2016年9月26日星期一

【连载十四】《达赖喇嘛和西方科学家的对话》第十二章: 锻炼心智,改变大脑




B:在2003年的MIT讨论会之后,第十二届心智与生命会议于20041018日至22日在达兰萨拉举行。

A:这次会议的主题是什么?

B:这次对话的主题是“神经可塑性:改变大脑,转变心智”。

A:什么是神经可塑性?

B:大脑神经可塑性是指锻炼和经验带来的大脑结构与功能变化。在历史上,曾经有相当长的一段时间,科学界认为人类大脑在成年以后就定型了,大脑神经元的数量不再增加,大脑不再发生变化。现在科学家们认为,大脑是能够随着经验而变化的器官。在过去十多年里,神经科学和生理学在这个领域的研究是一个热点,科学家们对大脑怎样因为经验而变化的方式有了种种新的看法。科学家们在很多不同的层面上,对不同的物种,就不同的时间段,对大脑神经可塑性的基本问题进行了很多研究。所有这些研究都指向一个结论,大脑不是静态的,而是不断变化的,而且这种变化贯穿了整个生命阶段。
 科学家们为这次对话汇集了这个课题的种种研究结果。对大脑的结构性可塑性的研究显示,成年哺乳动物的大脑是处于不断变化之中,并且探讨了影响这种变化的因素。

A:哪些科学家参加了这次对话?

B:这次对话的科学协调人是理查德·戴维森。作为威斯康辛麦迪逊大学的心理学和精神病学教授,他是大脑神经可塑性研究领域里的领军人物,一直在从事这方面的研究。心智与生命研究所的创始人亚当·英格尔也参加了这次对话。另外还有几位新的科学家是第一次参加和达赖喇嘛的对话。
 弗莱德·格杰(Fred H. Gage)是加州索尔克生物研究所的遗传学实验室的教授。

A:  2009年这个研究所被列为神经科学和行为学领域全球第一的研究所。

B: 
格杰教授的重点研究领域是成年人的中央神经系统,他研究哺乳动物贯穿一生的神经可塑性和适应性。他的研究有可能引向移植修补因中风或阿兹海默症而受损的大脑组织。他在大脑神经可塑性研究方面有多项开创性的成就。1998年,他发现人类大脑在成年后仍然会产生新的神经细胞。他宣布了这一发现,从而打破了到那时为止人们认为人类的脑细胞数量从出生起就固定不变的教条。格杰教授的实验室发现,人类在一生中都有能力产生新的脑神经细胞。他们在成年哺乳动物的大脑里发现了一些未成熟的神经细胞,格杰研究这些细胞这怎样才能发展成熟。他的实验室研究了怎样把这些细胞移植回大脑的方法,他们发现,体育运动可以促进海马体中神经细胞的生长,海马体是大脑中对记忆能力非常重要的构造。他的实验室还研究对脑细胞的产生非常重要的分子机理。他获得过很多科学奖项。
 迈克尔·米尼(Michael  J. Meaney)是加拿大麦吉尔大学(McGill University)的教授,研究领域是生物学精神病学、神经学和神经医学。
  村上和雄(Kazuo Murakami)是著名遗传学家,日本筑波大学教授。他在1983年对导致人类高血压的一个隐蔽因素——酶肾素作了解码,由此获得国际声誉。他于1990年获麦克斯·普朗克研究奖,1996年获日本科学院奖。   
 海伦·内维尔(Helen J. Neville)是俄勒冈大学的心理学和神经科学教授,她是世界闻名的心理学家和神经科学家,研究人类大脑发展、大脑结构的专门化、童年和成年的神经可塑性,生物学因素和经验的作用等等。为了研究这些课题,内维尔运用了一系列方法,包括行为学测定,ERPsfMRI技术。她的研究有助于将大脑系统和功能中固定的部分和通过经验而可变的部分区分开来。她希望她的研究能带给社会正面的影响。
 菲利普·夏维尔(Philip R. Shaver)是加州大学戴维斯分校的心理学教授,研究领域是社会关系与情绪。
 伊凡·汤普森(Evan Thompson)是加拿大多伦多约克大学的哲学教授。他的专业领域是认知科学、现象学、关于心智的哲学、跨文化的哲学、佛教哲学和西方哲学的对话等。他在1977年遇到佛朗西斯科·瓦瑞拉,成为他多年的朋友和合作者。


A:第一天的主讲内容是什么?


大脑对经验作出反应而发生结构变化

弗莱德·格杰 
 B:第一天坐到“热座”上主讲的是弗莱德·格杰,他主讲的内容是成人大脑对经验作出反应而发生的结构变化。
 对研究神经系统的科学家来说,大脑是人体中控制行为的器官。这就意味着,我们想什么做什么,虽然很明显要受到我们的经验影响,本质上却是大脑处理信息并指导行动的结果。根据这样的观点,大脑可以比作一台电脑。
A:  但是,人的大脑实际上比电脑复杂得多。
B:  把大脑比作电脑,这样的比喻尽管有一定的探索价值,却是错误的。大脑是一个人体器官,就像肝脏和肾脏一样,是由化学物质、细胞等组成的。大脑的功能是通过细胞之间以电与化学方式通讯而完成的。对大脑中的神经元来说,真正的挑战是怎样计算和解释瞬间接收的信息,并将经过解释的信息传递给电路中的下一个神经元。大脑神经元传递和加工信息的总体结果就是我们的思想和行为。
 大脑是否可以比作一台稳定不变的机器或电脑,一个主要问题是,这样的比喻是否能帮我们解释我们是怎样记忆的。如果大脑的结构处于不停的变化之中,我们的思想和行为怎么会保持稳定?如果大脑是意识的载体,如果大脑不是稳定不变的,我们怎么能够保持一个自我身份的意识?

A:  可是现在科学家已经发现了,大脑在物理学的意义上不是稳定不变的。

B:  所以,弗莱德·格杰说,这种可变性或许是件好事。大脑结构不稳定性可以让大脑有更大的能力来处理复杂的环境,更能够适应环境变化。这就是神经科学家所说的“大脑神经可塑性”。
 在第一天的对话中,弗莱德·格杰概括地介绍了当代科学家研究成年哺乳动物所发现的持续的结构可塑性,还讨论了经验、行为模式、药物怎样改变大脑,从而改变行为。

A:第二天是谁主讲?


经验诱导出基因表达的改变

B:第二天是迈克尔·米尼主讲,他主讲的内容是基因表达中由经验诱导出的改变,早期经验对大脑的情绪功能的影响。
   西方科学界长久以来一直在辩论一个重要问题:人类的思想、情绪和行为,控
迈克尔·米尼
制思想、情绪和行为的人类的大脑功能,主要是天然造就的,是天生的,还是后天养成的?在同一物种中的个体差异,是遗传造成的,还是环境(或经历)造成的?这一争论源自于对细胞生物学的一个根本性误解,普遍地忽视了一个简单的事实,无论是基因还是经验,都不能脱离条件而影响大脑发展。经历需要“翻译”从身体器官得到的信息,而这些器官的功能包括大脑的活动。这样的器官功能必然受基因的影响。所以,经验的作用离不开基因的影响。同样,基因在细胞内发生作用,细胞则不断地受外部事件的影响而调整。可见,基因和经验是不可分的。

 米尼主讲的内容十分专业。他说,组成基因的核苷酸序列处于动态的环境中,这一环境在不断地修改。DNA通常包裹着组织蛋白,单一核苷酸受化学作用而修改。DNA的这种化学修改能够永久性地改变单个基因的活动。在一些细胞中的DNA化学可能不同于另一些细胞,这就解释了为什么肝脏细胞和大脑细胞尽管有完全相同的基因,却有完全不同的功能。DNA的化学之不同,可以解释为什么同一身体上的细胞有各自不同的表现,也解释了两个不同身体上的相同细胞有不同的功能,即个体差异问题。
 
米尼解释说,DNA化学的个体差异受早期发展阶段的环境事件影响。他讲解了实验室里对鼠所观察到的大脑细胞化学变化。他说,他的实验室发现,在鼠出生后的第一个星期里,母鼠对幼鼠的爱抚直接影响了大脑中某些细胞中的DNA化学环境,从而永久性地改变了神经元的活动,于是导致认知和情绪功能的改变。
   
米尼说,这些方向指示提供了基因和环境互动的一个例子。在此后的一生中,这样的效果是否会受经验的影响而逆转,科学家们对此还所知甚少。但是,母亲的爱抚能改变DNA并影响DNA的活动,说明这样的效应在一生的所有阶段都可能发生。

A:对于科学之外的人来说,这样的专业内容既不容易理解,但又很有趣,但是科学家们的基本结论,是行外的人也能听懂的。那么,第三天的内容是什么呢?


大脑成长阶段的可塑性

B:第三天是海伦·内维尔主讲人类在大脑成长阶段的可塑性。她像在课堂上上课一样,一点一点地展开讲解,先介绍人类大脑的结构和功能,以及科学家用于研究人类大脑的方法,然后介绍人类大脑发展的过程。她举出几个科研项目,说明人的经历怎样影响大脑系统的重要功能,包括感官信息的处理、语言处理、学习过程、智能、社教和情绪控制技能等等。最后,她提到这些科学发现对健康、教育和儿童养育的意义。
     她说,最近几年研究大脑的科学家有很多新的发现,对大脑怎样工作、怎样发展有了很多新的知识。科学家们现在知道,当婴儿出生的时候,大脑是很不
海伦·内维尔
成熟的。事实上,大脑的完全成熟要到出生后至少二十年。而且,在这漫长发展阶段,人类大脑是高度依赖于人的经验,是被经验不断修正的。例如,出生时就目盲的人,大脑中原来用来正常处理视觉信息的部分将重新连接,变成用来处理声音,包括处理语言。而那些出生时就耳聋的人,大脑中原来用于处理声音的部位变成用来处理视觉信息了。
她解释说,大脑系统中和语言相关的部分也是被经验塑造的。那些晚于六岁才学习语言的人,大脑系统中通常用来处理语法的部分没有调动起来,但是对这些晚学语言的人,大脑系统中处理词汇意思的功能仍然是正常的。婴儿成长阶段,如果抚养他们的人正常地多跟他们说话,他们通常就发展出较好的语言技能,发展出较好的大脑语言系统。儿童如果很少有人跟他们说话,他们的语言能力就较差,大脑中的语言系统就没有发展成熟。
   
她指出,人类和动物的生活环境是非常复杂的,科学家们的研究表明,富有刺激性的环境导致较丰富的大脑,有较高的学习能力和智能。科学家对动物和人类的研究还进一步表明,幼儿期得到丰富的抚爱,处于较低的压力水平,对于发展出健康的情绪控制能力所必需的大脑化学水平非常重要。相反,较高的压力水平,缺乏爱抚的养育,会导致对大脑系统有害的化学物水平。
  
总之,她指出,和以前很多人的想法相反,现在科学家们认为,人类大脑是不断变化的、高度动态的器官。对大脑的研究可以指导那些关心儿童的人设计出更好的养育方式,使得这些儿童得到最好的大脑发育。她希望佛教学者和科学家分享东方佛教修行者的修持能怎样影响人类大脑的潜力。

A:第四天的内容是什么?


依恋心、慈悲心和利他心

B:第四天是心理学家菲利普·夏维尔讲述改变“依恋心”来促进慈悲心和利他心。
菲利普·夏维尔
在过去三十年里,研究心理发展、人格和社会化的心理学家们探讨了“依恋理论”,这是在六、七十年代由英美心理学家和精神病学家提出的一种理论,这一理论是从精神分析学的精神病学和灵长类动物行为学中发展出来的,主要研究灵长类动物的婴幼儿和抚养者之间的“依恋”,或情绪性亲密关系。抚养者(通常是生物学上的母亲,但并不限于母亲)对婴幼儿的不适信号是否敏感,是否迅速作出反应,婴幼儿对抚养者“依恋”的牢固程度也随之变化。如果婴幼儿没有牢固地依恋于抚养者,就会表现出焦虑、回避和失序的行为。在儿童阶段的不安全不牢固的依恋关系,会在以后很多年里表现出来,影响人的精神健康和人际关系。儿童发展心理学和临床研究已经成功地设计出了早期干预技术,以增加婴幼儿对抚养者依恋的安全感。
   菲利普·夏维尔介绍了他和同事们的研究,他们用依恋理论来观察青少年和成年人的精神健康和人际关系,比如友谊、浪漫爱情和婚姻。他们发现,有可能在实验中激活依恋理论中的所谓依恋行为系统,用有意识的和无意识的方法增加人的安全感。这一研究显示,人的“依恋模式”即使在成年后仍可以在实验中加以改变,可以改变人的性格以提高安全感。

A:日本遗传学家村上和雄谈了什么内容?


笑怎样调节血糖水平和基因表达

B:第四天下午,日本遗传学家村上和雄介绍他的研究,笑怎样调节血糖水平和基因表达,这是非常有意思的。
  
众所周知,基因有向下一代传递生存必须的信息的功能。基因的一个重要作用是把DNA信息转录到RNA上,然后植入蛋白质。从DNA到蛋白质的的过程中的
村上和雄与达赖喇嘛
关键步骤是从
DNAmRNA,增加或减少mRNA的表达水平叫做基因的开或关。基因的开或关受很多因素的影响,比如物理因素(热,压力,紧张,训练,运动)和化学因素比如食物中的营养、酒精、吸烟和内分泌干扰物。基因是受物理和化学因素而开或关的,根据这一事实,村上和雄提出一个假设,精神因素也会影响基因的开关。他认为,这些精神因素不仅包括负面的精神压力,也包括正面的因素,比如正面的情绪:兴奋,快乐,感激,亲密,信任和灵性的体验。 
   为了验证这一假设,村上和雄和他的同事研究了笑作为一种正面情绪对基因表达开关变化的影响。他们发现,笑能降低第二型糖尿病人的餐后血糖水平。

A:这真是有趣的发现,可见保持心情愉快,经常开怀大笑有益健康。最后一天的内容是什么?

B
:最后一天上午,理查德·戴维森主讲的题目是“转变情绪性心智”。他说,我们对事件的情绪反应和我们的日常心情,构成了我们的人格,形成我们几乎所有行为的风格。以前我们一直认为,成年人的人格是相对固定的,不会改变。

A:  中国人有句俗话:“江山易改,本性难移”。

B:   这句俗话现在被证实是错误的。戴维森说,过去十年对大脑的情绪机制的研究,提供了一个新的视角,从大脑可塑性的角度来探索情绪的转变可能。
   
戴维森首先解释了人的情绪反应度,他称之为情感风格(affective style),怎样来测定情感风格呢?他说,情感风格不是被视为固定的性格,而是可训练的技能。情绪的调控是可以习得的。即使是短时间的情绪调控训练也能够产生大脑功能方面的可见效果。戴维森还阐述了其他的情感可塑方式。
   
最后,戴维森说,我们应该思考这样一个问题,纯粹的精神训练是否可以用来转变情绪。他说,对一些修行很深的冥想修持者的研究,发现了一些新的证据,证明他们可以通过意念自觉地变换大脑功能。在讨论的时候,戴维森提出了问题,在转变情绪方面,精神上的训练和行为训练各自能起到怎样的作用,在训练情绪技能方面,是不是存在最佳的时间段。最后,还有这样的问题,如果情绪调整的训练使得对生活的满意度增加了,是不是会降低社会变化的动力?

A:这最后一个问题已经是哲学领域的思考了。这次对话有哲学家参加,哲学家在对话中提供了什么思考?


瓦瑞拉和神经现象学

B:同以往的对话一样,参加对话的科学家希望哲学家为他们的对话勾画出一个大的视野。哲学家的任务是提出一系列的问题,使得不同文化背景的对话者有共同的思考,建立对话的基础。这次参加对话的哲学家伊凡·汤普森是佛朗西斯科·瓦瑞拉的老朋友,他虽然是第一次参加这样的对话,但是他了解心智与生命对话的目的和方式。由于瓦瑞拉不幸早逝,他想要代替瓦瑞拉,说出瓦瑞拉要
伊凡·汤普森
说的话,这就是科学家不应该继续回避心智研究中的主观陈述。用科学家的术语来说,就是有关神经现象学的问题。

   
他说,很多年来,西方心智科学的研究涉及认知过程,诸如推理、知觉、意象、注意力等等,很少涉及主观经验。最近几年,这种态度开始改变,对主观经验的兴趣在增加,尤其是在情感-认知的神经科学方面。为了在这个领域取得真正的进展,科学家必须依靠详细的关于主观经验的第一人称陈述。但是,这样的陈述怎么才能被结合进心智科学的概念框架和实验程序,这个问题依然不很清楚。对神经可塑性的研究给出了一个思考这一问题的背景。
    
一方面,作为自身精神生活的观察者和陈述者,每个人在这方面的能力是不一样的,这种能力可以通过注意力、情绪和认知的训练来提高。打坐冥想练习就是这样的一种精神训练;另一方面,精神训练应该在大脑结构、功能和动态的变化上反映出来。所以,静坐冥想练习可以成为发展主观经验的现象学的工具,也可以成为探索大脑和神经可塑性的工具。将静坐冥想练习结合进神经科学研究,可以形成一种经验性的神经科学,这就是“神经现象学”。
    
神经现象学对西方心智科学,以及科学与佛学的对话提出了一些重要问题。首先,西方心理学认为,第一人称的陈述,尤其是内观的陈述,会有某种系统的偏差。静坐冥想训练能不能减少和弥补这种偏差?第二,如果观察某人的精神生活会改变此人的经验性质,那么利用精神训练来研究经验是否存在某种“测量问题”?
    
最后,他再一次指出了神经科学在意识的本质问题上的巨大疑问:一方面,人的精神过程是大脑的工作过程,这一假设支配着关于心智的科学研究,是现在关于心智的科学观点;但是另一方面,科学家们仍然不能令人满意地解释,大脑活动怎样产生意识、意识对大脑的活动起了怎样的作用。

A:  或许资深修行者与神经科学家们的合作,将来能够取得某种实质性的进展,为这些问题提供一些思路。