引言 永远“可优化”的大脑

在这本书中，我会探讨你需要了解的关于“人为什么变老”这个主题的一切。我将运用脑科学来展示如何让余生过得充实、有意义，至少对大脑来说是这样。我们从一群70多岁的老人开始探讨，他们是哈佛大学著名研究者埃伦·兰格（Ellen Langer）(1)的被试。

在一个晴朗的早晨，这些70多岁的老人，活泼地甚至像孩子似的跳跃着出了修道院。他们在这栋旧建筑里刚刚度过了在兰格观察下的5天。现在这些老人要回家了，他们笑容满面、生气勃勃。此时是1981年的秋天，也就是里根执政的第一年。这些老人阳光、纵情。作为兰格研究项目的一部分，他们刚刚穿过时光隧道，回到了22年前。对他们的大脑来说，刚过去的一周不属于1981年，而属于1959年。修道院里回荡着像《麦克刀》（Mack the Knife）和《新奥尔良之役》（Battle of New Orleans）这样的老歌。黑白电视里在播放波士顿凯尔特人队在决赛中击败了明尼阿波利斯湖人队(2)，还有美国著名橄榄球运动员约翰尼·尤尼塔斯（Johnny Unitas）为巴尔的摩小马队打球的画面。这里四处散落着《生活》杂志和《星期六晚邮报》。露丝·汉德勒（Ruth Handler）说服美泰玩具公司生产了一种身材苗条、凸凹有致的娃娃，并以她女儿的名字“芭比”来命名，然后卖给尚未进入青春期的小女孩。艾森豪威尔总统签署了《夏威夷认可法案》（Hawaii Admission Act），夏威夷成为美国第50个州。

这些老人离开修道院时之所以很开心，是因为顺着记忆的小径，他们回到了往昔。在等待回家的大巴车时，有几个人自发玩起了触身式橄榄球，他们中的大部分都几十年没玩过这种游戏了。

和120个小时之前相比，他们的状态简直有了天壤之别。那时的他们行动迟缓，视力、听力和记忆力都很糟糕，有的人需要借助拐杖才能走进修道院，有的人没法把自己的手提箱提到房间。兰格和她的团队检查了他们的身体状况并对他们的大脑进行了评估。这些基线测试证明了一件事：在进入修道院之前，这些人符合典型老年人的特征，就像演员选派部专门选来的“8位衰弱的老人家”似的。

但是老人们的衰弱并没有持续很久。实验结束时，他们接受了和开始时相同的测试。可量化的改变让我大吃一惊。据《纽约时报》报道，即使对这些老年人随意观察，也能发现他们身上戏剧性的改变。他们的姿态更稳健了，双手抓握的力度更大，能够更灵活地操作物品；他们的行动更加自如，简直难以想象，都能玩触身式橄榄球了；他们的听力和视力也变得更敏锐了。对话抽样显示，他们的大脑也得到了显著改善。第二轮的智商和记忆力测试也证实了这种结论。为了纪念这些非凡的发现，这项实验被命名为“逆转时钟的研究”。

关于这个实验，本书要讲两个内容，一是这5天里老人们身上发生了什么；二是从统计学上看，如果遵循本书中的建议将会发生什么。我很少有这种乐观的态度，毕竟我是个坏脾气的神经学家。我的科学家身份也意味着在本书中有关科学的叙述都有根有据，源自通过同行评审、已发表的文献，并且经过了反复验证。我的研究方向是精神疾病遗传学。普遍认为的老年人一定是体弱力衰并不完全正确，只需花点时间就会发现另一种观点，比如兰格的观点或者本书的观点。

《让成熟的大脑自由》不仅讲述了大脑逐渐衰老的机制，而且说明了如何降低老化带来的有害影响。仔细阅读本书，你会了解到这些研究成果：如何改善记忆；为什么维持友谊有益生命；为什么应该多跳跳舞；为什么每天看几个小时的书可以延长寿命；为什么学习一门新语言对大脑的帮助可能最大，尤其是担心自己得阿尔茨海默病时；为什么经常和意见不同的人进行友好的争论，其功效就像每天服用“大脑维生素”；以及为什么某些电子游戏其实具有能改善解决问题的能力。

在本书中，我们会驳斥几个神话。忘了青春之泉中的长生不老药吧，根本就没有这种东西。就衰老的原因来说，磨损的破坏性远比不上疏于维护；脑力不一定会随着岁月的流逝而变弱。如果你能遵循本书给出的建议，那么你的大脑就能在任何年龄段都具有可塑性，都能处于学习和探索的状态。

我们还发现了年龄增长的益处，它对头脑和心脏都有裨益。年龄越大，你会越乐观，越有可能看到半杯子中有水的那一面，压力水平也会降低。所以不要听信“老年人年龄越大脾气越差”这样的说法，如果做法得当，老年甚至可以成为一个人人生中最幸福的一段岁月。

四个维度入手，有效提升大脑能力

《让成熟的大脑自由》由四部分组成。第一部分主要讲如何用社会活动激活大脑，探讨了诸如人际关系、幸福、容易受骗等主题，解释了我们的情感如何随着年龄而改变。第二部分主要讲如何用思维训练重塑大脑，解释了随着时间的流逝，各种认知小配件(3)会发生怎样的改变，其中一些会随着时间而改善。第三个部分主要讲如何用好的生活习惯优化大脑，比如某些种类的锻炼、饮食和睡眠如何延缓衰老。这三部分内容提供了一些实用的建议，既解释了某些干预会带来怎样的改善，也说明了每种干预背后的脑科学。

最后一部分主要讲如何用未来视野规划大脑。其中不乏像退休这样欢乐的主题，当然也有无可逃避的死亡主题。我把之前的内容汇总成了保持大脑健康的计划，你需要关注方方面面的问题。自然历史学家戴维·阿滕伯勒（David Attenborough）爵士对亚马孙河的见解，很好地解释了其中的原因。

年少时，我喜欢看阿滕伯勒解说的电视纪录片，他纠正了我对自然世界的很多错误看法，多到我都不好意思承认。其中一个错误和亚马孙河有关。我过去一直认为，这条世界上流量最大的河流应该起源于汩汩流淌的泉水，就像大多数河流那样，它在地表流动的过程中神奇地变大变宽了。阿滕伯勒却说亚马孙河的源头并非只有一个，这让我感到沮丧。在“生生不息的星球”（Living Planet）系列节目中，阿滕伯勒过一条小河，娓娓说道：“这是地球上最大的河流亚马孙河众多起源中的一条。”后来又说，“亚马孙河的很多源头始于安第斯山脉东侧数不清的小河。”这太令人失望了！占世界淡水20%的大河竟然没有单一的起源。它有很多小的源头，万众一心汇聚成了泱泱大河。

我们会反复见到这种模式。以“定律4”那部分内容为例，科学证明，很多因素促成了记忆的洪流，包括避免压力、经常进行有氧运动、上周看书的数量、目前感受到的疼痛以及晚上的睡眠质量。这些因素就像小河，每个都为亚马孙河式的记忆能力做出了贡献。

我们知道，想要老年时保持良好的大脑功能，就需要从年轻时即保持良好的生活方式，这些生活方式发挥着类似安第斯山脉上小河的作用。为了搞清楚如何保持头脑的活力，这本书会踏入每条小河，探索它们各自的贡献。

在本书的结尾部分，我会讲述科学家如何尝试进入衰老过程中的分子体系，鼓捣它的“必然性编码”，试图逆转不可逆的过程。作为一个有资格进入美国退休人员协会的父亲，我真心诚意地支持这种努力；但是作为一名有资格进入该协会的科学工作者，我用适度的科学暴脾气调和了我的热情。

至此，我们会重新探讨兰格实验中充满活力的70多岁老人们，因为兰格的时光隧道的研究结果说明了一切。时间无疑会冷酷无情地践踏人们的感受，我不会给这种严酷性裹上糖衣，但是看完这本书，你会认识到年老不只是疼痛、痛苦和渴望回到过去。

我们变老的时机比较好。回顾整个人类历史，人类这一物种的预期寿命平均为30岁。预期寿命代表了通常的标准。这个数字一直在稳步增长。假设你生活在1850年的英格兰，你一般会在45岁左右离世。如果你生活在1900年的美国，你大约会在49岁时辞世。到1997年，你能活到76岁。

现在的情况又不同了。2015年出生的美国人估计能活到78岁，女性能活得更长一点，男性则稍短。2000年以来，人均寿命提高了10%，这个数字相当惊人，而且还会继续增加。

在探究一种生物能够存活的年限时，我们会说到“寿命”（longevity）——更恰当的说法是寿命测定。这个数字间接地受到基因的影响，所以“遗传寿命测定”这个表述，更为研究者所接受。

这个概念不同于“最长寿命”（maximum life span），而这两个概念又都不同于“预期寿命”（life expectancy）。我们很容易把它们混为一谈，这会让研究者大为苦恼。科学期刊《自然》几年前给出了简洁的定义：“最长寿命是纯粹生存年数的累计。它不同于预期寿命，预期寿命指的是从出生或从任何给定的年龄开始，预计能活多长时间的精算值。”

从这个角度看，寿命指的是在理想条件下，你可以在地球上度过的时间。预期寿命指的是你有可能在地球上度过的时间，毕竟这里的环境从来都不是完全理想的。这是你能活多久和你将活多久之间的区别。

那么人类能活多长时间呢？出生日期有据可考的最长寿者活了122岁。大多数长寿老人的寿命在115岁到120岁。你必须扛过很多生物大风暴的袭扰才能活到120岁。虽然并非绝对不可能，但能做到的凤毛麟角。

我们正在探索如何能扛到趋近我们的最长寿命。正像本书所说，我们正以前所未有的身心健康状态，努力实现这个目标。但是本书不会告诉你，你将如何老去。那是因为老年人具有相当大的可变性，甚至可以说因人而异。先天和后天错综交织在一起，像跳着复杂的狐步舞。大脑具有很大的灵活性，会对环境做出显著的反应，这成为很多大脑研究的重要干扰因素。大脑不是天生固定不变的。设想你在读这句话时，发现我漏写了句子末尾的句号，于是关于我漏掉句号的这个行为、我告诉你的事实情况，以及你可能想证实我说的是否是真的，对这些事的思考都会激活你的大脑。

大脑磨损的原理和补偿措施

每当大脑在进行学习时，神经元之间的连接就会发生改变。具体会是什么样子呢？神经回路的改变有很多选择：有的改变包含神经元长出新的连接；有的改变是放弃某些连接，在其他地方形成新的连接；有的改变只涉及两个神经元之间被称为突触强度的电关系。

你可能在高中学过，大脑是由具有电活性的神经细胞——神经元连接而成的，但你可能忘了它们长什么样。为了解释它们的样子，我想介绍你认识我家花园里的“第一夫人”——两棵优美的日本枫树。它们很漂亮，更像灌木，而不是树。它们长着精致的掌状树叶，到秋天会变成深红色。这些叶子长在交织缠绕的树枝上，树枝汇聚成又矮又粗的树干。繁茂的树枝几乎把树干都遮住了，你只能看到伸出泥土的一点点。枫树在地下的部分分裂成不那么错综复杂的根系，就像大多数植物一样。

尽管神经元有很多形状，大小各异，但所有神经元的基本结构都一样，看起来就像我家花园里的“第一夫人”。典型细胞的一端有着复杂到不可思议的树枝状结构，被称为树突。这些树突汇聚成一个轴状结构，被称为轴突。不过和日本枫树树干不同的是，神经元在树突汇集的地方有个凸起。这个重要的凸起叫细胞体，它的内部有一个小小的球形物，也就是神经元的细胞核。那里有细胞的命令与控制结构，也就是双螺旋结构的分子DNA。

有的轴突又短又粗，就像日本枫树的树干；有的轴突又细又长，就像松树的树干。很多轴突包裹在被称为白质的“树皮”里面。在轴突的另一端是根系，就像植物的根系一样，神经元的根系由名为终树突的分支结构组成。终树突通常不像树突那样错综复杂，但发挥着传递信息的重要作用。

大脑的信息系统像大多数的灯泡一样靠电运行，神经元的形状有助于电信号的传递。为了理解信息的传递方式，请想象把一棵日本枫树连根从土里拔出来，然后把这棵枫树举到另一棵枫树的上方，并且不要让它们互相碰到，而是将上面那棵枫树的根系悬在下面一棵枫树的树枝上方。

现在想象这两棵树是两个神经元：上方神经元的终树突（根）靠近下方神经元的树突（树枝）。在真实的大脑中，电从神经元上方的树突向下来到轴突，再来到终树突，再往前是两个神经元之间的空隙。信息要被传递，电就必须跳过这段空隙。神经元之间的连接被称为突触，之间的空隙就是突触间隙。那么信息是如何完成跨越这个间隙的撑竿跳的呢？解决之道就在于像根一样的终树突的尖端。其上有一些念珠似的小包，内含神经科学中最著名的物质，即神经递质。你一定听说过其中几种，如多巴胺、血清素、谷氨酸。

当一个电信号抵达神经元的终树突时，这些生化“名流”中的一些会被释放到突触间隙里，相当于在说“我需要把一条信息传递到对面去”。接着，神经递质尽职尽责地完成跨越海湾的航行。航程并不长，大多数间隙只有大约20纳米(4)。穿越海湾后，它们会和另一个神经元树突上的受体相结合，就像把船系在码头上。细胞会感知到这种结合，并得到这样的信号：“哦，我最好做点什么。”在很多情况下，“做点什么”也意味着变得兴奋起来。然后兴奋从树突传递到轴突，再传递到终树突。

运用生物化学跳过两个神经元之间的空隙虽然很巧妙，但电回路通常没那么简单。想象把几千棵日本枫树像上文描述的那样排列起来，就有了大脑中基本神经回路大概的样子。即使如此，这也过于简单了，一个神经元和其他神经元之间的连接数量通常在7 000个左右，当然这只是个平均数，有些神经元的连接超过10 000个。在显微镜下，神经组织看起来就像数千棵日本枫树挤在一起，被F5级龙卷风(5)狂吹着。

大脑学习新事物时，这些结构会发生灵活的改变。年龄的增长会让它们受损，但这种损害是非常个人化的。大脑不只是对外界环境做出反应，也会对它所观察到的自身的改变做出反应。它是怎么做的？我们不知道。但我们知道，如果大脑感到改变有可能是负面的，它就会采取应急措施来解决。细胞侵蚀、断开连接或干脆停止工作，这些变化可能引起行为的改变，但未必总是如此。原因在于大脑会开足马力进行补偿，根据新计划重新布线。

衰老的罪魁祸首是什么？这是一个热门主题。有些科学家猜测是免疫系统缺陷造成了衰老（免疫学理论）；有些科学家把衰老归咎于功能失调的能量系统（自由基假设；线粒体理论）；还有些科学家认为主要原因是系统炎症。谁是对的呢？答案是都对，或者说都不对。每种假设只解释了衰老的某些方面。总的来说结论就是：随着我们变老，很多系统遭到了损害，但哪些系统最先出问题则因人而异。

地球上有多少人就有多少种衰老的方式。这就像买牛仔裤，没有一个尺码适合所有人。当然也存在可归纳的模式，研究大脑就是发现这些模式的好方法。但是为了获得准确的认识，我们不得不偶尔看一看模糊的统计学镜子。没关系，我们看起来依然很棒，只是稍微老了一点。

我们的目标是了解怎样的生活方式可以给控制寿命的生物齿轮不断上油。幸运的是，老年科学研究资金充裕。科学家发现了很多在大脑衰老过程中我们可以做的事情。这些年的所有发现被归结为了一点：科学在改变着我们对大脑护理和营养方面的看法。这些发现令人着迷，很多都出乎人们的意料。最令人愉快的主题之一就是本书“定律1”那一部分的内容，即拥有很多朋友会让人快乐起来。