的改变，只是给可塑性开了扇门，还需要你去休息。具体来说，神经可塑性变化是突触的强化、新神经细胞的增加、神经元之间链接的增加，而这个过程发生在睡眠或非睡眠深度休息（NSDR，Non-Sleep Deep Rest）状态。
专注和睡眠这两个状态，分别处于注意力最集中和最分散的两端，NSDR 处于注意力飘忽的临界状态。两个注意力状态端点之间的变化，共同产生了可塑性。事实证明，睡眠对于神经细胞之间连接的巩固和变化非常重要，而 NSDR 也和睡眠一样，会关闭 DPO 类型活动（深度思考）。NSDR 尤其对刚刚努力学过的东西意义重大，它也和睡眠一样，会关闭 DPO 类型活动（深度思考）。
总之，一张一弛的状态变化，让我们神经系统得到了改变。如果你或者医生，想要预防自己或者病人的创伤经历造成永久性影响，也要基于这一点去思考。例如在事发之后一段时间内，干预大脑的状态。即在第二天、第二个月或第二年时也要介入。
另一方面，关于如何摆脱负面经历，例如不喜欢的糟糕关系、情感连接、恐惧，我很遗憾地说，记忆本身不会被抹去。但记忆的情感负担可以减轻，有许多方式可以做到这一点，也都依赖神经可塑性。
关于非睡眠深度休息（NSDR）：去年发表的一项研究表明 20 min 的深度休息可以加速神经可塑性（注意不是深度睡眠）。具体指，在进行非常艰难和紧张的活动之后（译注：也就是超强专注和警觉），立即进行 20 分钟的休息，立即刻意地关闭对事情的专注和投入。
5.3 自主神经系统控制状态转换
警觉和专注这两个状态的转换，由自主神经系统（ANS, Autonomic Nervous System）控制。我们可以把它想象成一副跷跷板，一端抬起时变得警觉；另一端抬起时变得平静，并会抑制另外一端。（注：ANS 由「交感神经系统」和「副交感神经系统」这两个互相对抗部分组成，它们活跃时分别与警觉和平静相关，跷跷板的 “抬起”，就是指子系统的活跃。它们的学名容易误解，因此我们称之为「警觉系统」和「平静系统」。）
跷跷板的摆动，让我们在警觉和深度平静之间过渡。我们可能对此非常熟悉：早上虽然体感昏昏欲睡，但通常更警觉；晚上，我们变得放松；睡着时，进入深度平静。这个过程，我们的注意力状态，从可以支持深度思考，过渡到完全脱离任何 DPO 分析的睡眠。此时任何感知、感觉等神经现象都变得完全随机且不受束缚。
ANS 有广泛的影响。单就可塑性而言，每隔 24 小时的警觉-平静状态过渡，决定了每一天我们都有最适合训练和打开神经可塑性开关的阶段；同时也有最没有能量、需要休息和重新布线的阶段。但两种状态对神经系统的塑造都同样重要，想要要主动介入可塑性，就必须设法掌握「睡眠」和「清醒」之间的相互过渡。
6. 状态和节律：
6.1 睡眠-昼夜节律（引子）
我想澄清的一些基本事实是，睡眠过程中我们其实处于瘫痪状态（肌肉松弛），这样人就不会在睡眠中行动；此时，大脑并非关机，而是处于空闲状态。因为关闭了行动能力，所以大脑可以自由运行任何东西。
睡眠是与专注同样重要的状态。然而关于睡眠的很多方面（如何入睡、保持睡眠、及进入完全麻痹的身心状态）我们讨论得太少。我们可以抓一些关键点来掌握这种转换，从而睡得更好。
睡得更好不仅指的是我们睡多久 —— 任何人都知道 8h x 1次 和 0.5h x 16次的整体睡眠效果完全不同 —— 也不止为白天提供多少深度思考 DPO 的能力，还关乎损伤的愈合、免疫系统，乃至长寿。
有关睡眠的内容，我会在未来的一整个月（译注：睡眠部分在 EP2 和后面几个播客中被集中讨论了）集中讨论。如何改善睡眠、如何在睡眠时间或持续时间受到影响的情况下获得更好的睡眠；我们还将讨论非睡眠深度休息（NSDR）—— 即一个人既不睡也不醒的状态的研究数据，事实证明这种方式可以恢复一些神经调质。今天开一个引子，这些都是另一个话题了。
6.2 清醒-日内节律：细尺度的可塑性周期
多数人都知道，睡眠可以分成 ~90 分钟的循环周期。在睡眠时，我们的警觉性会有周期性的起伏，刚入眠时容易被唤醒，然后逐渐睡得深沉，之后警觉性再逐渐提升，如此往复。
但很多人有所不知的是，这个节律在醒来后也会继续深刻地影响我们。这个会影响我们全天的节律，就是所谓日内节律（生物钟）。它由 ANS 负责的「警觉-平静」跷跷板掌控，且大量的科研证据支持它的存在。
白天清醒时，警觉性亦如睡眠一般周期波动。在警觉的周期内，我们专注和集中的能力会被最优化。这导致一个周期开始的 5 ~ 15 分钟里，最优选择可能是去做一些最需专注和警觉的事情。在这个阶段，你克服挑战的能力最强（注：此时警觉性最高，最能克服本能进行自上而下的处理）。此时神经回路和调质不会调整到最佳状态，但随着深入，你的专注能力、深度思考水平、引导神经可塑性的能力，都会变得更强，直到周期末你被弹出。
如果你想利用日内节律，重点是理解我们无时无刻不受它的影响，不应该对抗它，而是融入其中。这需要做到以下二点：
a、顺势而为：
一个逆势而上的反例：有人在深度睡眠时播放课堂录音试图巩固知识，这不会有任何作用。相比之下，我非常推荐的做法是，每天固定一个专注的时间段用以学习：
- 它包含 1 个或者 1 个以上的时间段，每一段最多为期 90 分钟。
- 你有足够的心理预期：你知道它的开头会困难、没有心流可言，但也知道这种困难不会影响学习。
随着不断重复，你会越来越习惯每天在这个时候进入专注模式，因为与专注和动力相关的神经回路，会获得神经可塑性改变，从而变成轻松的反射性活动。这也是为什么有的人仅在上午学习效率高，下午就没那么好。
b、觉察感受，并通过神经可塑性影响它
要想融入日内节律，直接的做法是注意各方面的感受。比如你可以关注自己一天之中何时最容易焦虑（anxiety）、何时最专注、最有动力、最缺乏动力 ...... 等等。
这里非常具体地讲一下如何观察自己的警觉性的变化（这个例子补充并改写自问答视频 AMA #1），以了解自己第一个日内节律的起点。假设你 7:00 起床，第一个小时里可能还没走出上一个周期，因此感到昏昏沉沉。但某个时候你会注意到自己的警觉和注意力正在快速上升（不考虑咖啡因等其他因素），并可能在 9:30~10:00 达到高峰。此时便可以确定为第一个日内周期的启动时间。（段注6）
即使你不知道日内节律的生物学机制，但通过了解神经系统各方面的反应和倾向，你会知道做什么可以改变专注力，要怎么调整可以应付每天固定时间的脑力任务（如上班）。
以上就是我们未来要讨论的方向。一切都会从掌握 ANS 跷跷板开始入手，因为它控制清醒和睡眠之间的转变和我们的日内节律。我们将会讨论如何掌控 ANS 以影响神经可塑性，帮我们更好地睡眠和进行创造性活动，甚至利用警觉-平静之间的过渡期强化创造力。所有内容会均基于过去 100 年里发表的研究（主要基于最近 10 年的）。
Highlights:
- 神经细胞可以传输电信号，也可以分泌化学物质（神经调质），通过 “广播” 的形式传递信号。
- 「理智」接管「本能」的机制依赖神经调质。
- 25 岁之前神经可塑性最强。小时候人可以不费力地“自动学习”。成人以后的可塑性取决于多么专注。
- 两组神经调质影响专注：肾上腺素提供警觉感；乙酰胆碱收拢注意力聚光灯。
- 神经可塑性是双过程的，在专注时激活，在睡眠或者非睡眠深度休息时发生重塑。
- 自主神经系统（ANS）周期性地控制「警觉-平静」的周期，导致时间分配上，有最适合专注和不专注的时间段。
- 融入「日内节律」并顺势而为，可以最大化神经可塑性。