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“重塑大脑环路” 这个说法,自带一种精密工程般的理想感。可大脑与其说是电路板,不如说更像一片森林。
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重塑大脑,一个流行的隐喻
不少流行观点都认为,我们可以“重塑大脑环路”:中风康复、创伤修复、学习新技能,甚至每天花10分钟用对应用程序就能做到。这个说法铺天盖地,恰好迎合了很多人心底的渴望:大脑一旦受损,就能像机器一样被精准修复。但“重塑大脑环路”其实是个很有风险的比喻。它从工程学借来一份笃定,故障系统可以通过更换零件修好,然后悄悄把这份笃定夹带进生物学。可生物层面的改变,速度更慢、过程更复杂,而且往往无法做到完美修复。这个通俗说法,比专业术语 “神经可塑性” (大脑在一生中不断改变、形成新神经连接的能力) 更好理解,于是成了一句文化口头禅。
可“重塑大脑环路”的真正含义是什么?它究竟是用来描述神经系统强大可塑性的便捷说法,还是已经变成了误导性的过度简化,扭曲了我们对科学的理解?
毕竟,“重塑大脑环路”听起来不只是个比喻,更像一项工程项目:一个可以拆卸、替换、优化零件的系统。这个设想既诱人,又充满机械感。这个比喻本就源自工程领域。对工程师而言,重塑大脑环路就是用新线路替换老旧、故障的线路。随着科技词汇渗入日常生活,人们也开始用这套逻辑理解人类大脑。
这个说法的医学源头可追溯到1912年。英国外科医生W・迪恩・布彻(W Deane Butcher)将人体神经系统比作房屋的电路,提出神经与肌肉的连接,就像电线把电器连到电源上。到了20世纪20年代,哈佛大学心理学家伦纳德・楚兰德(Leonard Troland)将视觉系统称为“极其复杂的电报系统”,进一步强化了大脑与电路网络的类比。
“重塑大脑环路”的说法,也得益于发育神经科学理论的更新。过去人们认为,大脑在童年之后基本定型,就像一台固定线路的收音机,不再发生大变化。但从20世纪60年代开始,研究证实大脑的适应性远超想象:中风患者可以通过调用大脑其他未受损区域,恢复部分功能。
这些发现彻底革新了康复医学,也催生了一个迅速走出临床的观点:既然大脑可以 “重塑环路”,那人同样可以发生改变。
近年来,随着功能性磁共振成像(fMRI)、正电子发射断层扫描(PET)等成像技术的出现,研究者能前所未有的直观观察大脑活动,“神经重塑”的说法也越发流行。在中风康复研究中,临床人员常观察到:受损区域周边甚至更远的大脑区域,活动会增强。这被解读为大脑在 “自我重塑”,以弥补丧失的功能。科普作者也广泛使用这个比喻,用来解释创伤修复、学习第二语言等各种现象。
但大脑和电路有着本质区别:电路的线路固定、路径单一,而大脑的连接是动态、持续变化的。神经元会根据活动与环境,不断形成、修剪突触连接,这一过程由复杂的生化信号调控,并非简单地改接线路。即便我们能画出大脑所有结构,也无法解释“自我”究竟从何而来。2013年,时任美国国立卫生研究院院长的弗朗西斯・柯林斯(Francis Collins)在接受美国国家公共电台采访时就曾吐槽:研究大脑图谱,那就好比,你撬开笔记本电脑的盖子,盯着里头的零件,你能说出这个连着那个,但你压根不知道它是怎么运作的。
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神经可塑性的科学真相
想要评判“重塑大脑环路”这个比喻恰不恰当,我们先要弄清楚,大脑的可塑性究竟是怎么一回事。
我们已经证实,大脑在一生中都具备极强的重组能力:可以形成新的神经连接、强化已有连接,或是把功能转移到未受损脑区。但神经可塑性的逻辑,绝不是“换掉一根电线”那么简单,它更像一片活的森林:路径会因为频繁使用而被踩出来,也会因为长期不用而逐渐荒废。这种改变发生在细胞层面,会在学习、记忆、接收外界刺激或是经历创伤后出现。一个关键事实是:虽然大脑终身都有可塑性,但年轻时更强,随着年龄增长,则越来越依赖主动努力才能发生改变。
正是这种能力,让大脑可以适应新环境、从损伤中恢复、学习新知识、弥补失去的功能。神经可塑性是真实存在的,但它不是魔法,有其局限,也需要付出努力,而且并不总能带来完美的恢复或彻底的改变。
和修理机器、更换零件不同,大脑可塑性是一个缓慢、且常常效率不高的过程。神经元之间传递信号的突触会变强或变弱,神经元上像树枝一样的树突会生长或回缩。整个神经网路的活动会随时间发生改变,但这一切都需要合适的条件。这些改变慢慢累积,才会形成新的功能模式;而随着年龄增长,大脑整体的调整效率会不断下降。
简单说:大脑可塑性是有条件、不均匀的,由现实条件决定,而不是靠想象就能实现。
可塑性贯穿一生,但会被很多因素影响:年龄、环境、重复练习、休息、营养、情绪状态等。举几个例子:中风患者经过数月针对性康复训练,可以调用健康脑区网络,恢复肢体活动;有阅读障碍的孩子,在高强度、系统化训练下,能慢慢建立新的阅读通路;盲人学习盲文,也需要大量练习,才能让对应的脑区发生改变。
在童年创伤的案例中,负责高度警觉、情感疏离等生存策略的神经通路会被不断强化。成年后,心理治疗或许能让另一些与信任、情绪调节、自我觉察相关的环路得到加强。但旧通路并不会被彻底抹去,只是退到背景中,在压力下仍可能被重新激活。“大脑被重塑,恢复健康状态” 这个说法固然能给人希望,却过度简化了事实。更准确的理解是:我们只是走出了新路,但旧路未必会消失。
经历与体验,是塑造神经系统的重要力量。
然而,正如神经科学家布莱恩・科尔布(Bryan Kolb)和伊恩・卫肖(Ian Whishaw)在一篇被大量引用的综述*中指出:经历与体验会改变大脑的突触结构,而大脑的反应同时也受年龄、激素、营养支持因子、压力、疾病和损伤的影响。而且,由于大脑新皮层终身都可以调整功能,同一段经历,在不同年龄、不同个体身上,留下的痕迹也不一样。他们总结出一个核心观点:大脑发育完成很久之后,经历依然可以改变其结构,而这些结构上的改变,被普遍认为是记忆储存的方式之一。换句话说:大脑可塑性是有条件、不均匀的,由现实条件决定,而非一厢情愿。
* Kolb, Bryan, and Ian Q. Whishaw. "Brain plasticity and behavior." Annual review of psychology 49.1 (1998): 43-64.
这篇综述还基于大鼠脑损伤恢复实验,提出了一个重要结论:很多看上去像是 “功能恢复” 的现象,其实只是大脑找到了另一条绕行路线。用直白的话讲:大脑大多时候并不是修复了原来的通路,而是新建了一条旁路,来代偿失去的功能。
神经元能够向外延伸连接,这意味着:一旦部分神经元死亡,其他神经元可以扩大自己的连接范围,弥补缺失的信息处理功能。通常来说,一个神经元拥有的连接越多,对行为的调控能力就越强。
除此之外,大脑中还存在一个反馈环路。已有研究表明,环境可以改变成年大脑中基因的开启与关闭状态,而实现这一过程的重要途径,就是由经历与体验所引发的神经活动。新奇的经历会让神经元以全新模式激活,进而启动相关基因程序,促进树突与突触生长。这些结构上的改变,久而久之会影响行为。其中部分基因与学习记忆有关,另一些则和年龄相关的记忆衰退有关。由此可见,丰富的环境与体验确实对大脑有益。
神经可塑性的例子比比皆是。我在神经内科做住院医师时,一位专攻神经眼科的老师,曾用一个很直观的实验展示了大脑的适应性。他在自己身上做了一项非正式实验:戴上能把视觉画面上下颠倒的眼镜。一开始,他完全无法适应、方向混乱。但几周后,大脑自行重新校准,他又能正常生活了。更有意思的是,当他摘下眼镜时,世界在他眼中又变成颠倒的,需要一段时间才能重新恢复正常感知。之后他又用左右颠倒的眼镜重复了实验,并发现:比起上下翻转,左右反转对大脑来说更难适应。这个实验说明:大脑的适应是通过重新校准完成的,而不是直接恢复到最初状态,它会慢慢把被改变的信号当作正常信息。
大脑能够改变语言功能,同样是神经可塑性的有力证明。神经科学里有一个很关键的发现:说话和唱歌依赖的是不同神经通路。很多知名歌手说话时口吃,唱歌却完全流畅。比如猫王埃尔维斯・普雷斯利(Elvis Presley)就有口吃,唱歌时却完全消失;艾德・希兰(Ed Sheeran)小时候也口吃,试过很多方法都没用,直到9岁时跟着埃米纳姆(Eminem)的专辑说唱,在不断重复中,语言流畅度明显改善;乡村歌手梅尔・提利斯(Mel Tillis)也是说话结巴、唱歌流畅。这些例子都说明:流畅表达的出现,并不是因为大脑 “修复” 了原本的通路,而是转而调用了另一套备用神经环路。
还有一种有趣的现象:有些歌手说话时口音很重,唱歌时却会消失。比如奥兹・奥斯本(Ozzy Osbourne)、阿黛尔(Adele)、艾德・希兰、ABBA乐队以及弗雷迪・墨丘里(Freddie Mercury),都属于这种情况。唱歌会放慢语速、拉长元音,从而弱化口音特征;此外,由于流行乐和摇滚乐起源于美国,很多歌手会在歌曲中采用美式发音。这种口音的转变,同样反映的是大脑神经网络的切换,而非底层语言系统的永久性改变。
说话与唱歌的这种差异,正是 “旋律语调疗法(melodic intonation therapy, MIT)” 的理论基础。这种疗法常被用于治疗中风后非流畅性失语症患者——也就是那些因大脑语言中枢受损而无法正常说话的人。在疗法中,患者会演唱那些深深烙印在情感记忆里的童年熟悉歌曲,令人惊讶的是,他们常常能唱出平时说不出来的单词和短语。经过反复练习,语言能力会逐渐改善。这是因为唱歌能激活大脑右半球中未受损的神经环路,建立起替代通路,进而逐步强化大脑整体的语言网络。这种功能改善,依靠的是绕行代偿和通路强化,而非修复受损的神经环路。
近期研究表明,成瘾在某种程度上可能与大脑的神经连接异常有关。一种颇具前景的治疗方法是经颅磁刺激(TMS),这是一种无创疗法,通过在颅骨上方释放强磁脉冲,来激活大脑特定区域。根据刺激部位的不同,它既能引发肌肉运动,更重要的是,还能影响人的行为。
关于经颅磁刺激的潜在作用,目前有两种主流理论。一种认为,成瘾源于大脑神经连接不足或活性低下(类似中风患者的情况),而刺激可以重新激活休眠的神经环路;另一种理论——更符合我们在康复领域的观察——则认为,通过强化替代通路,绕过受损或功能失调的环路,从而有效改变大脑活动的传导路径。这种“绕行”机制已在中风康复中被观察到,或许也适用于成瘾治疗。经颅磁刺激已被用于可卡因成瘾患者的治疗,早期证据显示,数周的治疗可能有助于减少患者的渴求感和药物使用量*。
* Torres-Castano, Alezandra, et al. "Transcranial magnetic stimulation for the treatment of cocaine addiction: A systematic review." Journal of clinical medicine 10.23 (2021): 5595.
纵观人的一生,那些持续接受挑战的大脑,往往能保留更强的灵活性。
尽管神经可塑性无法走捷径,但它会对持续的投入做出响应。纵观人的一生,那些在认知、社交、身体上持续接受挑战的大脑,往往比缺乏挑战的大脑保留更强的灵活性。这并非因为某一项单一活动能“重塑”特定的神经环路,而是因为多样化、需要付出努力的体验,会反复调动相互重叠的神经网络——注意力、记忆力、运动能力、情绪等。比如学习一门新语言,会激活大脑两个半球的多个区域,将听觉感知、工作记忆和执行控制能力联系起来;演奏乐器也是如此,需要精细运动协调能力与节奏感、预测能力、情感回忆相结合。久而久之,这些需求会推动大脑发生结构和功能上的改变,形成神经科学家所说的“认知储备”——即大脑在受到损伤或发生退行性病变时,能够进行代偿的能力。
这一原则不仅适用于正规学习。唱歌以一种普通说话无法实现的方式,调动呼吸、节奏、语言和情感,这也是它能帮助部分中风和帕金森病患者恢复功能的原因。体育活动——尤其是有氧运动——能改善大脑的血液供应,还与海马体体积的变化相关;海马体是将短期记忆转化为长期记忆的关键区域,也是成年人大脑中少数能产生新神经元的区域之一。社交互动会同时调动情感和语言环路,提供一种独自锻炼无法实现的神经“交叉训练”。甚至像学杂耍这样看似简单的技能,经过数周练习后,也被证实能引发大脑灰质的可测量变化。这些活动都不是针对性的神经“修复工具”,它们的价值在于重复、新奇和持续的努力——这正是神经可塑性发挥作用的缓慢条件。它们不会违背生物学规律,而是与之协同作用,推动大脑逐步适应,而非彻底转变。
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被夸大的大脑重塑神话
结合我们对大脑可塑性的现有认知,那些关于“大脑重塑环路”的夸大说法,往往歪曲了神经变化的速度与本质。心理学家约翰・B・雅顿(John B Arden)在其指南《大脑整理术》(Rewire Your Brain: Think Your Way to a Better Life,2010 年)中宣称,我们的大脑并非“固定布线”,而是被经历“柔性布线”,并承诺提供能帮助读者“重塑大脑”的方法,让他们“感到平静积极”、“改善人际关系”。神经学家菲利普・杜永(Philippe Douyon)的著作《神经可塑性:大脑的超能力》(Neuroplasticity: Your Brain's Superpower ,2019 年)则探讨了 “我们如何给予大脑所需,使其适应、愈合并蓬勃发展”。两本书的表述不同,但核心承诺一致:针对性练习能可靠地产生特定的心理效果。
除此之外,还有各类“大脑重塑”类应用程序。一个典型例子是“戒瘾——重塑大脑”(Quit Addiction – Rewire Brain),这款应用旨在帮助人们戒除吸烟、电子烟、饮酒等成瘾行为,通过结合习惯追踪、激励工具和进度监控,实现重塑大脑以获得持久改变。在各个平台上,“重塑环路”这一比喻都暗示着速度、精准度和个人掌控力——而这些特质,恰恰是生物学本身很少能提供的。
甚至连TED演讲也难免推波助澜。神经科学家迈克尔・莫山尼奇(Michael Merzenich)在2004年的演讲中解释道*,大脑环路并非固定不变:事实上,成年人大脑仍保留着“终身可塑性”,且这种可塑性“能被有力地激发”。他后来描述了大脑内部发生的变化:
“当你学习一项简单技能时,大脑中会有15到20个皮层区域发生特异性改变…… 这意味着你大脑中数千万、甚至数亿个神经元的反应会发生稳定变化,同时伴随数亿、甚至数十亿个突触连接的改变。”
https://www.ted.com/speakers/michael_merzenich
这些科学结论是可靠的,但大众在接受这些信息时,往往忽略了这种变化发生所需的条件——时间、重复和约束。
“被重塑环路” 意味着一种非此即彼的彻底改造,而非渐进的、细微的变化。
莫山尼奇的研究从童年的关键期(语言和视觉系统校准的时期),延伸到针对语言和阅读障碍、重新训练神经图谱的成人疗法。他传递的核心信息简单而深刻:可塑性从未停止,即使到成年后也能实现。
十多年后,神经科学家唐・沃恩(Don Vaughn)在加州大学洛杉矶分校TEDx演讲中,提出了更具应用价值的视角。在《神经黑客:重塑你的大脑》(2015年)中,他展示了新兴工具如何让人们有意识地塑造大脑可塑性*。他介绍了接受无创脑刺激治疗抑郁症的患者、使用能将婴儿哭声转化为视觉信号的应用程序的父母,以及通过神经反馈学会自我调节脑电波的志愿者。“如果我们能用设备重塑你的大脑,那么仅凭你自己的想法,是否也能帮助大脑自我重塑?” 这个问题精准捕捉到了一种文化层面的跨越——从生物学上的可能性,跃升到个人可掌控的能力。
* https://www.youtube.com/watch?v=xzbHtIrb14s
综合来看,莫山尼奇的基础性科学研究和沃恩的应用展示,解释了“重塑大脑环路”这一说法为何能在流行文化中产生如此大的影响力:它不仅指向自我提升的隐喻性承诺,还关联着具体、可验证的生物学事实——大脑结构具有可塑性,在合适的条件下可以被重塑。然而,这些口号中蕴含着关于大脑工作机制的笼统假设,这些假设往往被过度简化,甚至完全错误。
第一个错误假设是“速成神话”:当一款应用承诺一周的简短音频课程就能“重塑大脑”时,它将缓慢、累积的学习和适应过程,压缩成了一种“快速解决”的模式。
第二个是“彻底改变”:“被重塑环路”意味着一种非此即彼的彻底改造,而非渐进的、细微的变化,仿佛旧的环路可以被彻底移除并替换。
第三个是“精准靶向”:这类表述隐晦地承诺,特定的练习——比如感恩练习或效率技巧——能精准作用于特定神经通路,从而产生特定的心理效果。
这三个假设都与我们对科技的想象相契合,却没有一个符合神经可塑性的复杂现实。
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理性看待大脑的改变
总而言之,“重塑环路”这个比喻虽极具感染力,却也问题重重。它暗示着:无论一个人起点如何,无论是从头部创伤中恢复,还是对抗认知衰退,大脑都能迅速恢复如初。这个说法自带一种诗意的慰藉:我们不是静止不变的存在,任何年龄都有可能实现改变。
在某些情境下,这个比喻确有价值。它能帮助患者明白,他们的大脑并非固定不变或彻底损坏,将恢复视为一个主动而非被动的过程,鼓励他们积极参与治疗。教育者也喜欢用这个比喻来激励学生,它强化了“学习与改变皆有可能”的信念。在临床环境中,它还能减少羞耻感和宿命论。
然而,对于中风幸存者来说,“重塑环路”的承诺既鼓舞人心,又不切实际。有些人确实能恢复惊人的功能,但也有人即便接受高强度治疗,病情也停滞不前。在阿尔茨海默病等退行性疾病中,疾病本身就限制了大脑的可塑性。在这些情况下,“重塑环路”所暗示的掌控感或乐观态度,往往是大脑实际情况所不允许的。希望固然重要,但诚实也不可或缺。
比喻可以激发动力,却也可能造成误导。如果有人认为仅凭意志力、自助书籍或每天十分钟的冥想就能“重塑大脑”,这无异于将严肃的神经科学改变变成了一种噱头。虽然认知行为疗法(CBT)和身体康复确实有充分证据支持其对大脑功能的改善作用,但这些改变是渐进的,且受生物学规律制约。
大脑绝不是一块电路板。改变它远非换掉一根线路或更新软件那么简单。“重塑环路”暗示着速度与精准——一次微调就能达到理想效果;它暗示着大脑的改变是机械的、随时可行的。然而,这些都没有保证。神经可塑性的真实情况要复杂得多:它是一个缓慢、累积、有时甚至令人沮丧的生物过程。科学确实证实大脑可以改变,但也提醒我们,这种改变是有代价的。它需要时间与努力,有时甚至会以失败告终。
这正是“重塑大脑”这个比喻所带来的损害。它暗示大脑的改变是机械的、完全受意识控制的。但实际上,大脑的改变是非线性的,大多是无意识的,且与情绪和新行为紧密交织。
一个常见的误解是,一次顿悟或一个决定就能“重塑你的大脑”。事实上,即便再深刻的领悟,也很难带来持久的神经变化——除非通过反复练习和行为强化。另一个误解是,你可以通过替换创伤反应来消除它们。但创伤会改变大脑深处的边缘系统结构,这些结构很难“重新编码”。它们确实能适应,但过程十分缓慢,且往往无法彻底改变。
还有一种错误认知:只要足够努力,任何人都能改变任何事。但并非所有大脑都拥有相同的改变能力,也并非都具备改变所需的条件。关于大脑改变的乐观主义,其实也有阴暗的一面。当“重塑大脑”的比喻被过度渲染,就会催生不切实际的期望。它过度简化了事实,进而可能让那些无法立即、彻底改变的人,产生“自己有缺陷”的感觉。
如果“重塑大脑”如此容易,你为什么还没治好自己的抑郁症?如果只要用对方法,大脑就能自动改变,你为什么还在挣扎?
这种想法何其残忍。它忽略了诸多影响并制约神经可塑性的因素——从社会环境到自然环境,再到基因因素——其中很多因素我们至今仍未完全理解。它把疗愈变成了一种道德成就,把失败归咎于个人缺陷。有些治疗模式和自助项目会刻意强化这种压力,暗示彻底改变只需付出努力即可。但科学给出的答案却截然不同:改变确实可能发生,但它戴着生物学的镣铐,并在现实的模具中成型。
这个比喻把疗愈变成了一种道德成就,把失败归咎于个人不足。
我曾见过一些患者,当神经可塑性未能带来治愈效果时,他们会自我责备。人们会急切地寻求那些承诺“重塑大脑、消除疾病”的疗法。神经科学的术语正被滥用,从教育政策到数字排毒项目,很多做法都用它来证明合理性,却很少关注背后的数据支撑。
需要明确的是,这绝非否定神经可塑性的存在——它确实真实存在。中风康复、幻肢感觉、慢性疼痛综合征,甚至成年人的语言习得,都留下了它的痕迹。我们真正需要的是精准度:科学家需谨慎用词,临床医生需清晰划分科学与隐喻的界限,而公众则需学会区分诗意化表达与经过同行评审的科学事实。
我们真正需要的,是一种更诚实、却依然充满希望的大脑改变观。
如果不用“重塑大脑”,那用什么比喻更合适?或许,更好的比喻不是“修理机器”,而是“重塑地貌”。神经可塑性就像侵蚀与再生:有些路径会逐渐加深,有些则会慢慢消失,而变化会随着时间的推移,以不均匀的方式逐步展开。
神经可塑性是一种非凡的能力,它为康复、适应与成长提供了真正的希望。但它需要耐心、系统性、重复练习与外部支持。它不是快速解决方案,而是一个需要持续投入的终身过程。
要尊重大脑的改变能力,首先要尊重它的实际工作方式。这意味着我们要抛开流行术语和捷径,用一种既体现生物学潜力、也不回避其局限的语言来描述它。大脑的改变能力,是现代科学中最令人振奋的发现之一——但这种改变,并非来自巧妙的隐喻或一夜之间的方案,而是源于努力、重复与时间的积累。用现实调和我们的隐喻,才能帮助人们在追求改变的道路上,既满怀希望,又保持谦逊。语言的力量不容小觑。“重塑大脑环路”最初是一个充满希望的隐喻,愿我们不要让它变成一个误导人心的说法。
https://aeon.co/essays/what-the-metaphor-of-rewiring-gets-wrong-about-neuroplasticity
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