有益大脑：什么是储备
为什么我们说大脑在面对疾病、衰老甚至是损伤时具有韧性呢？这是因为研究人员重复观察发现，脑疾病或损伤的程度与这种疾病或损伤的临床表现并没有直接关系。基本上，临床医生多次注意到，脑损伤或疾病的严重性未必与症状的严重性相关。
例如，不同的病人遭遇严重程度相同的头部外伤，可能会出现程度截然不同的认知障碍，以及不同的恢复轨迹。同样，相同程度的中风可能会对一位病人的认知功能产生重大影响，而对另一位病人的影响较为轻微。
对于与年龄相关的脑部变化，甚至是阿尔茨海默病相关的病变，有些人的耐受力比其他人更强，还能维持认知功能。我在这本书的导言中提到，在尸检时大脑病变足以诊断为阿尔茨海默病的人中，有多达四分之一在死前并未出现认知障碍。要解释大脑的这种韧性，就涉及储备的概念。
大脑基本原理
现代科技和科学进步所揭示的大脑内部运作，只不过是脑部奥妙的冰山一角，还有许多谜题等待我们揭开。但迄今为止，我们了解到大脑是动态的器官，不仅会影响到我们的行为，还会受我们行为的影响。
进化
一种理论认为，随着时间的推移，三个不同的脑部相继出现，构成了如今你头颅中相互关联的复杂器官。从里到外，核心（进化史上最古老的部分）由脑干组成。脑干犹如植物的茎秆，连接脑部和脊髓。茎秆状的脑干包含了控制生命攸关的功能的结构，这些功能是你不必有意识思考就会自动维持的，例如心率、血压、呼吸和消化。
“第二脑”称为“缘脑”，最初大约在1.5亿年前在小型哺乳动物身上出现，其进化被视为是为了管理“战斗或逃跑反应”的神经回路。这本书中会有很大篇幅介绍其主要结构：海马体和杏仁核，因为这些结构涉及学习、记忆、情绪、心情、恐惧、压力和无意识判断，可能对你的行为产生重大影响。
海马体呈海马形状，是研究最多的脑区之一。这个脑区特别容易受到阿尔茨海默病带来的损伤，但也能够在人的一生中长出新的神经元（神经发生）。杏仁核呈杏仁形状，附着在海马体的末端，是边缘系统的重要组成部分，在社会行为以及情绪反应的加工和记忆中扮演关键角色，尤其是与恐惧相关的方面。
“第三脑”是新皮质，顾名思义，是脑部进化相对较新的产物， 200万—300万年前才在灵长目动物身上出现，伴随着人属的诞生。这是大脑皮层1的一部分，负责使人类有别于其他动物的所有高等功能，例如语言、思维、感官知觉、运动指令的产生等复杂功能。新皮质令人着迷之处在于十分灵活，似乎具有无限的学习能力。
折叠卷曲
大脑分为左右脑半球。大脑外皮层布满脊纹和沟裂，折叠卷曲，布满皱纹，这个绝妙的结构宛如宜家设计一般节省空间，让你的头颅中容下更多脑部。若是把人脑的所有褶皱烫平，在客厅摊开，面积大约会达到1平方米。
人类认知是错综复杂的。为了方便理解认知功能，我们分为六大神经认知领域，分别是：学习和记忆、执行、复杂注意力、社会认知、语言和知觉动作功能。
谈及这些认知功能，布满褶皱的大脑皮层有不同分区，大体上负责脑部不同的功能。科学家把皮层分为四个脑叶，脑叶是与若干过程相关的解剖区域。这四个脑叶并非孤立的器官，彼此之间以及与其他脑区都会互动。每个脑叶依赖其他脑区和外界环境提供的信息，完成你需要处理的任务。
脑额叶位于你的额头后方，在许多执行功能中扮演关键角色，让你能够吸纳其他脑区和外界环境的信息，从而制订计划，进行批判性思考，解决问题，集中注意力，做出决策，控制冲动，理解和预计自己的行为会产生的后果。
顶叶位于脑额叶后方，负责加工来自各个感官的信息，把这些信息与你的记忆和意义联系起来。
枕叶位于大脑半球后端的部分，在顶叶后方、小脑上方，看起来有点像网球，就在你的后颈之上。枕叶就像长在你后脑勺上的眼睛，因为这个脑区加工的是视觉信息。
颞叶位于你头部的侧面，负责加工声音。这包括感知声音，理解声音的意义，记住声音，解码听觉信息（包括区分音量和音频），以及理解语言和说话。
每个人的脑叶都有着类似的结构，但你的生活体验会持续改变和塑造你的大脑，因此，你个人的生活接触决定了你自己的脑叶是独一无二的。
大脑会交谈
你的大脑中包含了数以十亿计的相互联结的细胞，这些细胞会相互“交谈”，这样一来，你才能感受到阳光照在脸上，跟朋友聊天，期待放假，害怕考试，学会使用新手机，记得把车停在了哪里，决定穿哪件衣服，思考政治、哲学问题，或者想吃方便面……
据巴西神经科学家苏珊娜·埃尔库拉诺—乌泽尔（Suzana Herculano-Houzel）表示，你的大脑由大约860亿个神经元组成，她用了一个巧妙的方法制作“脑之汤”，以此计算神经元的个数。每个神经元与其他神经元之间平均有7,000个至10,000个联结，这意味着你脑中的神经元联结个数就跟银河系中的星星那么多。
神经元又名神经原或神经细胞，是大脑运作的基本单元。其主要功能是传递信息。事实上，这些神经细胞之间的通信是大脑所有功能的基础。你每次做一个动作，感觉风吹在脸上，听见一个声音，或者回想起一段记忆，这些信息都是通过电化过程在神经元之间传递的。
神经元通常会有高度专门化的分枝延伸出细胞体。其中，形似树枝的称为“树突”，就像天线一样接收传入的信息，转给神经元的细胞体，而细胞体则起到控制中心的作用。而类似电缆的突起称为“轴突”，把信息从控制中心传递到脑部其他神经元和体内其他类型的细胞。
在细胞体中，所有传入的信号会汇总起来，在细胞与轴突相连处生成响应信号。电信号经过轴突传送到神经末梢，再转化为化学信号。一个神经元的轴突与另一个神经元的树突相互接触之处称为“突触”，这里是两个神经元之间的缝隙，信息从一个神经元传递到另一个神经元。突触会释放出化学信使，称为“神经递质”。你拥有100万亿—500万亿个突触。
神经通路
大脑神经元之间传递信息的通路称为“神经通路”，神经通路使用得越多，就变得越强。这就像在田野中或森林里走出来的路。当你学习一样新东西——学习新运动，走一条新路上班，学习新语言，或者学习抵挡让人又爱又恨的甜品的诱惑，起初似乎都很难。但当你不断重复同一项任务，你就会在脑中形成或“连接”更强的神经通路，久而久之，新任务就会习惯成自然。当你努力培养有利于大脑健康的新习惯时，请记住这一点。
除了神经元之外，你的大脑还包含数以十亿计的神经胶质细胞，在维持大脑健康运作方面扮演着重要角色。如果说大脑神经元就像信息高速公路，那么神经胶质细胞就是建造者、修理者、保护者和服务提供者，全天候维持着神经元的电化过程。神经元需要快速传导神经脉冲。神经胶质细胞可以包裹住轴突，形成绝缘护套（就像你家里电线的绝缘层），从而实现神经脉冲的快速传导。这个护套由称为“髓磷脂”的白色脂质组成，可以加快神经传导。
由髓神经纤维组成的脑区常称为“白质”，这是因髓磷脂的颜色而得名的。与此相反，灰质由神经细胞体、树突和轴突末梢组成。
储备
本质上，脑损伤或疾病的程度与这种损伤或疾病的临床表现（包括对认知功能的影响）之间存在脱节，而这种脱节可以用储备来解释。
大脑储备
大脑储备与大脑结构息息相关，包括灰质、白质和皮质厚度。大脑储备是指大脑本身实际存在的差异，或许可以解释为什么一个人对损伤的耐受力比另一个人更强。
脑部大小很重要
以玛丽和简为例。两人的脑中都有一样多的炎斑和缠结，但脑部大小不同。与简相比，玛丽的神经元更多，突触密度更大，脑部更大。这意味着在两人患病前，玛丽的脑部比简更大，因此，玛丽抵御相同病变影响的韧性更强。决定两个人认知功能差异的并非病变程度，而是患病前的脑部大小。
比较认知功能水平不同的人，你会发现这些差异是与一个人的脑部大小相关，而不是与病变程度相关的。简言之，脑部大小很重要。
当一个人的认知功能出现障碍，不一定会马上出现症状，这是因为他可能有更多的神经元和突触，只有在失去更多的神经元和突触之后，才会达到临界值，出现临床症状。随着病情发展，脑组织的患病部分增加，完好部分减少，直到发展到某个阶段，完好部分无法再维持正常的认知功能。
大脑储备是指大脑具有韧性的结构性特征，能够抵御与衰老或疾病相关的萎缩或消耗。你的成年大脑越大，能够抵御损伤或疾病对功能影响的时间就越长。
大脑保养
在任何一个时间点上，你都有一定的大脑储备，你的大脑储备越高，在遭遇衰老、损伤或疾病导致的脑部变化时，表现就越好。我们曾经以为，一旦这些大脑储备耗竭了，就再也没有了，你没法重新增加储备，只能向临床症状或缺陷屈服；就像我们曾经以为一旦成年，你就不再会产生新的神经元，只能任由神经元的数量减少。
但我们现在知道，大脑储备没有这么简单。我们知道大脑会随着体验而变化。刺激性环境可以促进新神经元生长。脑源性神经营养因子（BDNF）被称为大脑的美乐棵（Miracle-Gro）营养土，是一种在神经可塑性方面扮演重要角色的分子，可改善神经功能，保护细胞免受压力和细胞死亡的影响，促进神经元生长，就像肥料可以促进植物生长一样。脑源性神经营养因子对学习来说是至关重要的，好消息是，有氧运动可促进脑源性神经营养因子浓度增加，提高认知功能。刺激性环境也可提高脑源性神经营养因子的水平，促进神经可塑性。
科学家最新研究认为，我们是有可能维持大脑储备的。随着年龄增长，大脑会萎缩，但你可以从事促进神经发生和神经可塑性的活动，以此抗衡大脑的消耗。
想一下你认识的所有退休人士。恕我大胆猜一下，如果你想到10位65岁以上的退休人士，那么当中或许有一位患上了阿尔茨海默病，有一两位的思维还十分敏锐。其他人介于两者之间，加工信息的速度比以前略慢，或许对新事物的记忆力比较差，但几乎所有人都可以给你讲述年轻时的故事。说实话，这些老掉牙的故事你已经听得耳朵生茧，都会背了。事实上，虽然许多人老了以后认知功能衰退，但其性质或严重程度是不一样的。
大脑病变相对是多是少，是导致认知功能差异的最大原因。当然，病变越少越好，但各项生活方式因素也有助于抵御病变的影响，延缓与年龄相关的脑部变化。
大脑保养有助于维持你目前的大脑储备水平。事实上，有一些活动可以让大脑产生积极的变化，例如脑力刺激活动（第五章）和身体锻炼（第七章）。加强认知活动也有助于维持你的全脑容量，尤其是海马体体积（负责记忆和学习的脑区）。身体锻炼也有助于增加全脑容量和海马体体积。有些人保养大脑（和维持大脑储备）比其他人更加成功，这种现象或许是生活体验的差异导致的，例如教育、职业和一些休闲活动。毕竟，大脑是具有可塑性的，换句话说，人的体验和学习会让大脑发生变化。
认知储备
认知储备是指面对衰老、损伤或疾病带来的冲击，认知网络具有的可塑性或灵活性。以本杰明和基姆为例，两人有相同的硬件（大脑储备）。但本杰明的相关软件（认知储备）与基姆不同，可以更好地应对或适应与年龄相关的脑部变化带来的冲击，因此，对脑部变化的耐受力更强。
认知储备所讨论的，是由于脑部运作方式（而非结构性脑部大小）因人而异，病变和其他类型的脑部变化与这种疾病或脑部变化的临床表现之间存在的脱节。以阿尔茨海默病为例，当一个成人的大脑耐受阿尔茨海默病病变，并未出现痴呆症临床症状，而相同程度的病变出现在认知储备较少的人身上，却足以导致临床痴呆症，这种耐受力就是认知储备的结果。
耐受力
认知储备一项重要的假设是，阿尔茨海默病会随着时间缓慢发展，脑部病变好几年后，才会在临床确诊。比起认知储备低的人，认知储备高的人对病变的耐受力强，更久之后才会出现症状，因此，可以延迟临床痴呆症病发。
然而，记得我们在第014页彼得和杰克的例子中谈到，认知储备高的人一旦开始出现认知变化，痴呆症症状的发展速度往往会更快。本质上，这是由于他们的症状在病程更晚的阶段才会出现。当他们表现出认知功能减退时，脑部病变的程度要深得多，因此，从出现临床症状到脑部病变导致功能完全失常之间，相隔的时间更短。
从积极意义上来说，拿脑部出现了阿尔茨海默病病变的整段时间计算，他们认知功能正常的时间所占比例更大，认知功能失常的时间所占比例更小。
神经储备和神经代偿
认知储备包括两种机制：神经储备和神经代偿。
比较拥有正常健康脑部的两个人，其脑部的认知加工是不一样的，两个人各不相同。神经储备反映了人与人之间认知加工的差异。
另一方面，神经代偿是指为了应对大脑病变、其他类型的脑部变化，甚至是从事更具挑战性的任务，认知加工可能发生的变化。
神经储备反映了为认知表现提供支持的脑网络的差异。同样拿软件打比方，一个人的神经网络可能更高效、更灵活，在系统被疾病入侵时，应对能力更强。
由于每个人的生活体验是独一无二的，我对一项任务的神经加工可能比你对同一项任务的神经加工更为低效，具体视手头的任务而定。例如，假如我们俩都患病，由于你的神经网络更为高效，或许你能够完成任务（能找到恰当的词语表达），而我的神经加工更为低效，网络遭到疾病入侵后，无法再加工任务，出现缺陷（词不达意）。
神经代偿反映了在遭遇疾病、损伤或衰老，标准加工网络受到破坏的情况下，人们调用大脑替代网络的能力之间的差异。当大脑遇到挑战或者大脑完整性受到病变的威胁，大脑不是束手无策，而是积极地努力继续完成任务，调用替代的神经网络和脑结构，应对损伤；而换作大脑完好的人，在执行同一项任务时，通常是不会用到这些神经网络和脑结构的。
教育和工作
在储备研究早期，科学家发现，接受教育少于8年的人罹患痴呆症的概率，是受教育程度更高的人的两倍多。科学家想知道，究竟刺激脑力的工作能否提升储备。他们把研究对象分为两组，一组是低水平职业（非技术性/半技术性工人、熟练技工/手工艺人和文员/办公室职员），另一组是高水平职业（企业管理者/政府公务员和专业人员/技术人员）。
他们发现，一生从事低水平职业的人罹患痴呆症的概率，也是一生从事高水平职业的人的两倍多。
休闲
接下来，鉴于许多休闲活动都可以刺激脑力，科学家把注意力转向休闲活动，研究休闲活动能否建立储备，防范阿尔茨海默病病变表现为临床痴呆症。他们访问了另一组老年人（受访者并未被确诊为阿尔茨海默病患者），询问他们在上一个月，是否参与过下列13项活动之中的任何一项。
- ● 编织、音乐或其他爱好
- ● 休闲散步或旅游
- ● 探访亲朋好友
- ● 亲朋好友到访
- ● 体能锻炼
- ● 去电影院、餐厅或现场观看体育赛事
- ● 看杂志、报纸或书
- ● 看电视或听收音机
- ● 做无偿的社区志愿活动
- ● 打牌、玩游戏或玩宾果游戏
- ● 参加俱乐部或去活动中心
- ● 上课
- ● 上教堂、犹太教堂或去寺庙
他们把受访者分为两组，一组参与休闲活动少（6项或更少），另一组参与休闲活动多（多于6项），结果发现，参与休闲活动多的那一组罹患痴呆症的风险较低。 20多项研究分析了教育、职业和从事刺激脑力的活动对痴呆症的影响，研究结果显示，这些活动对认知储备产生了保护性作用，把罹患痴呆症的风险降低了46%。
