上期讲了生长力和免疫力,最后我们要讲的一点是学习力,主要是指小朋友专注的能力。




学习力


大脑的前额叶除了控制自主能力之外,还有一个非常重要的功能就是负责抑制冲动。大脑的结构是演化的结果,人类是从爬虫类、哺乳类、灵长类演化而来,先有爬虫类大脑,也就是脑干,管理最基本和生存有关的事情,如食欲、性欲、睡眠、体温等等基础的生理功能。哺乳类动物开始出现边缘系统如情绪和记忆中枢,这也是为什么猫狗可以当人类的朋友的原因,因为猫狗出现了情绪和记忆的功能,才会对人产生依赖。人类之所以为人是因为前额叶赋予我们个性、道德观、判断力等。


大脑通过五官视听触嗅等收集资讯,那这些资讯通过周边神经往上传送,所有信号都会第一时间通过爬虫类大脑产生一个问题——是否危及生存?然后再送到记忆中枢去做比对,比如之前是否遇到过这样的事情。这就是为什么人们遇到事情会先有不安的感觉,与爬虫类大脑和哺乳类大脑有关,情绪记忆和本能会优先得到资讯。在人们很小的时候,前额叶发展很弱,没有足够的能力去平衡和抑制爬虫类大脑,所以小朋友会要吃就吃、要睡就睡,无法要求他去控制自己,前额叶要到25岁左右才完全成熟。


当小朋友出现不能持续坐一段时间,有冲动问题,插队,又或者是总在放空,别人讲话像耳旁风,东西总是弄丢,注意力无法集中等等状况。不管是冲动无法控制或注意力无法维持,至少有一部分原因是和前额叶功能不足有关,如图1所示中间位置红色部分的ADHD前额叶是无法正常运作,右边是得到控制,是可以正常运作的。



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图1:过动注意力不足的脑部核磁共振




为什么前额叶无法正常运转?必须回到神经生理层面来看,神经和神经细胞之间的沟通本质上是化学的沟通,神经细胞A和神经细胞B通过释放化学物质来彼此沟通。


大脑中的神经细胞数十亿上百亿,神经细胞间的连接数目更是惊人,大脑如何有效的传递信息这件事就会影响大脑的功能。和免疫系统很像,大脑在出生之后会急剧发展,但这并不是说神经细胞的数目增加,胎儿还在妈妈肚子的时候脑神经细胞就已经长好了,出生之后数量并不会增加,真正增加的是神经细胞之间的连接。做个比喻就是有很多的树苗,数目不会增加,但是会抽出很多新的嫩芽,充填神经之间的连接。神经细胞连接数目在2-5岁的时候达到高峰,这也是为什么在2-5岁的时候小朋友先天学习语言基本上算是天才的原因,这个年龄段把小朋友送到任何一个国家都可以很轻松的学会各种语言,因为这是大脑的连接突触最多的时候,就像海绵一样很轻易的吸收这些信息。但是多并不代表好,多是杂乱、无效率的,大概在小朋友5岁之后神经细胞开始进行修剪状态,比如父母安排小朋友去学小提琴,那所有运用到拉小提琴的神经细胞因反复使用而变强壮,连接就会保留下来,相反如果没有花很多时间去学数学,那这些神经细胞就会被修剪掉,大脑之所以这么做是因为会把有限的资源留在最需要的神经细胞上。修剪的高峰期在青少年期,所以会出现叛逆或是个性上的改变,是和修剪高峰期有关。


神经突触的修剪非常重要,是一个去芜存菁的过程,使得神经突触变少,但是变得更有效率,这也是前额叶发展的过程。神经不断的重新连接、分布、修剪等,都会使得前额叶的运用更有效率。



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图2:大脑的神经发展




如图2所示神经细胞在出生之后很短时间内形成密密麻麻的突触,2-5岁形成高峰,之后开始进行修剪。对于小朋友的健康管理越早越好,肠道菌群在3岁的时候和大人差不多,神经系统在4岁左右的时候是最关键的时期,这也就可以解释一开始讲的棉花糖试验,4岁的小朋友可以控制吃棉花糖就足以预测将来能不能上哈佛,这是很关键的阶段。


除了前额叶必须能够有条不紊的工作之外,最主要的因素或许是我们的爬虫类大脑。爬虫类大脑管理基本生存,当周边神经发现危险信号的时候,信号被优先送到脑干,蓝斑核会传输到前额叶,要求前额叶做出适当的回应,所以蓝斑核是大脑的警报器。当蓝斑核无法正常运作或者是低度运作的时候,这个人就会出现发呆、恍神、不能集中注意力。但是,如果蓝斑核警报器没事乱响,那这个人就会东张西望,稍有动静就会吸引注意力,无法集中,会冲动。所以,爬虫类大脑和前额叶在既合作又竞争的关系中常常会取得上风,以至于干扰前额叶,所以情绪一来经常会被冲昏了头,就是这个原因。


蓝斑核警报器送出危机信号干扰前额叶的过程需要正肾上腺素的参与,正肾上腺素是在人体紧张的时候身体分泌的一种荷尔蒙。大脑制造出正肾上腺素受很多因素影响,比如缺锌除了会造成甲状腺不足无法长高之外,对大脑的影响更为严重,锌有一种重要的功能,它在体内和铜形成一种平衡,当锌不足的时候,铜增加就导致大脑内的多巴胺快速的转换为正肾上腺素,正肾上腺素过多就会导致蓝斑核释放过多的信息。又比如胃酸的问题,身体生长需要足够的蛋白质,吸收蛋白质又需要足够的胃酸,没有胃酸就不能获得足够的必需氨基酸,没有氨基酸无法制作足够的神经介质,所以,没有足够的正肾上腺素还是会造成注意力上的问题。

 

影响正肾上腺素代谢的因素非常多,不光是铜和锌的平衡和足够的氨基酸。举例说明,体内本来存在代谢正肾上腺素的COMT酶,正肾上腺素在COMT存在的情况下被代谢,所以机体会利用COMT平衡过多的正肾上腺素。COMT受很多因素影响,比如女性雌激素会让COMT的运作变慢,男士刚好相反,由于体内雌激素过少,雄激素会加快COMT的代谢,这也就是女性会比男性更容易紧张或焦虑的部分原因。不光是雌激素、COMT或其他因素会影响到肾上腺素的生成,MTHFR/VDR/CDS等重要基因也都有影响。

 

整个大脑的神经连接传递信号必须有条不紊,像电线一样不能短路,电线必须要有绝缘体的包裹,神经髓鞘包附在轴突上使得传导变得更有效率。神经髓鞘主要是由脂肪构成。所有的神经元神经细胞都需要油脂包裹避免短路,所以大脑是人体最“油”的器官。

 

我们强调在儿童阶段要有足够的必需脂肪酸,因为DHA在大脑结构中扮演非常重要的角色,母乳中存在大量DHA。动物实验表明如果刻意剥夺DHA,没有足够的DHA和有足够的DHA的情况下,神经发展对比很明显,有充足DHA的神经发展是非常好的。

 

DHA很重要,能够促使身体发展出正常的髓鞘,让神经信号变得很有效率。DHA是必需脂肪酸,但人体也可以自己合成,一个吃素的人也不见得存在DHA/EPA的缺乏。当人们进食绿色蔬菜的时候,里面含有亚麻油酸和亚油酸,人体有能力把其转化为DHA/EPA,期间需要满足一些条件,比如在代谢途径中存在很重要的酶“Δ6去饱和酶”需要锌的参与才能正常运作,假如没有摄入鱼油,必须依赖自身转化的情况下,缺锌就不能正常运作,自己无法合成DHA。锌和甲状腺的功能有关,和正肾上腺素平衡有关,这些事情交汇在一起,我们发现有很高比例的缺锌的小朋友,表现为无法集中注意力。

 

锌的缺乏会造成指甲上出现白点或白色条纹,但也有很多缺锌的人并没有指甲的表现,这一点仅作为参考依据。在评估小朋友的健康时,不管是做血液或者是头发的微量元素分析,如铜、锌、硒等都和身体的运作有重要关系,如甲状腺功能、神经介质代谢、必需脂肪酸的代谢等。锂是一个很特别的微量元素,锂会促使大脑分泌BDNF,假设大脑是个盆栽,土壤需要的肥料就是BDNF,锂可以促使神经细胞分泌滋养分子BDNF。

 

除了该有的微量元素要充足而且平衡,也不希望体内有过多的重金属。人体利用好的微量元素代谢重金属,比如锌产生金属硫蛋白螯合重金属,但如果体内重金属过多就会损耗锌等好的微量元素。当重金属过多无法代谢时,会蓄积在脂肪多的地方比如大脑,所以重金属一旦危及身体,首先受到波及的就是大脑。

 

免疫系统的发展非常依赖肠道细菌,大脑也是一样,肠道细菌会制造一些物质和肠道神经系统互动,促使肠道和免疫系统释放一些信号促进神经的发展。

 

肠道是人体的第二大脑,肠道神经细胞数目虽然没有大脑神经细胞数量多,但约为一只猫的大脑神经细胞数,试想一下肠道住着一只猫有着聪明的大脑神经系统。肠道神经系统和大脑神经系统互补,大脑收集到的信号是意识可以感觉到的,肠道会帮助分析意识感觉不到的东西,比如吃进去的食物、细菌等,促使肠道神经系统送很多信号到大脑,进而影响大脑的运作。肠道存在迷走神经,是人体最大最粗的自律神经。迷走神经是不对称的,90%的信息肠道通过迷走神经送到大脑,10%的信息是从大脑通过迷走神经传到肠道,从而引发一个推论,肠道对大脑的影响远比大脑对肠道的影响多得多。

 

动物实验可以证明肠道影响大脑这个观点,实验挑选相同基因的老鼠,第一组老鼠吃正常食物,然后分析肠道菌群会发现肠道菌群是正常的,老鼠会表现出该有的社会行为,比如老鼠之间会有互动,体内催产素浓度正常;第二组老鼠吃高油脂食物,就会改变肠道菌群,在这样的情况下会发现老鼠行为发生改变,肠道菌群改变就会改变荷尔蒙的分泌,使得催产素浓度下降,开始出现孤僻/不合群的行为。如何证明单纯是受肠道菌群影响呢?第三组实验是给第二组进食高油脂食物的老鼠添加益生菌,刻意改变高脂食物造成的不良菌群,之后发现催产素水平恢复正常,行为改变也恢复正常,从而得出结论,人们的某些紧张情绪或某些行为其实可能是受肠道细菌的影响。

 

有时候我们开玩笑说由于肠道细菌数目庞大,人体大概是一百兆的话,细菌很可能是一千兆,如果把人和细菌视为一个整体,那人类只占10%,细菌占到90%,如果单纯从DNA信息量来看,也许就是1%的人,99%的细菌。



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图3:麸质&酪蛋白




高动物性油脂食物也许会造成肠道细菌生长方向的改变,前面提到的与铁有关,另外一个和小朋友注意力不集中以及过敏有关的食物就是小麦。小麦里含有麸质,蛋白质在某种条件下被切碎,如图3左下角有所示,被切下来的组织结构有两个分子,七个氨基酸组成分子,这两个氨基酸的分子结构非常像海洛因/吗啡类物质,这些物质有能力穿过血脑屏障,影响大脑运作,因其结构上长的像吗啡,所以会与大脑神经细胞中吗啡细胞受体结合,在某种程度上像大脑在嗑药。除小麦之外,牛奶中的酪蛋白也有类似的问题。所以一般我们遇到小朋友的健康状况出了问题,一方面会建议检查,同时也会建议父母让小朋友停止摄入小麦和奶制品。

 

除了小麦的麦胶蛋白和牛奶中的酪蛋白被切割之后形成类吗啡物质干扰大脑运作之外,另外一个常见的现象是慢性食物过敏。肠道作为免疫器官在某些条件如肠漏症/肠道粘膜受损的情况下,开始对食物产生异常的免疫反应,进行的很隐晦,也不像急性过敏,比如对虾过敏进食之后会马上出现不适症状,而慢性食物过敏是在进食某种食物之后干扰免疫系统,使得机体出现不当的发炎现象,从而导致各种各样的问题。一旦机体开始对某种食物产生抗体,抗体和抗原结合之后会散布到全身,如散布到粘膜部位也许会导致眼睛痒,散布到皮肤上导致皮疹,散布到大脑就可能会有头疼的症状或注意力改变等,所以慢性食物过敏有可能引发非常多的症状,特别是神经精神相关的症状。

 

有一个常见的刻板印象“头脑发达,四肢简单”,但实际研究发现,如果让学生在考试之前,一组去操场走20分钟,另一组坐着不动在教室等待考试,会发现去外面走一走的学生成绩相对较好,造成这样的情况有很多因素,但至少可以理解一点就是运动有助于大脑的发展。怎么理解这件事情呢?这和大脑的基本需求有关,平常在什么都不做发呆的情况下大脑都会消耗掉1/5的氧气和1/4的葡萄糖,这就是为什么如果教室里空气对流不好,上课没多久就会有人打瞌睡的原因。因为大脑缺氧就不能正常运作,所以运动有助于小朋友的学习表现。

 

除了所谓的基本条件比如微量元素、必需脂肪酸、重金属、肠道细菌等促使大脑有好的发展之外,还要有学习力,这就像一个学生有所有好的条件,可是不愿意学习,那也是没有用的。

 

学校强调静态学习模式,都是坐在那里听老师讲课,但这样的情况不一定符合人体大脑的设计,大脑是信息处理器官,前额叶不只是通过视觉信息思考,我们还有触觉、听觉、本体觉、前庭觉等很多感觉去开发,其实感觉开发和整合非常有助于大脑的发展,在国外称之为“感觉统合”。很多父母训练小朋友除了坐在那里听老师讲课,还要主动去使用他的五官去统合这些感觉,达到神经信号传递有条不紊,训练大脑的目的。

 

还有一些另类的教育体系比如森林小学、人文主义所强调的华德福体系,强调使用你的身体,统合你的五官,透过这些来训练大脑,而不会过分的强调静态学习。

 

除了动态的利用五官统合来训练大脑之外,静态的练习也十分重要,因为一方面外界刺激太多,另外一方面是我们的爬虫类和灵长类大脑对前额叶发出命令,所以前额维持专注非常困难。我们静坐时做腹式呼吸的练习,是因为当脑中念头很杂无法专心的时候,刻意把注意力拉回到此时此刻,聚焦到呼吸上有助于进入专注的状态。这样的练习在很多研究上,包括长期静坐的人去做脑波的研究会发现,大脑的α波(代表大脑的专注状态)呈现要比普通人的表现好很多。

 

内观和静坐是非常好的练习,当你进入专注状态比如弹琴或画画时会发现时间感不见了,连肚子饿都没有察觉,这就是所谓的专注状态。并非是一定要打坐或呼吸练习,而是每个人找到一种在做那件事情沉浸的状态,这样就会被带入到专注的感觉。




结论三

  • 专注力是学习力的基础

  • 神经信号传导需要好的脂肪

  • 神经信号平衡需要微量元素

  • 运动对大脑发展有很大助益

  • 统合对外界跟内在的感觉,让大脑更安定更有效率




基因决定风险,使得人和人之间存在微小的差异,而大多情况下,生活形态比如每天做的事、说的话、心情和想法都会影响大脑和身体的运作。健康是我们每天要做的事情,就像小朋友每天要睡觉,要有适当的运动量,每天要吃营养均衡的食物等等,这些才是真正健康的基础。我们的目标是让人更健康而不仅是控制症状,所以一定要系统性的思考问题,从根本原因着手。

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讲师简介:

苏圣杰医师

高雄医学大学医学系毕业

前万芳医院身心科专科医师

台湾营养精神研究学会医师

台湾基因营养功能医学会创始医师

美国功能医学会AFMCP结训医师

 

台北市荣新诊所 主治医师

台北市菁英诊所 主治医师

上海臻景诊所     主治医师

 

译作:

  1. 《医师,我有可能可以不吃药吗?》     

    麦格罗希尔出版 (英文书名:《Orthomolecular Treatment for Schizophrenia》)

  2. 《燃烧吧!油脂与毒素》                       

    博思智库出版 (英文书名:《Niacin, A Real Story》)

  3. 《营养的力量,修复大脑的关键元素》

    博思智库出版(英文书名:《Nutrient Power》)

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