大脑也能像开车一样按需“换挡”？人类花了250年才认识这个变速器

将手指放在头骨后部，与耳朵顶部齐平的位置，从这里深入大脑内部，来到一个充满液体的腔体附近，就会遇到一小束呈青金石色的细胞——这就是蓝斑。尽管它的大小只有几毫米，却蕴藏着调节思维活跃程度的强大力量。

研究表明，蓝斑犹如控制大脑活跃度的变速器。英国神经科学家兼作家米图·斯托罗尼表示，蓝斑能够根据特定的脑力活动，调整大脑的运行节奏——当蓝斑处于合适的挡位，我们会专注且高效地投入工作；当它切换到错误的挡位，则容易让人陷入拖延或挫败。

最新研究发现，通过适当训练，蓝斑或许能够对人的认知能力和心理健康产生立竿见影的影响。只要方法得当，人们可通过“换挡”来调整自己的精神状态，从而控制注意力集中度和压力水平，提升创造力和应变能力。

不止于唤醒“战斗或逃跑”

首次确认蓝斑存在的是18世纪末的法国医生费利克斯·维克·达泽尔，他在病人的脑干上发现了一个蓝色的小斑点。此后，人类花费了两个半世纪，才真正认识到这个包含了5万个神经元的脑部结构的功能。

蓝斑是大脑中合成去甲肾上腺素的主要部位。合成的去甲肾上腺素被储存在蓝斑的神经元内。当蓝斑的神经元被激活时，去甲肾上腺素会通过这些神经元的突触被释放到大脑的多个区域，调节目标神经元的电活动。澳大利亚悉尼大学的詹姆斯·麦克·夏恩表示，这一过程能提升脑细胞活跃度，促进信息在大脑各区域间的传递。

这一机制直接影响我们的警觉性，或称“唤醒水平”。长期以来，人们曾认为蓝斑只在面临压力或恐惧时被激活，引发“战斗或逃跑”反应，而在日常状态下几乎不起作用。

由于蓝斑活动的微小变化难以测量，这一误解一直存在。如今，借助精密的脑成像技术，科学家能够更准确地观察蓝斑的活动。通常，我们通过替代指标来监测蓝斑的活跃程度。研究发现，蓝斑活动与瞳孔变化直接相关——蓝斑越活跃，瞳孔扩张越大。因此，在保持光照不变的条件下，追踪瞳孔变化即可揭示蓝斑的动态。

研究还表明，蓝斑并非一个均匀的结构。“解剖后的蓝斑结构更具特异性。”法国巴黎法兰西公学院的苏珊·萨拉说，这有助于解释蓝斑是如何协调不同大脑活动模式的。

“大脑变速器”的3个挡位

蓝斑有四种活动模式，每种模式对我们的思维和行为产生不同影响。因此，斯托罗尼将蓝斑比作“大脑的换挡系统”。

在睡眠时，蓝斑几乎处于静止状态，仅有短暂的爆发性活动用于巩固记忆。这一效应是萨拉与德国马克斯·普朗克生物控制论研究所的奥克萨娜·埃申科偶然发现的。他们训练老鼠穿过迷宫，并记录其睡眠时的大脑活动。研究发现，在完成任务后约2小时，老鼠大脑中的蓝斑会间歇性激活。萨拉表示，这种活动似乎与一天后测量的记忆表现直接相关，如果阻断这一过程，记忆能力便会受损。

当我们刚醒来时，蓝斑进入“1挡”模式，处于低水平的基础活动状态。此时，去甲肾上腺素的分泌让大脑逐渐苏醒，但我们仍然容易走神，难以集中注意力。随着去甲肾上腺素水平升高，大脑不同区域间的沟通变得更加容易。前额叶皮层的神经元对低水平的去甲肾上腺素很敏感，会首先起反应。而前额叶皮层通常与自我控制和抽象推理相关。

蓝斑的“2挡”特征是在适度活动中回应刺激，短暂释放去甲肾上腺素。这使大脑能够更有效地处理新信息。如果这些短暂释放足够强大，就能让人将注意力转移到新的重要信息上，这对灵活思考至关重要。

当蓝斑进入最高的“3挡”模式，其活动会更加频繁——高水平的去甲肾上腺素从蓝斑涌出，激活与情绪处理有关的大脑区域。这些区域的受体只有在神经递质浓度达到较高阈值时才会有反应，可能引发“战斗或逃跑”反应。这在危急时刻很有用，但许多非危险情况（如工作压力）也会使蓝斑活动切换到最高挡位，导致我们感到不知所措，集中注意力变得极为困难。

研究发现，患有焦虑症或创伤后应激障碍的人，蓝斑容易长期停留在“3挡”的高唤醒状态。而注意缺陷与多动障碍（ADHD）患者的蓝斑“挡位”切换过快，导致注意力难以集中。

一些已上市的ADHD药物就是通过调整蓝斑的“挡位”切换失衡而发挥作用。例如，利他林能提高与大脑奖赏系统相关的多巴胺水平，从而提高个体对任务的注意力。利他林还能使去甲肾上腺素保持稳定，并借此对蓝斑活动进行调节。

“2挡”带来忘我投入的心流

基于这些发现，许多神经科学家认为，适度的蓝斑活动（即“2挡”）是达到最佳认知表现的关键。斯托罗尼指出，这是前额叶皮层完全投入并发挥最佳功能的时候。

荷兰莱顿大学的科学家曾用一系列快速切换的城市或山脉图像测试参与者的注意力。被测者需要在看到城市景观时按下空格键，在看到山脉时松开按键。一台眼动仪测量了受试者执行任务时的瞳孔扩张情况。当瞳孔显示出蓝斑“2挡”所特有的特征时，受试者的表现最佳。

“2挡”似乎还能提高“聚合创造力”，即灵光乍现的时刻。研究表明，设定紧迫的截止日期可加速解决较简单的谜题，对于较难的谜题则恰恰相反。美国密苏里大学的戴维·比弗斯多夫认为，关键就在于蓝斑的活动——面对简单问题，额外的压力会使蓝斑活动从低水平逐渐提升到最佳点；但随着任务难度增加，对截止日期的焦虑会使蓝斑过度活跃，导致思维混乱。

最新研究显示，蓝斑活动“2挡”也是心流状态的基础，即全身心投入一项任务而忘记了时间的流逝。荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯大学的迪米特里·范德林登团队让志愿者玩一个复杂的电脑游戏，他们则同步测量受试者的瞳孔直径和大脑活动。果然，受试者的心流状态与蓝斑活动相吻合——当蓝斑表现出进入“2挡”的迹象时，他们更认同自己处于最佳状态。

通常，从事一项具有足够挑战性的活动时，人就会进入心流状态。选择合适的任务难度是改变精神状态并利用蓝斑力量的一种方式。夏恩还指出，冥想可以训练蓝斑的唤醒水平，提高专注力和情绪调节能力，让人们在日常生活中更有意识地控制自己的行为和情绪。

维持大脑“最佳挡位”有窍门

斯托罗尼指出，蓝斑与负责调节心率和呼吸的自主神经系统直接相连。这意味着运动可调节蓝斑的“挡位”。例如，早晨进行快步走等轻度运动，可促使蓝斑从“1挡”切换到“2挡”，帮助我们进入更专注的状态；瑜伽或深度呼吸练习，则有助于蓝斑从“3挡”回落，缓解压力。

她建议人们根据自然的唤醒节奏来规划一天的活动：需要创造力的任务适合安排在清晨，因为此时大脑正从“1挡”逐步进入“2挡”，联想和分析能力处于较佳状态；涉及大量信息处理、需要高度集中注意力的工作，最好安排在上午晚些时候或下午三四点——在午后能量低谷过后，大多数人的注意力会在三四点再次回升。

学生们在课间运动（新华社发）

相反，单调或乏味的任务可能使蓝斑回落至“1挡”，导致注意力涣散、容易走神。对此，可以通过增加精神负荷来提升专注力。斯托罗尼建议，可尝试通过听音乐等活动帮助大脑保持活跃。不过，大脑无法在高效工作的“2挡”状态维持太久——一旦开始感到疲惫，就应该适时安排休息，以免陷入注意力下降的恶性循环。

未来，科技或许能帮助我们通过对蓝斑的有意识训练，提高对自身精神状态的控制力。在近期一项实验中，研究人员让受试者想象能增强或降低警觉性的场景。经过三天训练后，功能性磁共振成像（fMRI）结果表明，受试者对蓝斑的调控能力有所提升。

日常生活中，我们也可主动调节蓝斑的活动。例如，留意自己何时会处于低迷或过度紧张状态，再相应地调整节奏，以实现更高效、更平衡的思维状态。

原标题：《大脑也能像开车一样按需“换挡”？人类花了250年才认识这个变速器》

栏目主编：许琦敏 题图来源：视觉中国

来源：作者：文汇报 刘琦 实习生 金奕伶/编译