分享

学习效率低?脑神经科学家告诉你“练习”的正确打开方式~

 长沙7喜 2018-11-19



所有动作都是神经纤维链之间沟通的结果


基本上,人们的大脑就是一堆线路——10亿条叫作神经元的线路,由突触将每一条线路连接起来。不管什么时候,你做一件事情,大脑就发出一个信号,通过那些神经纤维链传导到你的肌肉。无论是唱个小曲,还是在高尔夫球场挥杆,甚至在阅读这个句子的时候,分管的线路就会在你脑中亮起,有点像一串串圣诞装饰灯。最简单的技能,比如网球的反手击球,也要涉及数十万条线路。基本上,每条线路都类似于下图。



输入部分包含了动作发生之前的所有事件:看到球感觉球拍在手中的位置,做出转向决策。


输出部分就是动作本身:发出肌肉运动的指令,在正确的时机、向正确的方向跨步,转臀,然后动肩和手臂当你反手击球(或者弹奏一个A小调和弦,或下步棋)时,脉冲电流就会沿着神经纤维游走,启动其他神经纤维。重点是,人类动作、思维和技能的真正控制中心就是这些线路,而不是那些盲从的肌肉。


从深层次的意义上来说,线路就是动作:它精确地决定了每次肌肉收缩的强度和时间间隔,每个想法的形式和内容。


懒散笨拙的线路意味着懒散笨拙的动作;相反,协调干练的线路意味着协调干练的动作。肌肉和骨骼本身就像是没有牵线的木偶而已,菲尔茨博士说:“技能都在人们脑中。”



技能线路锻炼得越多使用就越自如


进化的强烈需要造就了“自动化”(我们能够在无意识中处理的事情越多,就越可能觉察到潜伏在树从中的猛兽),它还创造出一种非常有说服力的幻觉:人们一旦掌握了一项技能,就会感到收放自如,仿佛它是我们与生俱来的。


这两大科学洞见就是一对矛盾结合体:我们每时每刻都在锻炼纷繁复杂的线路,仿佛点亮圣诞灯饰,但同时又忘记了自己加工过这些线路。我们接下来将要介绍的髓鞘质可以做出解释。


说髓鞘质单调是对它的赞美。髓鞘质不光看着单调,它的无趣更是令人难以置信、叹为观止。如果把大脑的构造比作《银翼杀手》里的城市风光:神经元结构光芒四射、灯光摇曳,脉冲电流呼啸而过,那么髓鞘质的角色就好比是铺有简陋的沥青、整齐划一又有点呆板的市政基础设施。髓鞘质由一层称为磷脂膜的普通物质和一层厚厚的脂防组成,它们像绝缘胶布那样包裏着神经纤维,以防止电流脉冲外泄。它的柱状体外形毫无诗意,是一位神经学家所说的“香肠状”,而且看起来确实挺像。


一个世纪以来,研究人员一直把重点放在神经元和突触上,而不是那似乎有点呆板的绝缘体。事实证明,研究人员是对的一一神经元和突触确实可以解释几乎所有的心智现象:记忆、情绪、肌肉控制、感官知觉等等。


但有个关键问题,神经元无法解释:为什么人们学习复杂技能需要如此长的时间?



相关研究越来越多,逐渐拼出一幅新画面。髓鞘质尽管只是基础设施,却拥有功能强大的节点:在大脑这个辽阔的大都市里,髓鞘质悄无声息地把窄巷子变成了宽阔可供飞速奔驰的超级公路。神经系统这辆客车曾经只能承受两英里的时速,有了髓鞘质之后,就能以每小时200英里的速度呼啸而去,使无刺激反应时间(指两次信号之间的等待时间)缩短了30倍。提高的速度和缩短的无刺激反应时间结合在一起,整体信息处理能力增加了3000倍——堪称“宽带”。更可贵的是,髓鞘质能够调控速度,偶尔减慢信号传递速度,从而确保它们在最佳时刻到达突触。把握时间点至关重要。

 

菲尔茨博士说:“信号必须以合适的速度传输,在正确的时刻到达,而髓鞘质正是大脑控制传输速度的方法”。


比如说,老虎伍兹的高尔夫挥杆动作。传入的几股脉冲必须几乎同时到达——有点像两个小人试图一起推开一扇沉重的大门。各个脉冲到达的时间间隔要求在4毫秒以内,约是蜜蜂扇动一次翅膀所需时间的一半。如果他们的到达时间前后相差大于4毫秒,大门将依然紧闭,那关键的第三条神经元就不会启动,高尔夫球就飞进了深草区。


虽然目前为止,准确的最优化理论机制仍然是个传说,但是所有的发现拼在一起,呈现出了一个如此优雅的流程,连达尔文都为之欢欣鼓舞:释放神经信号促进髓鞘质生长,髓鞘质控制脉冲速度,脉冲速度就是技能。


菲尔茨博士说:“突触的变化仍然是学习过程的关键,但髓鞘质对如何提高学习效率起着巨大的作用。”


髓鞘质理论令人印象深刻。但是,驻留在我脑海中的是它接下来向我们呈现的一个场景:处于精深练习中的大脑变化——我们沿着狭窄的大厅,来到一位同事的办公室,看到的景象仿佛凡尔纳( Jules Verne)笔下的海底世界:在一片漆黑中,泛着绿光的鱿鱼状物质伸出触角指向细长的纤维。菲尔茨告诉我,这些就鱼状物质是少突胶质细胞一一按实验室里的行话叫磷酸寡核苷酸,生成髓鞘质的细胞。一旦神经纤维被启动,磷酸寡核苷酸就感觉得到,牢牢地吸附住纤维并开始包裹纤维。磷酸寡核苷酸挤压自己的细胞质时,每个触角都时而卷曲,时而伸展,直到留下一层薄如蝉翼的髓鞘质。髓鞘质仍然附着在磷酸寡核苷酸上,开始一层层地包裹神经纤维,严丝合缝,巧夺天工,然后在两端旋转收缩,活脱脱一根香肠,最后沿着纤维一圈圈缩紧,就像旋紧螺帽。


菲尔茨博士说:“这是世界上最复杂、最精致的细胞自我分裂过程之一。这个过程非常缓慢,每一层都要绕神经纤维四五十次,需要几天甚至几周时间。想象一下,先在其中一个神经元上完成这个过程,接着是拥有成千上万条这样的神经纤维的整个神经回路。这就好像给横穿大西洋的电缆裏上绝缘体。”



一言以蔽之:我们每次进行挥杆、弹吉他和弦、下象棋开局这些技能的精深练习时,都在缓慢地给线路增加带宽。那些绿色小触角感知到释放的信号,遂伸向神经纤维。吸附,然后挤压,再包裏一层,加厚外衣。线路上多裹一点绝缘体,技能回路的带宽和精确性就增加一点,表现出来的就是技能和反应速度上的些微提升。


犯错绝不是可有可无的一一从神经学的角度来说,这是必须的要想使技能回路达到最佳状态,必须先找到次佳位置;你必犯错误,并关注这些错误;你得慢慢地锻炼自已的回路。你还必须持续开启那个回路(练习)以保持髓鞘质运作正常。毕竟,髓鞘质是活体组织。


 髓鞘质的原则 


1.   回路放电至关重要。髓鞘质不会凭着天真的愿望,模糊的想法,或者那些洗个热水澡就忘光光的东西而生长。这种生理机制只钟情行动,真真实实的电流脉冲传过神经纤维。它钟情坚持重复。精深练习的动力来自原始状态,即时刻警惕、忍饥挨饿、目标明确,甚至绝望挣扎的状态。


2.   髓鞘质包罗万象。以不变应万变。髓鞘质并不“知道”自己会被谁拿来使用,是(棒球的)游击手?还是舒伯特乐章的演表者?无论何种用途,它的生长遵照同样的规则。髓鞘质一视同仁:哪条回路开了,哪条回路就会包上绝缘体。如果你移居中国,髓鞘质将包裹那些帮助你说普通话的纤维。换句话说,髓鞘质不在乎你是谁,只在乎你做了什么。


3.   髓鞘质无法逆转。髓鞘质化就像铺路,只朝一个方向前进。一旦技能回路包上了绝缘体,你就无法去除(除非年龄或疾病)这就是为什么习惯很难打破。改变旧习惯的唯一办法是重复新动作以养成新习惯。


4.   髓鞘质与年龄。儿童时期,髓鞘质会一波接一波地生成,有些由基因决定,有些与活动相关。这个状态一直持续到30多岁,为人类提供了一个轻松掌握新技能的关键期。此后,髓鞘质还会继续生长。直至50岁,损失的速度将快过生长的速度。人的一生都能够髓鞘质化一一值得庆幸的是,5%的磷酸寡核苷酸一直处于不成熟状态,随时待命。但是,假如有人希望在晚年学习一门语言或一样乐器,那么他会发现,为生成必要的回路所付出的时间和汗水要多得多。这就是为什么绝大多数世界一流的高手自幼就进入该领域(在兴趣的基础上)。他们的基因并没有随着年龄增长而改变只是生长新质的能力不一样了。

 


在某种层面上,髓鞘质跟另一个已经非常成熟的生理机制相似,即人们每天都在使用的肌肉。以某种方式锻炼肌肉,努力提起勉强可以提起的东西,肌肉就会越来越强壮。如果正确训练自己的技能回路——在精深练习时,努力完成那些勉强可以完成的事情一一技能回路也会越来越敏捷和准确。

有了,再去纠缠,连自己都觉得贪婪。 ——海子

本公众号部分图片为网络无版权声明图片,如有侵权请留言联系我们删除。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多