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第一节
大脑的基本组织与构造

随着现代科学的迅速发展,脑科学研究技术也取得了质的飞跃,人类对大脑的认识和研究也在不断地深入。但科学家们已经认识到,我们对大脑还知之甚少,大脑的许多机理尚未被揭示,同时也发现大脑可以开发的东西还有很多。过去人们对大脑能量的估计相对太保守了。大脑给科学家们甚至全人类带来的神秘感和震撼也越来越强烈。

大脑的实际功能和现在已被开发的功能之间尚有巨大的差距。我们现在已弄清楚的大脑的作用可能还只是冰山一角,人脑的神秘和力量是人们所无法想象的。我们以当今科学家采用的对记忆容量的研究为例来管中窥豹,为大家展示大脑的巨大潜能。在信息学中,信息的计量单位是BIT(比特),那么人脑所具有的庞大记忆容量会是多少个比特呢?据科学家的研究发现,人脑每秒钟就能接受10亿个比特的信息,当然,大脑没办法全部记住这样量级的信息,但即使只有百分之一的信息能够被保留下来,也有1千万个比特的量。人一生中所能记忆的信息量也高达10的16次方,即1京比特。而1京是多少呢,是10亿的1000万倍。如果这些数字你读起来很迷茫,不妨打个形象的比喻,我们人脑所能记忆的信息量,比国家图书馆的藏书量还要大上百倍。

有人说,别说图书馆那么多书了,就是读书时的课本我也早就忘光了,考试结束就还给老师了,怎么可能会记住那么多呢?但这确实是事实。人脑能拥有这些巨大的信息量,只是我们没有能充分利用大脑,我们甚至连它的十分之一都没有用到。对于大脑的潜能科学家们曾进行了估计,如下表(晨曦,2013)。

不同时期科学家预估的人类大脑利用比例

从表中你会发现,随着时代的推移、社会的发展、科学的进步,科学家们对大脑潜能的估计也越来越大,而人脑已使用的比例越来越小。有人说,人脑容积不过一个足球的大小,但为什么会有这么大的潜能呢?这是因为它独特而又神奇的“可塑性”。

何为“可塑性”?我们先从大脑的基本组织和构造谈起。

具备生物常识的人都知道,大多数物种的最基本单位是细胞。我们人体也是由细胞组成的。人体细胞是人体的结构和功能的基本单位。人体细胞数量多到惊人,约有40万亿—60万亿个,而这么多的细胞,其实都是由同一个细胞演变发展而成的,这个最初的细胞称作受精卵。受精卵慢慢长大并分裂:1个变为2个,2个变为4个,4个变为16个……就这样成指数倍地增加,最后变成50兆个单位的集合,构成一个人的身体。细胞代数学说(亦称细胞分裂次数学说)认为,人体细胞相当于每2.4年更新一代。也就是说,此时此刻的你,与两年半前的你相比,可以堪称是“脱胎换骨”了。这些细胞中,肠黏膜细胞的平均寿命为3天,肝细胞的平均寿命为500天,而脑与骨髓里的神经细胞的寿命有几十年,同人体寿命几乎相等。血液中的白细胞有的只能存活几小时。如果换个角度看,在整个人体中,每分钟有高达1亿个细胞死亡(桑特洛克,2007/2009)。

我们的大脑,同样也是由无数个细胞组成的,它的主要功能细胞是神经细胞。如前文所述,人体内的细胞都可以再生,平均每两年半就更新了一批新细胞。那么,我们大脑的可塑性是不是就是因为神经细胞的不断再生呢?事实恰恰相反,神经细胞与人身体内的其他细胞最大的不同之一就是——它们不能再生。这也就意味着大脑的神经细胞自生成之日起,随着岁月的流逝、个体的成长,这些细胞一旦衰老死亡便彻底失去功能。那么,既然不能再生,可塑性又从何谈起呢?原来神经细胞与其他细胞还有一个很大的不同:它们相互联结,形成复杂的网络来工作。人脑有几百亿个细胞,其中98.5%—99%的细胞处于休眠状态,大约只有1%—1.5%的细胞参加脑的神经功能活动。每个人的脑中活动的细胞数量多少,决定着其聪明程度与记忆能力。所谓活动的细胞,是指一个神经细胞和另一个神经细胞联结在一起,形成神经回路。每个细胞都可以与其他细胞建立很多联结,这些联结就是大脑内神经网络的基础。最为神奇的是,建立联结的神经细胞之间的神经冲动传递速度超过400公里/小时,相当于波音777飞机速度的一半,相当于我们现在高铁的时速。所以,网络的形成和功能与单个细胞能否再生关系不大,而与“网速”也就是神经冲动的传递速度、网络的密集程度和网络粗细有直接的关系。正是神经网络的存在,才使人类大脑庞大的信息储存功能成为可能。凭着这个庞大的信息储存库的记忆,人类才有语言、文字、创造发明,以及进行意识、情绪、思维等高级神经活动,才使得我们可以适应各种变化的环境。所以,大脑神秘的“可塑性”,就是因为神经网络是可以互相联结、互相改变的,而且变数越多,可塑性越强。简言之,人脑的“可塑性”正是由神经网络决定的。

要更多地了解这种“可塑性”的原理,我们也有必要了解一下构成我们人体总司令部的基本元素。我们每个人都希望自己具有超级强大的大脑,做家长的共同愿景是让孩子的头脑更发达,让孩子的学习更高效。为此我们就必须了解大脑的组成、功能、发育过程和关键期,只有知道了这些知识,我们才能更好地发挥自己的潜能,才能真正地掌握、教育和训练孩子的大脑,开发他们的潜能。

一、神经系统的强大功能

人类是高级哺乳动物,作为动物界中一个最复杂的种群,人类的机体也比其他动物种群更加复杂。人体内各器官、系统的功能各异,但彼此之间并不是相互孤立的,而是在神经系统的直接或间接调节和控制下,相互联系,相互制约,相互协调,相互配合,共同完成统一的整体生理功能。同时,人类生活在经常变化的环境中,环境的变化随时影响着机体内的各种功能,这时就需要人类机体还能对体内、外各种环境变化做出迅速而完善的适应性调节,从而维持体内各器官、系统功能的正常运转。

这一调节功能的实现有赖于机体神经、体液及自身调节三大系统的控制,其中神经调节起主导作用。它整合或协调各种同时或相继接受的输入信息,使机体的各种机能活动有规律地进行,以适应环境变化。动物越进化,神经系统就越发达,所以,作为高度进化的人类,神经系统的进化程度更高。人类神经系统对各系统活动的控制和调节作用越精细灵活,其适应内、外环境变化的能力也越强。

人类的神经系统由中枢神经系统和周围神经系统两大部分组成。中枢神经系统位于颅腔和椎管内,包括脑和脊髓,主要由神经细胞(神经元)和神经胶质细胞构成。位于颅腔和椎管以外的神经组织属于周围神经系统,包括神经干和神经节。神经系统发挥调节功能主要依赖于中枢神经系统的整合活动。神经系统的功能复杂多样,归纳起来包括:

1.感觉功能:即神经系统感受体内外刺激(信息)的机能。分布于体表、体内的感受器接受刺激后,神经系统把信息传递至大脑,大脑立即做出适当的反应,也可将信息转化为记忆,储存于脑中,记忆可对以后的生理活动产生影响。

2.效应功能:控制效应器(骨骼肌、平滑肌、心肌、内分泌腺、外分泌腺等)活动的功能,是神经系统最终也是最主要的机能。

3.信息整合功能:神经系统具有强大的信息过滤能力。内外环境作用于机体的信息是很多的,经过神经系统的过滤,99%以上的信息被大脑认为是不相关或不重要的,大脑只对那些重要的信息进行整合、发出指令并作出适当的反应。

4.信息储存功能:作用于神经系统的信息中,只有很少一部分重要信息会引起直接的躯体运动反应,大部分则作为参考信息被大脑储存,参与大脑以后对信息的筛选、分析和对躯体反应的控制和调节。因此,神经系统除整合感觉、调控机体随意运动与内脏活动外,还整合脑的高级功能,以实现觉醒与睡眠、学习与记忆,以及思维、意识、情绪等高级神经活动。

二、组成神经系统的两大基本元件

与人体其他器官一样,大脑作为一个重要的器官,它的基本构成单位也是细胞。构成人脑的细胞可以分为两大类,这也是组成神经系统的两大基本元件:神经细胞和胶质细胞。

(一)神经细胞

神经细胞,又称神经元,它能够感受刺激和传导兴奋,是构成神经系统结构和功能的基本单位。人类中枢神经系统中约含1000亿个神经元,而且人一出生就有这些细胞,之后再也不会增加了。神经元的形状和大小不一,直径在4—150μm之间,它由细胞体和细胞突起两部分组成。

神经元的细胞体集中存在于大脑和小脑皮层、脑干和脊髓的灰质以及神经节内。神经元的细胞体形态各异,常见的形态为星形、锥体形、梨形和圆球形状等,是神经元的代谢和营养中心。

神经元

细胞突起是细胞体延伸出来的细长部分,叫作突触,突触又可分为树突和轴突。人出生时有50万亿个突触,出生后第一年,突触的数量增加20倍。一个神经元可有一个或多个树突,它们由胞体向外伸展,并呈树枝状分枝。有些神经元,尤其在大脑和小脑的皮层中,其树突分枝上还有大量多种形状的细小突起,称为树突棘。一个神经元一般只有一个轴突。与树突相比较,轴突较为细长,直径均一,分枝较少,但可发出侧枝,与轴突成直角。胞体发出轴突的部位常呈圆锥形,称为轴丘;轴突起始点部分称为始段;轴突的末端分成许多分枝,每个分枝末梢部分膨大呈球状,称为突触小体,与另一个神经元的树突或胞体相接触而形成突触。突触小体内含有丰富的线粒体和囊泡,囊泡内含有神经递质。轴突和感觉神经元的长树突二者统称为轴索,轴索外面包有髓鞘或神经膜,成为神经纤维。总而言之,每个神经元可以有一个或多个树突,可以接受刺激并将兴奋传入细胞体。每个神经元只有一个轴突,可以把兴奋从胞体传送到另一个神经元或其他组织,如肌肉或腺体(姚泰,2003)。

神经元按其功能可分为传入神经元(感觉神经元)、中间神经元(联络神经元)和传出神经元(运动神经元)三种。如果按照对后继神经元的影响来分类,则可分为兴奋性神经元和抑制性神经元。

感觉神经元:是传导感觉冲动的神经元,胞体在脑、脊神经节内,多为单极神经元。其突起构成周围神经的传入神经。神经纤维终末在皮肤和肌肉等部位形成感受器。

运动神经元:是传导运动冲动的神经元,多为多极神经元。胞体位于中枢神经系统的灰质和植物神经节内,其突起构成传出神经纤维。神经纤维终未分布在肌组织和腺体内,形成效应器。

中间神经元:是在神经元之间起联络、整合作用的神经元,是多极神经元,人类神经系统中最多的就是中间神经元,它构成了中枢神经系统内的复杂网络。胞体位于中枢神经系统的灰质内,其突起一般也位于灰质。

所以,概括来说,作为高度分化的细胞,神经元的基本功能是:

1.能感受体内、外各种刺激而引起兴奋或抑制。

2.对不同来源的兴奋或抑制进行分析综合:神经元通过其突起与其他神经元、其他器官、系统的组织之间进行联系,把来自内、外环境改变的信息传入中枢,加以分析、整合或贮存,再经过传出通路把信号传到其他器官、系统的组织,产生一定的生理调节和控制效应。

此外,有一些神经元,如下丘脑中某些神经元,除了具有典型的神经细胞的功能外,还能够分泌激素,它们可将中枢神经系统中其他部位传来的神经信息,转变为激素的信息。

(二)神经胶质细胞

也称神经胶质,是广泛分布于中枢神经系统内除了神经元以外的所有细胞。神经胶质细胞是神经系统的重要组成部分,分布于神经元和毛细血管之间,数量很大,在哺乳动物中约占脑总体积的50%。神经胶质细胞均属于多突细胞,但无轴突、树突之分。一般可分为三类,即星状、少突和小胶质细胞。神经胶质细胞主要有如下功能:

1.支持作用

神经胶质细胞的作用类似结缔组织,在中枢神经系统内,主要依靠星形胶质细胞的长突起交织成网,或相互连接成支架,构成支持神经元胞体和纤维的支架。在人、猴的大脑和小脑皮层发育过程中,可见到神经元沿神经胶质细胞突起的方向迁移,直至到达其定居部位为止。

2.修复和再生作用

神经胶质细胞能终生保持细胞分裂的能力,尤其在脑或脊髓神经元受伤时能大量增生。当神经元由于疾病、缺氧、衰老而死亡时,神经胶质细胞通过增生繁殖,填补神经元死亡的空间位置,起到修复和再生作用。从微观角度可以发现,损伤发生时,小胶质细胞能够转变为巨噬细胞,参与碎片的清除,碎片被清除后留下的缺损则由胶质细胞特别是星形胶质细胞的增生来充填,从而起到修复和再生的作用。

3.物质代谢和营养性作用

在中枢神经系统,细胞间隙较为狭窄,可能不利于神经元的物质交换。星形胶质细胞的少数较长的突起,末端膨大而形成血管周足,终止于毛细血管壁上,其余的突起则穿行于神经元之间,贴附于神经元的胞体和树突上,可能对神经元起到运输营养物质和排除代谢产物的作用。此外,星形胶质细胞还能产生神经营养性因子,来维持神经元的生长、发育和生存,并保持其功能的完整性。

4.绝缘和屏障作用

神经胶质细胞还可起分隔神经元的绝缘作用。周围神经系统中的施万细胞包绕轴索形成髓鞘,中枢神经系统中的少突胶质细胞形成中枢神经纤维的髓鞘,均可防止神经冲动传导时的电流扩散,使神经元活动互不干扰。此外,神经胶质细胞还参与构成血脑屏障,如星形胶质细胞的突起形成的血管周足就是血脑屏障的重要组成部分。这些血管周足大约包绕了毛细血管表面85%的面积,是构成血脑屏障的重要组成部分,可选择性地阻止血液中某些药物、染料和其他化学物质进入脑组织。

5.维持合适的离子浓度

神经元的电活动可引起钾离子外流增加,使细胞外液钾离子浓度升高,而星形胶质细胞则通过加强自身膜上的纳—钾泵活动,把细胞外液中积聚的钾离子泵入胞内,再通过缝隙连接将其分散到其他神经胶质细胞内,从而缓冲了细胞外液中钾离子的过分增多,以此限制神经元的去极化程度,使其兴奋性不致过强,有助于神经元正常活动的维持。

6.摄取和分泌神经递质

神经胶质细胞既能摄取,又能分泌神经递质。如:脑内星形胶质细胞能摄取谷氨酸与γ-氨基丁酸两种递质,以消除这两种递质对神经元的持续作用;同时又可通过星形胶质细胞的代谢,将这两种递质再转变为神经元可重新利用的递质前体物质。此外,星形胶质细胞还能合成并分泌血管紧张素原(经肾素酶催化生成血管紧张素)、前列腺素、白细胞介素以及多种神经营养因子等生物活性物质。神经胶质细胞通过对神经递质或生物活性物质的摄取、合成与分泌而发挥其对神经元功能活动的调节作用。

三、大脑结构和主要功能

所有动物中,人类脑的重量与体重的比率最高,人类的脑重约为1350克,而鲸鱼的脑有8000克,大象的有5000克,相较而言,鲸鱼和大象的脑占体重的1/1200左右,人猿的比重是1/100左右,人脑与体重的比重高达1/40,是所有哺乳动物当中比重最大的。

从组成来看,我们的脑如同豆腐一样柔软,但是脑外部的三个膜和坚硬的头盖骨能够对脑起到很好的保护作用。另外,由于脑是漂浮在脑脊髓液之上,所以能够很大限度地缓解外部冲击。人类的脑由大脑、小脑、间脑、中脑、脑桥、延髓、脊髓组成。其中,大脑占了绝大部分,大约占脑体积的90%、重量的80%。大脑是由半球状的左脑和右脑构成,这两个大脑半球通过脑桥连接,形成紧密的相互协助体系。

妈妈们经常说,多吃核桃好补脑,甚至有些电视广告大呼特呼,大肆宣扬核桃补脑的概念,为什么?核桃中所含一些优质脂肪、蛋白质和维生素,确实有利于身体的发育,但能否直接有利于大脑的发育目前尚无权威的科学研究验证。这种说法其实更多是始于老祖宗们“以形补形”的理念,因为大脑的模样确实如同去了壳的核桃仁。而包裹着大脑的皱皱巴巴如同生核桃表面纹路的表皮,就叫做大脑皮质或大脑皮层。大脑里最活跃的神经细胞就密集分布在大脑皮质的“坑坑洼洼”里,执行着语言、思考、判断、创造等人类固有的精神活动。

有时,人们总是误以为一个人脑袋越大就会越聪明。其实并不然,伟大的发明家爱因斯坦的大脑现在仍保留于世,你会发现他的大脑并没有比普通人的大脑大多少,但他的大脑的褶皱会比普通人更多更深,所以他的大脑皮层的表面积比普通人要大很多,这与脑开发和训练都有很大的关系。以大脑皮层上几条粗大的“沟壑”为基准,可以将大脑分成前部的额叶、上部的顶叶、后部的枕叶和两侧的颞叶。

(1)前额叶可能是我们人类和其他动物区别最大的部分,负责许多我们的高阶认知和控制的功能,通常我们称其为执行控制功能。例如我们做什么、不做什么,去哪里和不去哪里,说什么和不说什么等主要是激活了前额叶的部位。美国有部非常有名的电影《飞越疯人院》,在第48届奥斯卡颁奖礼上斩获了5项大奖,剧中男主角追求自由,崇尚人权,结果被冷酷的疯人院负责人视为禁忌,一再被针对与打压。最后摘除男主角的额叶的行为,使男主角丧失了自知和自制能力,使他毫无个人意志而悲剧收场。所以,额叶可以说是大脑这个“司令部”中的大司令。越高级的哺乳动物,其额叶就越发达,人类额叶的发达程度是最为显著的,光从人类突出的额头外形上就可以达到证明:“天庭饱满”总会赢来很多的羡慕与赞誉。

(2)顶叶与躯体感觉相关联,同时还负责各种感觉之间的联系活动。它是空间定向的中心部位,综合来自不同感觉系统的信息,包括视觉、听觉、触觉等,在顶叶形成动作的命令,并把这些命令送至四肢和肌肉,使我们的身体在环境之中正确地取向和动作。当你在一定的环境之中需要决定注意什么和如何动作时,其中大部分工作是在顶叶完成的。

(3)枕叶主要是实现视觉功能的部位。我们的眼睛所接受到的各种视觉信息都是在这里被加工处理的。

(4)颞叶则主要负责处理和听觉相关的信息,但也参与了许多复杂的功能,例如它参与视觉信息的高层处理,它参与长期记忆,颞叶也是与语言有关的部位,其功能还包括声音信息的处理、语言的理解和语句的形成。所以,一个很有趣的现象是,我们听话的部位和说话的部位不在一起:他们在大脑皮层上是分开的,听话的在颞叶上,负责说话的则在额叶上。

以下是脑部主要结构的一览表,供君参考。

脑部主要结构一览表

四、大脑所需要的食物

一般成年人的大脑重量只占身体体重的2%—3%,但是每日需要的血液量却占人体总血液量的20%。血液是为机体供应氧气和养分的重要载体,对于血液的需求也反映了大脑对氧气和各种营养物质的需求。之所以需要这么多的血液量,就是因为大脑要负责的工作非常繁杂,不仅要管理脑内信息的建档、删除、信息传递和整合等内政,还要做策划、决定、执行和实践的高级管理工作,工作内容都是举足轻重的,因而必须耗用全身能量的20%。

大脑的正常发育、智力的正常发展,都是建立在对大脑的全面、充足的营养供给基础上的。所以,我们吃到胃里的食物间接但又极重要地关系到大脑的功能运作。尤其是在成长发展关键期的胎儿和婴幼儿,他们的大脑正处于需要丰富营养的时期,如果孕妈妈们或者父母们不注意,出现供给不足情况,将会对胎儿和婴幼儿产生永久性的伤害。

科学家研究发现,人体消耗的能量主要由膳食中的糖、脂肪和蛋白质提供。但人脑在利用能源物质上与其他器官不同,它主要依靠血液中的葡萄糖(血糖)氧化供给能量。大脑对血糖极为敏感,人脑每天大约需用116—145克的糖,当血糖浓度降低时,脑的耗氧量也下降,人轻则感到头昏、疲倦,重则会发生昏迷。因此,一定的血糖浓度对人脑复杂机能的完成是十分重要的。那么,大脑到底需要哪些“食物”来保证这些血糖供应呢?主要有这四大类:蛋白质、脂肪、维生素和微量元素。其他营养素也被人体需要,只是这四种需求量更大,与脑的发育和智力的发展关系最为密切。

(一)蛋白质

蛋白质在大脑中含量最高。脑细胞在代谢过程中需要大量的蛋白质来补充更新。实验证明,增加食物中的蛋白质含量,能增强大脑皮层的兴奋和抑制作用,而且蛋白质中的一些氨基酸还能消除脑细胞在代谢中产生的氨的毒性,有保护大脑的作用。

蛋白质是由氨基酸组成的复杂的高分子化合物,所以作为大脑重要的营养来源,氨基酸必不可少。氨基酸有二十种,其中八种是必需氨基酸,“必需”是指大脑自身无法制造,只能从外界摄入,主要由饮食供给。而其他大多数氨基酸都可以在体内合成。尽管可以在人的体内合成,也必须要有充足的营养源作为合成的原料。另外还有两种氨基酸,即精氨酸和组氨酸,由于人体自身合成的能力较弱,所以要满足生长发育还是需要从食物中补充的这两种氨基酸,称为半必需氨基酸。所以,为了大脑的健康运行,我们每天都要摄取优质蛋白质。如果营养补给后继不足,脑组织很容易疲惫不堪,从而过早地迎来痴呆症,或是脑细胞的大量死亡。

蛋白质是一种不能像脂肪那样储存的营养素,所以虽然我们的大脑可以储存少量的氨基酸,但是很快会用完,而且脑内绝不可能有大量储存氨基酸的空间。因此,为了使大脑能够精力充沛地工作,我们必须每天都补充优质的蛋白质。营养保健专家研究发现,一些有助于补脑健智的食品,并非昂贵难觅,而恰恰是廉价又普通之物,日常生活里随处可见。豆类无疑是最好的蛋白质源,以下几种食品也对大脑十分有益,脑力劳动者、在校学生不妨经常选食。

1.牛奶

牛奶是一种近乎完美的营养品。它富含蛋白质、钙及大脑所必需的氨基酸。牛奶中的钙最易被人吸收,是脑代谢不可缺少的重要物质。此外,它还含对神经细胞十分有益的维生素B1等元素。

2.鸡蛋

大脑活动功能、记忆力强弱与大脑中乙酰胆碱含量密切相关。实验证明,吃鸡蛋的妙处在于:当蛋黄中所含丰富的卵磷脂被酶分解后,能产生出丰富的乙酰胆碱,进入血液又会很快到达脑组织中,可增强记忆力。国外研究证实,每天吃1、2只鸡蛋就可以向机体供给足够的胆碱,对保护大脑、提高记忆力大有好处。

3.鱼类

鱼肉含脂肪少,能向大脑提供优质蛋白、钙和大量维生素,这对神经细胞简直是“最佳礼品”。大多数鱼类含的脂肪酸是不饱和脂肪酸,具有保护脑血管的功能,对大脑细胞活动有促进作用。人们常说“鱼中有脑黄金”,正是这个道理。

(二)脂肪

如果说蛋白质是构成大脑的重要物质,那么脂类可以说是补充大脑能量的“电池”。脂类在大脑和神经组织的构造和功能方面具有重要意义。通俗地说,脂肪是人类食物中味道极美的部分,尝到这种美味,脑内的吗啡便会喷涌而出,愉悦感迅速提升,同时又为大脑提供了大量的能量,这无疑对大脑是有益的。但是过多的脂肪摄入又可能会导致血管阻塞的隐患,因为脂肪的天性就是喜欢储存在血管里,阻塞大脑养料供给的通道,从而极大地影响到大脑的功能,当然也影响整体的身体机能。

于是,怎么摄入脂肪就成了问题的焦点。避而不食脂肪多的食品,肯定索然无味,美食的乐趣也会荡然无存,当然养料供应也无从谈起。所以其实无须采取回避脂肪的饮食方案,了解对大脑最有益的脂类,选择总体低热量的饮食模式,则为最佳选择。

人脑所需要的脂类主要是脑磷脂和卵磷脂(其中含有不饱和脂肪酸),它们有补脑作用,能使人精力充沛,使工作和学习的持久力增强,对神经衰弱有较好的疗效。富含脂类的健脑食物有很多,如核桃、芝麻、松子、西瓜子、南瓜子、葵花子、花生、杏仁、鱼油等。

(三)维生素

维生素是大脑代谢的重要营养素,是提高智力活动的重要元素。人体不能自己合成维生素,只能从饮食中获取。在一般情况下,人体只需要很少量的维生素就可以维持正常的生命活动,维生素过多或过少都会直接影响到身体的健康和神经系统的活动。各种维生素对于脑的发育和脑的机能有不同的作用。

维生素A:是构成视觉细胞内感光物质的主要成分,对于维持人的正常视觉机能有十分重要的作用。所以维生素A也称抗干眼病维生素,多存在于鱼肝油、动物肝脏、绿色蔬菜中,缺少维生素A易患夜盲症。但也要注意,维生素A不可缺乏,但补充过多也会导致中毒。

维生素B:在各种维生素里,B族维生素对神经系统的作用尤为重要。

维生素B1,又称抗神经炎因子,是水溶性维生素。它是神经系统正常髓鞘化过程的必需物质,缺乏时会造成中枢和周围神经系统的髓鞘变性,从而导致一系列的神经系统症状,如注意力不集中、情绪不安、失眠多梦、思维活动迟缓和记忆力减退等。维生素B1多存在于酵母、谷物、肝脏、大豆、肉类中。精制的大米和白面中则缺乏维生素B1。

维生素B2,又称核黄素,水溶性。它是某些重要的氧化还原酶的辅基,起到传递氢原子的作用,同时也参与一些氨基酸和脂肪的氧化过程。缺少维生素B2易导致烦躁多疑、情绪异常以及注意难以集中等症状。

维生素B3,又称为烟酸、尼克酸,水溶性。它参与体内蛋白质、脂肪和糖的代谢,参与核酸的中间代谢的生化反应过程,对大脑的新陈代谢具有重要作用,可以促进大脑的发育和成熟。广泛存在于动植物食物中,良好的来源为动物肝、肾、瘦肉、全谷、豆类等,乳类、绿叶蔬菜中也有相当含量。缺乏时可造成注意力不集中、言语问题和精神障碍,若长期缺乏还有可能导致进行性痴呆。

维生素B6,水溶性。它与神经系统关系密切,参与神经介质的合成和氨基酸的代谢过程,具有明显的稳定情绪的作用。多存在于酵母、谷物、肝脏、蛋类、乳制品中。维生素B6缺乏会导致神经系统的机能紊乱,出现失眠、烦躁、厌食以及注意力不集中现象。

维生素B9,也就是俗称的叶酸,水溶性。它可以促进骨髓中幼细胞的成熟,参与嘌呤和胸腺嘧啶的合成从而进一步合成DNA和RNA,也参与氨基酸的代谢过程。所以,叶酸对细胞的分裂生长及核酸、氨基酸、蛋白质的合成起着重要的作用。叶酸也是胎儿生长发育必不可缺的营养素,准妈妈摄入足够的叶酸非常重要,可以有效预防宝宝的脑部和神经系统的缺陷。天然叶酸广泛存在于动植物类食品中,尤以酵母、肝脏及绿叶蔬菜中含量比较多。叶酸缺乏容易使人头痛脑昏,反应迟钝,影响人的智能活动。

维生素B12,水溶性。它参与DNA的合成,对于保持长时记忆有着重要作用,是促进大脑发育的重要物质。多存在于肝脏、鱼肉、肉类、蛋类中,但在植物中存在较少。

维生素C:又名抗坏血酸,水溶性。它参与神经介质的构成。它可以促进机体对铁的吸收,使血液中的红细胞数量增多,从而增强血液的携氧和供氧能力;增强血管壁的弹性,促进血液循环。所以维生素C对于大脑血糖和氧这两种养料的供应有着十分重要的意义。多存在于新鲜蔬菜和水果中。

维生素D:又名钙化醇,脂溶性,也是唯一一种人体可以少量合成的维生素。它可以增强神经细胞的反应能力,对提高人的反应速度有一定的作用。多存在于鱼肝油、蛋黄、乳制品、酵母中。但维生素D过多会导致中毒,出现头痛、厌食、恶心、呕吐、嗜睡、多尿、发热等症状。

(四)微量元素

微量元素是指人体中存在量极少的,通常指低于人体体重0.01%的矿物质。人体每日对微量元素的需要量很少,但必不可少。

人体微量元素异常的症状

1.锌缺乏

表现:缺锌时味觉减退,对酸、甜、苦、咸分辨不清;生长发育迟缓,身材矮小,体重不增;抵抗力差,反复感冒或腹泻;易患复发性口腔溃疡;缺锌还会损害孩子的味蕾功能,使孩子出现厌食情况。缺锌可以导致儿童的反应能力降低、烦躁不安,或是精神萎靡、思维活动下降,甚至是智力低下。

富含锌的食物:生蚝、山核桃、扇贝、口蘑、香菇、羊肉、葵花子、猪肝、牛肝等。

2.铁缺乏

表现:缺铁性贫血对于育龄妇女和儿童的健康的影响非常严重,重度缺铁性贫血可增加儿童和母亲的死亡率。缺铁会损害儿童智力发育,使婴幼儿易激动、淡漠、对周围事物缺乏兴趣,还可造成儿童、青少年和成人的注意力、学习能力、记忆力异常。铁缺乏的幼儿,铅中毒的发生率较无铁缺乏的儿童高3—4倍。

富含铁的食物:动物性食物,如肝脏、血和瘦肉;豆类、绿叶蔬菜、红糖、禽蛋类。人乳的铁吸收率高达70%。

3.钙缺乏

表现:快速成长中的婴幼儿和青少年长期摄食钙过低并伴有维生素D缺乏、日晒少,可引发生长发育迟缓、骨骼畸形、牙齿发育不良。

富含钙的食物:牛奶、奶酪、鸡蛋、豆制品、海带、紫菜、虾皮、芝麻、山楂、海鱼、蔬菜等。

3.碘缺乏

表现:碘是甲状腺素的重要成分,对儿童的生长发育,尤其是智能的发育十分重要。无论胎儿期还是儿童期,碘缺乏都会造成大脑发育不正常。严重缺碘的儿童,会发生“地方性克汀病”,即“呆小症”。他们逐渐长大,会表现为明显的智力缺陷,具有典型的痴呆表情,身材矮小,聋哑,甚至瘫痪在床。轻度碘缺乏的儿童智力损伤较轻,智商看上去似乎“正常”,但会有轻度的智力低下、轻度的神经损伤或甲状腺功能减退症状;进入学校后,逐渐表现出智力问题,学习成绩落后,走路的步态不稳,肢体协调能力差,听力差等。

富含碘的食物:海带、紫菜、海藻、海鱼虾、加碘盐等。

4.铅摄入过多

表现:铅对人体健康的危害很大,它钻入人体后,除部分通过粪便、汗液排泄出外,其余部分在数小时后会融入血液中,阻碍血液的合成,导致人体贫血,出现头痛、眩晕、乏力、困倦、便秘和肢体酸痛等症状,有的人甚至口中有金属味。这是因为铅对神经系统有很强的亲和力,进入人体后可通过血液侵入大脑神经组织,使大脑的营养物质和氧气供应不足,造成脑组织损伤,严重者还可能导致终身残废。孕妇和儿童尤其要注意避免铅的危害,因为铅可以穿过胎盘屏障影响胎儿发育,造成畸形等。处于生长发育阶段的儿童对铅比成年人更敏感,吸收量也比成人高好几倍,所以受害尤为严重。幼儿铅中毒后会出现发育迟缓、食欲不振、行走不便、失眠等症状;中小学生还会伴有多动、听觉障碍、注意力不集中和智力低下等症状。

同时还要注意几个原则(春山茂雄,2011/2015):

(1)营养结构均衡

大脑的健康高速运行,一定是在保持持续充足的氧气、良好畅通的血液、营养全面的前提下,只有这样才能使脑细胞充分活化,各司其职,让大脑和身体进入最佳的状态。但只要有一项不达标,大脑立马会给身体一点颜色看看,造成可怕的结果。如过多的脂肪摄入可能会导致血管阻塞的隐患,影响到大脑的功能。因此,合理的膳食结构非常重要。饮食不在多,而在于品质。

学生和脑力劳动者的营养结构,应以补充蛋白质、维生素A和微量元素等为重点。对活动较少的,尤其是中年以上的脑力劳动者,由于热能摄取量较少,应特别注意保证有足够的优质蛋白质和维生素的摄入,减少纯糖、纯油脂食物的摄入量,增加蔬菜、水果的摄入量,科学安排饮食。

(2)高蛋白低热量

前面提到脂肪是食品中美味的化身,人们爱吃脂肪丰富的食物情有可原。但是并不是所有必需营养都是有此美味的,比如蛋白质的味道就不美,某种程度上可以说很难吃。要说最美味的是脂肪,其次是碳水化合物。菜谱上的珍馐美味,多为既含有丰富的蛋白质,也含有一定脂肪量的食物。鳗鱼也好,牛排也好,味道之所以美,其实都是脂肪味道美的缘故。若想以此来摄取蛋白质,往往越吃越发福。

脂肪在储存能量方面效率最高,依靠储存的脂肪,人即使几天不进食也能存活下来。如果不是以脂肪,而是以其他成分来储存同等能量的话,一个体重60公斤的人,就必须胖到315公斤才行。这是一件非常可怕的事。要注意的是,吃了高热量的饮食,无论是蛋白质还是碳水化合物,剩余的营养素都会变成脂肪。因为能量储存的任务,完全承包给了脂肪。任何事情都会“过犹不及”,脂肪的储存超过必要量,就意味着它会溢进血管中引起阻塞。

鉴于碳水化合物和蛋白质都有脂肪化的功能,所以怕胖而仅回避脂肪食物将于事无补。这三大营养素虽然各有各的使命,不过从根本上来看,它们一脉相承,无论过量地摄取哪一种,都会增加体内脂肪的含量。

现在图书市场上也有很多科普性的营养学书籍,易读易懂,可供参考。在食物如此丰富的时代,如果不掌握些营养学方面的知识,不会合理调配饮食,必然造成热量过剩。同时,饭后不要立马坐下来“葛优瘫”,而应该适当做些活动。以饭后30分钟为宜,或是散散步,或是轻缓地活动活动身体,血糖值立刻会降低,脂肪也就乖乖地走上消耗之路。

女性们经常说,女人有两个胃,一个胃装主食,一个胃装甜品,当然法国友人并不同意,因为他们认为还有第三个胃,专门装酒的。事实上,最容易发胖的就是吃了饭后甜点,接着睡大觉的这种习惯。饭后提高了血糖值,甜点的糖分又雪上加霜,因此饭后甜食加睡觉,能量不消耗,百弊无利最糟糕。

尽管高蛋白、低热量的饮食对大脑有益,社会也在一味地强调这点,但是我们身边的食物品类繁多,加之垂涎美食的本能欲望,我们不可能像苦行僧似地生活。所以,讲究“吃货文化”,追求美食未尝不可,只是不要被“讲究”的表象所俘虏。饭后过了三十分钟,一定要适当地活动一下身体。而且此时进行活动,也有其合理的意义:刚吃完饭,食物还停留在胃里,若是马上活动,就会加重消化系统的负担。待三十分钟后,食物基本转入小肠,这时再做些轻松的健体运动,运动时间大约二十分钟即可,这符合健体养生的规则。

(3)食材力求新鲜

在日常生活中,即使我们非常注意营养搭配和高蛋白低热量的摄入标准,如果食材不新鲜、氧化严重甚至变质,仍然难以保障大脑和身体正常功能的发挥,甚至可能造成难以弥补的损害。

氧气是我们赖以生存的基础,如果没有氧气,人类及地球上绝大多数生物会立马消亡。但是氧气也会扮演另外一种角色,它可以以活性氧的形式使我们生病、衰老,并最终夺走我们的生命。物品长期暴露在氧气中,铁会生锈,橡胶会失去弹性,苹果土豆削皮后会变黄发黑,黄油食用油会变味变质。人类细胞的重要组成成分细胞核也是深怕氧气的侵袭。在显微镜下可以观察到,氧气和细胞核一接触,细胞核就会瞬间死亡。

所以说,氧气对获取生命能量不可或缺,至关重要,但同时,它的副作用也不可忽视。

日常摄入的食品中,鱼和肉暴露在空气中,会以10秒钟为单位氧化变质;新鲜采摘的蔬菜若不及时享用,即使在冰箱中冷藏,维生素也会快速流失;花生核桃等坚果类储存过久,就会变质,生成易使人类患上癌症的毒素;而食用了这些氧化的食物后,人体内也会被氧化物包围,犹如包围着铁锈的外层,继续促进和加速自身的氧化,衰老加速。

具有抑制这种氧化作用的物质就称为抗氧化物,像维生素A、维生素B、维生素C等都具备这样的功能。蔬菜、绿茶、红薯和草药类等食物,由于它们本身能够生产出预防氧化的物质,所以摄入这些品类可以为大脑和机体增强抗氧化能力。

另外特别要注意的是油加工食品。食品加工油大多采用植物油,而植物油的脂肪成分多为不饱和脂肪酸,分子结构极其不稳定,进入人体后容易和同样不稳定的活性氧相结合,二者就会反应生成人体的“铁锈”——过氧化脂质,这是大脑和身体衰老的起源。 qZATlbmMvYvlSbGu5jmIvWDj7q+4xHwFqhmLM5MaEEXPXxD1BvqLdWtL1xiWkmt+

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