楠木軒

愛因斯坦大腦比常人小170克!其創造力與想象力源自神經元密度

由 問成風 發佈於 科技

上一篇我們主要介紹了大腦的記憶力原理,本篇我們將進一步介紹,如何全面的打造一個有想象力與創造力的大腦。

愛因斯坦是公認20世紀最聰明的天才般的人物,其死後,科學家想從他的大腦找到與智慧的關係,結果發現愛因斯坦的大腦只有1230克,比正常男性1400克少了170克,令人大跌眼鏡。

那麼,愛因斯坦的創造力與想象力到底源自哪裏?

愛因斯坦自己並不認為他的成就及創造力源自於他的聰明才智,他並不認為他是天才,他只是花更多的時間去思考問題,用他的話説:“與問題待得比一般人更久些”。

並不是我很聰明,而只是我和問題相處得比較久一點。It's not that I'm smart,it's just that I get along with problems a little longer. --愛因斯坦

對於想象力與創造力,愛因斯坦更是把它放到了核心的位置。

想象力比知識更重要,因為知識是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推動着進步,並且是知識進化的源泉。嚴格地説,想象力是科學研究中的實在因素。 --愛因斯坦

於是,我們可以初步得出結論,是想象力與創造力成就了愛因斯坦,而想象力與創造力,竟然與大腦的大小關係不是很大,至少不是直接的正比關係。

那麼我們就要追問,“想象力與創造力”到底是怎麼來的,難道愛因斯坦所説的“與問題待得更久一點”,就真的能打造出一個具有創造力與想象力的大腦嗎?

要搞明白這些問題,我們得從大腦的神經元原理説起,這是一切的基礎。

神經元

神經元細胞是我們大腦裏面的主要組成部分之一,今天神經科學的大多數對大腦的理解,來自於對神經元細胞的跟蹤與分析,因此,大腦的幾乎所有的能力,都跟神經元細胞有密切關係,特別是被我們稱為學習的能力。

我們先來認識一下神經元。

實際上,神經元不僅僅存在於我們的大腦,還存在於我們身體其他部分的神經中樞,定義所有這些不同部分的神經元的其中一個要點,就是它們主要就是用來傳遞信息的。

我們可以把學習的效率,或者記憶的效率,先簡單理解為信息在大腦裏面傳遞的效率,而它涉及兩部分的效率:

信息在單個神經元內傳遞的效率。【軸突】信息在神經元之間傳遞的效率。【突觸】如下是一個神經元的示意圖,這個神經元主要是為了表達它具有長軸突的效果,比如它可以直接從腦幹一直到腳,實現最高效率的信號傳遞。

這就是神經元信號傳遞的第一個特徵,即信息首先以電信號的形式在單個神經元內傳遞的,於是,如果要加強信息在單個神經元內傳遞的效率,那麼其中的關鍵就在於加強信息在軸突上的傳遞。

比如軸突就相當於一個大樹的樹幹,樹根吸取的水和營養傳遞到葉子上的效率,其中對傳遞效率影響較大的就是樹幹。

因此,在軸突上,有一層纖維素髓鞘包裹着,這層髓鞘的厚度,就會影響着信息的傳遞速度:

髓鞘越厚,傳遞得越快。髓鞘的厚度與這個軸突是否經常被激活有關。軸突經常被刺激,細胞體就會分泌相關的蛋白質來強化髓鞘,使得它能夠更高效的傳遞信息。

請注意,如上兩張圖,只是為了表明概念,因此,圖片只是一個簡化版的神經元,實際上,每個神經元可發出多達8000個左右的鏈接,所以它的更形像的表示,應該如下圖所示:

這裏也只是表示樹突,這是接收信息的,所有的信息彙集後,會通過細胞體,然後通過軸突形成大量的分支分發到其他神經元。

這種神經元與神經元之間接收信息或者發送信息的端口,就叫做突觸。

突觸

如下這圖是一個突觸的示意圖。

突觸是神經元與神經元之間的“鏈接”,説突觸是神經元之間的鏈接,而實際上“鏈接”並不實際鏈接在一起。

這就好比,人與人之間的溝通,包括任何形式的溝通,比如聲音,眼神及肢體語言,這些人與人之間的信息傳遞,人與人之間的鏈接,也不是實際上鍊接在一起的,而人與人之所以能夠實際所有這些信息傳遞,本質上就是由大腦裏面的這些突觸實現的。

所有的信息表達為結構體與結構體之間的,在大腦神經元系統中就表達為突觸之間的信息傳遞。

與信息在神經元內進行“無區別”的電信號傳遞不一樣,信號在突觸上的通過化合物【神經遞質】實現“有區別”傳遞的,而所謂的有區別,指:

同一個信號,可以根據需求靈活的傳遞給大量其他神經元。兩個神經元鏈接的傳遞效率,主要由突觸的效率決定。如下圖所示,一個電信號沿着軸突來到了【突觸前膜】,從而激發囊泡將其運載的神經遞質釋放到突觸間隙中,神經遞質再與突觸後膜上的受體結合,於是就將信號從一個神經元傳遞到了下一個神經元。【電信號->化學信號->電信號】

在同一個神經元細胞內,電信號的無區別傳遞,主要指具有相同的速率並且只有固定的目的地,而突觸正好相反:

同一個神經元細胞上的信號,傳遞到不同的突觸時,突觸的結構決定着會有不同的速率,並且一個信號 ,可以傳遞給大量其他神經元,理論上,可以同時傳遞給高達8000個其他神經元。即同一個神經元可以發出多達8000個鏈接。同一個信號 ,可以根據新的需求,實時建立新的突觸鏈接,這就是大腦可塑性的的一個最關鍵因素之一,它就是我們終身都能形成新行為新習慣,學習新東西的基礎。任何一個新動作,新想法,新理念,都意味着一個新的突觸的形成。

神經元的鏈接密度【創造力與想像力】

我們的大腦裏據説在800億之多的神經元,但是神經元的數量並不是固定不變的,不同人的神經元數量也是不同的,我們可以簡單的理解為,新行為與新信息,都會刺激海馬迴等區域再生神經元,而這些再生神經元,或者是已經存在的神經元,如果沒有新行為與新信息的刺激,則沒用的神經元會被回收。或者會被其他一些功能區域徵用,這就是大腦的【用進廢退】原理。

但是大腦的神經元多,並不代表神經元的密度就高,神經元的密度,是信息傳遞的一個核心關鍵,也是我們學習與創造力的一個關鍵。

它表達為,某一片區域的神經元之間鏈接的密度。

如下圖所示,是同一只貓同一部分的同一個神經元幼兒及成年後的神經元鏈接數的對比圖。

這張神經元鏈接數的變化的對比,是理解創造力,想象力甚至智慧的關鍵。

我們可以用這張圖所展現的原理,來大概推測為何愛因斯坦的大腦比常人少170克,但還能具有如此強大的想象力,達成如此高的成就。

我們在文章開頭提到了愛因斯坦説的一句話:“並不是因為我聰明,而只是我與問題比一般人待得更久一些”。

很多人,聽到這樣的説法,會認為這是愛因斯坦的一種謙虛的説法,而實際上,從大腦神經元原理來分析,這個“與問題待得更久一些”正是符合大腦神經元鏈接密度的原理的。

它正是打造想象力與創造力的核心步驟。

最簡單最直接的證據,就是上面這圖腦神經元圖,正常人,他長大後,他的神經元的分叉反而是萎縮的,因為他的生活裏面,更多的都是習慣性的行為,都不是主動的思考行為。

而主動的思考,就是構建神經元鏈接密度的第一步。

主動與被動

而實際上,主動思考,並不是那麼簡單,也並不是我們很多人所想象的那樣,它遠遠超出我們的理解範圍。

就人體來説,我們同時存在主動思考與被動思考的能力。

或者我們應該這樣子來理解,不僅僅限於思考的範圍,只要涉及主動調動我們的意識的,就是在塑造與強化神經元的有效鏈接。

它在我們的生活裏面,表達為顯意識與潛意識的能力。而這兩者,是很容易混淆的。

我們在前面的幾個章節中,都有重點討論了顯意識與潛意識,其中介紹了兩篇正念的文章中提到,正念的專注當下,就是調動顯意識的過程,也就是正念的第一核心,就是專注力,就是主動的過程。

如果有嘗試過進行正念或者冥想的讀者,一定會感覺得到,自己的注意力,時不時的就跑了,不自覺的不在當前的事情上了,跑到那些最吸引我們的事情上了,當注意力跑了的時候,就是被動的過程,就進入了我們在之前的文章中介紹的默認模式網絡(DMN),也就是進入自動化的“我執”區。

因此,我們之前也有文章指出,我們的日常行為,98%以上的都是自動化的潛意識在控制,只要是涉及是自動化的習慣與行為,全部都不是在強化與塑造我們的神經元鏈接。

這就是為什麼,如果你不去有意識的調動,在日常生活裏面,只要是跟着本能走,最終你的大腦的神經元,就會變得跟如下這圖的右邊一樣,極少的神經元分叉,神經元又粗大,又稀疏。

又粗大,又稀疏意識着,不僅僅某些習慣動作行為更自動化更有效率了,同時,所以與這些更強大的模型對比的弱模型,越會被這些強模型抑制,它就是一個人為什麼隨着年紀越大,變得越來越固執的原因。

我們經常説一個人成年了,成熟了,有自我主見了,不再問一下無厘頭的問題了,這往往是對一個人的肯定,然而從神經元的角度來説,這正是另一個悲哀人生的開始,當我們不再不斷的追問,不斷的思考,不斷的嘗試新動作新行為的時候,我們的大腦神經元,隨即也不再新生,突觸也不再形成。

僅僅是這樣一個習慣,就會造成人與人的極大的區別。

神經元如果沒有新行為及新想法的刺激,它是不會長出新的分枝。

比如,正念有一個核心,就是要求我們做任何一件事件時,都把注意力放在眼前的那件事情上,從各個維度覺知它,比如它的顏色,手感,質地,聲音及味道等等。

當我們專注在這些事件上時,沒一會,發現注意力跑了,由於我們覺知着注意力,當注意力跑到了另外一件事情上時,我們知道它跑到哪裏去了,覺知那件事,然後繼續回到當前的事情上。

也就是整個過程,不管注意力去到哪裏,它都在我們的覺知之內,如果整個過程都在你的覺知之內,稍後你坐下來反省反思時,整個心理過程,你都是可以反過來審視的,你就可以知道,你當時的感覺及感受,你在擔心什麼,你在怕什麼,你在焦慮什麼,所有這些,都在你的覺知之內。

這就是正念的主動過程,它跟我們的主動學習的道理是同一回事。

它的直接形象的道理,就跟倫敦出租車司機與公交車司機一致,公交車司機路線固定,因此,不用主動用腦,都是本能潛意識腦自動化控制的過程。而出租車司機路線靈活變化,是必須調動主動意識去規劃的路線。

這裏的關鍵就是,當一個行為自動化進行時,它就不是主動過程,比如我們上一篇文章中提到的,你開始學單車時,學開汽車時,都必須調動顯意識的主動注意力,進行編碼與強化學習,這就在激發神經元新生鏈接,構建與強化突觸。

而當你學會了踩單車,學會了熟練開汽車時,新神經元鏈接基本就不再形成,因為它已經自動化了。

再比如,我們在用眼睛看一本書,閲讀一篇文章,看一部電視的時候,只要我們沒有停下來思考,這些過程就基本是自動化的過程,因為我們的注意力,同一時候,只能在一件事情上,我們必須用注意力,去編碼這件事情,這個過程新的突觸才會形成,然後才能存儲到記憶裏面。

因此,即使是很多我們認為是在學習的事件,本

質上也是沒有形成新的鏈接的過程,也就是是無效的學習的過程。

思考與想象力

現在進入重點,我們上面一步,主要強調主動調動注意力,這是第一個關鍵步驟,這是我們想象力構建的前提,所有的記憶力與學習的過程,首先都必須調動注意力,也就是調動我們的顯意識的過程。

而注意力的核心之一,即它同時只能在一件事情上。

只要有另外一件事情干擾着,注意力即會不成立,這就是為什麼專注力非常重要的原因。

請注意所以的一件事情是指感官的一個通道,即同一時間同一瞬間,我們的顯意識即前額葉只能處理一個感官通道的一件事情。

有了注意力,知道我們是在調動顯意識,那麼接下來的重點,就是打造鏈接在一起的神經元網絡,我們在上一篇把它稱為:成片的神經元,如下圖所示

或許有人會疑問,難道我們的大腦的神經元,不就是成片的神經元嗎?

這是不同的概念。我們借如下這個例子來理解成片的神經元的重要性:

如下這圖,是我家娃切水果的方式,我從來不敢想象,水果還能這樣切。

小務虛自己,近幾年來,吃梨也好,吃蘋果也好,只有一種削法,一種切法。要麼是切成兩半,要麼是切成四塊。

然後有一天,媽媽引導兒子説:“我們來切星星蘋果”。

後來又有一天,兒子説:“他要印各種形狀的水果”。

這簡直有些挑戰我的固有神經,但是當時我已經學習到了神經元的原理,於是忍住沒有限定他,乾脆走開,因為我看不下去如此“虐待”一個水果。

但是請注意,蘋果這件事情,本身會涉及很多維度的神經元細胞鏈接在一起。在這羣鏈接的基礎上,一些新想法,一些新的變化,就是在促使這羣神經元細胞繼續長出新鏈接,形成新突觸,如果想法與變化越多,鏈接的密度就會越來越大。

我們大人的本能反應,就是一切都是用我們的強模型來對接這個世界,而強模型會有固定的已經成形的數組鏈接在一起的神經元。而當兒子每每提出各種各樣新奇的做法或者想法時,我的第一本能反應,就是想要制止,而如果我覺察得足夠快,我很快就意識到我在幹嘛!

做好玩的麪包

當我獨自冷靜的時候,我不斷的告誡自己,一定不要限制兒子,相反,要鼓勵他的這些行為,因為這是在構建神經元鏈接,特別是在使得神經元分叉出更多突觸,在提升鏈接的密度,這是在打造想象力的基礎。

但是在生活裏面,每一個當下的瞬間,情緒的自動化強模型主導還是相當強烈的,我們首先都會不自覺的使用那些已經打造完全的神經元網絡,而不想去重新嘗試新事物新想法,因為已經形成習慣的那些神經元網絡,已經是完善的網絡 ,具有極高的效率,直接使用它們是最省事最快速的。

比如小務虛之前課外讓大家練習反本能去感受弱模型,也就是用左手拿筷子和左手刷牙,或者練習正念,這些本質上都是促進大腦神經元長出新的分支,提升神經元的密度。

如果我們不對自己的本能進行時時刻刻的覺知,我們不僅僅被自己的強模型限制着,我們還會拿自己的強模型去不斷的限制別人,特別是孩子。

我們總會覺得自己是對的,要求孩子按照自己的做法,因為我們的經驗已經是高效的,這是理所當然的。

然而,這正是抑制成片神經元鏈接的罪魁禍首,這是在抑制孩子的創造力與想象力。

一組鏈接在一起的神經元

比如,原先我關於蘋果的認知,就限於我自己的那些固定的行為,它在我大腦裏面對應着相應的一組神經元網絡,如果不出意外,我每次都會按照這些行為做着相同的事。

兒子剛好相反:

他第一次確實可能只是削皮,切塊;第二次他就切成大星星(橫切蘋果);第三次他説要印小星星,小兔子,小愛心(因為他之前做麪包時印過);下一次他不切了,因為他找不到讓他感興趣的方法了,我或許會用另外一些角度來挑戰他,或者他開始感興趣切其他水果了。兒子的畫更是天馬行空,全是他想象力的呈現(兒子沒有上過任何畫畫課,全是自學的)。

如下這幅,有大地與草,有蘋果樹,蘋果熟了,火車司機開着火車運載蘋果,天上還有各種顏色的鳥,還有光芒四射的太陽。

想象力的核心

洪蘭教授把它表達為:“神經元的鏈接密度”,我覺得這個説法非常有道理,我們應該想辦法調動我們的主動注意力,提升神經元的鏈接密度。

比如我上面所舉的兒子切水果的例子,不斷的往一片神經元網絡加入新的想法,新的動作及新的做法,這個過程,會使得神經元新增加出突觸,去與其他神經元鏈接上。

這就好比在一個知識點上,不斷增加知識點,使得所有這些知識點都鏈接在一起。

我在寫文章時,就會調動我的注意力,進行主動思考過程,比如,為了追究能量對一切的規定,我就必要不斷的考察所有與能量相關的例子或者其他能量的轉化形態,比如環境,比如最終表達為大腦的構建原理,所有的這些知識點,由於我長期不斷的發散思維思考,使得這些知識點,在大量不同的維度上被鏈接在一起。

於是就形成我的這個專欄的大量密集的知識點,而它在我的大腦裏面,就對應着一片極為密集的神經元鏈接網絡。

如果你一直讓自己待在舒適區,你的大腦就不再成長,所有的強模型強模型網絡,之所以強,就是它所代表的情緒,讓我們有快感,感覺良好的情緒,我們會不自覺的傾向於選擇這些強模型,而當我們選擇用弱模型來做時,又會覺得很痛苦,比如左右手拿筷子的強弱模型對比,而當你強制或者説自律的讓自己左弱模型來做時,實際上你會發現你做得越來好,而它就意味着,新的突觸在不斷形成與強化。

如果你在生活裏面,所有的事情都能如此去挑戰,你會就擁有一個越來越強大的大腦,神經元鏈接越來越密集,越來越有想法,想象力的網絡。

這就是大腦的創造力與想象力的基礎:

由一個知識點引發另一個知識點,背後就是由一個神經元的一個突觸傳遞到另一個神經元。一條信息在一個神經元上傳遞,假如神經元已經構建起了8000個突觸,也就是這個知識點,能夠激發另外8000個知識點,即這個神經元與另外8000神經元鏈接。而另外8000個神經元又與大量其他神經元鏈接着。這就是龐大的想象力體系,一個高密度的神經元鏈接體系,它是我們長期進行反本能的自主思考,反自動化的自動探索,主動構建神經元鏈接的結果。

因此,打造想象力有如下2個關鍵點:

調動顯意識,也叫主動意識,也叫工作記憶。多向探索,而不僅僅依賴本能,突破舒服區,不斷挑戰新想法,新事物,新做法。因此,與問題待得久一點,並不是一件容易的事,它要求我們不僅僅從強模型的網絡去思考,還要能放下強模型網絡,從其他的角度去思考問題。

因此,西方有一句話非常好“永遠保持懷疑一切的探索精神”,不對執着任何一個理念,任何一個強模型,面對保持對一切的懷疑追索精神,正是調動智慧的關鍵,而它的原理,就體現在,當你不斷追問,不斷探索的時候,就是在打造一個更密集的神經元鏈接網絡,就是在打造一個具有強大想象力的大腦。

這就是愛因斯坦的秘訣:“與問題相處得比較久一點”,這正是符合大腦神經元的創造力與想象力原理的,而它就是一個高密度的神經元網絡。

獨立思考和獨立判斷的一般能力,應當始終放在首位。The general ability of independent thinking and judgment should always be put in the first place. --愛因斯坦