在外界压力的刺激下,我们的大脑经常会出现一片空白的状态,甚至感觉自己“短路”了、变傻了,其实是我们退化了。
几乎每个人都有过这样的体验:从小到大,经历了无数次考试,有些考试需要连续考几天,包含上百道题目,即使准备得充分,参加考试的人也经常会感到紧张和泄气。这些考试制造出的压力让我们保持大脑清醒的能力减弱了,甚至完全丧失,可能感觉到窒息,大脑像被冻住了一样,一片空白,思维混乱不清,等等。
在过去的几十年里,科学家们认为,他们已经搞明白了人类在考试中或者战场上战斗时大脑中发生了什么。但最近几年一系列的压力研究,却给出了与以往截然不同的全新观点。压力不仅能够引起大脑某些部位的一些初级反应,比如应激反应时下丘脑的活动(这种类似的初级反应普遍存在于很多物种中,从两栖类到人类都有),而且能够使大部分高级神经管理区(也就是大部分灵长类动物大脑中才存在的功能区)发生瘫痪。
在压力刺激下,诱发大脑初级反应的部位主要是指下丘脑。过去的教科书中是这样解释下丘脑的:“下丘脑是一个不断演化的古老结构,位于大脑基底部,通过触发一系列激素的释放来应对压力刺激。”这些激素是由垂体和肾上腺分泌的,可以加快心率,升高血压,消减食欲。而只有灵长类动物的大脑中才有的高级神经管理区是指前额皮层,也就是紧贴着前额部颅骨里面的大脑区域。近年来的研究揭示了前额皮层的一个意想不到的作用,它作为一个控制中心,可以调节我们的认知能力,包括注意力集中、计划和决策的制定、洞察力、判断力和记忆恢复。前额皮层的功能是最新进化出来的,这部分脑区对我们每天焦虑和担心的情绪都极为敏感。
当事情进行得顺利时,前额皮层作为控制中心,确保我们的情绪和冲动在正常范围内运行。最新的研究结果表明,急性的、不能控制的压力刺激引起的一系列化学反应能够使前额皮层的影响减弱,同时加强了大脑中原始部分的控制能力。实际上,也就是压力刺激使大脑中原本由前额皮层产生的对想法和情绪进行的高级控制,转变为由下丘脑和其他早期进化的结构进行的原始本能控制。由于大脑中原始的结构起作用,我们可能发现自己要么因紧张焦虑而无所适从,要么服从于我们本能的原始冲动,例如:沉溺于暴饮暴食、滥用药物、疯狂购物等。简单来说,就是我们丧失了作为人类所拥有的高级管理能力,即认知能力。认知能力是指人脑加工、储存和提取信息的能力。它是人们成功地完成活动最重要的心理条件,知觉、记忆、注意、思维和想象的能力都被认为是认知能力。
综上所述,在外界压力刺激下,我们大脑的总指挥由高级管理区域退化为古老原始区域。那么,这一过程到底是怎样发生的呢?为什么我们会丧失这些能力?前额皮层作为大脑的高级管理区域,到底发生了什么?这个未解之谜困惑了科学家们数十年,直到第二次世界大战后,研究者们分析在和平年代训练有素的飞行员为什么会在战争中犯低级错误时,才逐渐发现了一些线索。随着近些年神经影像技术的发展,通过大脑扫描,前额皮层的混乱活动有了一个答案,那就是大脑高级中枢控制区域对压力刺激异常敏感,在压力刺激下表现得异常脆弱。
前额皮层在大脑统治系统中占有特殊的位置,它是大脑进化等级最高的部位。与其他灵长类动物相比,前额皮层在人类大脑中所占比率最大,达到人类大脑皮层的1/3。与其他脑区相比,前额皮层成熟得最慢,在青春期之后才能完全成熟。前额区域拥有的神经回路用来归纳总结我们的想法,允许我们将注意力集中并维持在当前的任务上,同时存储关于工作的信息。这种暂时性的信息存储功能使我们能够记住前一道题目的数字总和,并在下一道题目需要时加以使用。作为心理控制单元,前额区域还能够隐藏不合时宜的想法和行为。前额皮层神经管理中心的功能,是通过一个扩展的内部网络来实现的,这个网络联系着许多三角形的神经元。除了网络自身,这些神经元与大脑中更远的区域也保持着联系,可以向这些区域释放信号来控制我们的情绪,并且与我们的欲望和习惯等心理活动以及行为都有关系。
没有压力时,上述各种功能都很正常。举个例子,周日晚上你到酒吧喝酒,前额皮层中的工作记忆回路提醒你,从下周一开始要按照某种安排工作,直到下周五,其他回路向低级脑区发出消息,告诉你最好放弃喝第二杯红酒以保持清醒。于是你走出酒吧,走在回家的路上。前方路边出现了一个巨大的汽车残骸,前额皮层回路在第一时间会向杏仁核(一个大脑深处的结构,用来控制恐惧反应)发出消息,身体便做出相应的判断及行为,以确保这个汽车残骸不会撞坏你的脸。但当压力刺激来袭时,保持这一网络的正常工作将会变得困难。这是因为,即使微小的神经化学环境的改变都可以持续减弱网络连接。那么,你的表现很有可能是不顾之前早已制定的工作安排,在酒吧大醉。
面对压力,我们的大脑会释放大量的化学物质,比如去甲肾上腺素和多巴胺,这些化学物质由位于脑干部位的神经元释放出来。化学信号的加强,会严重影响位于前额皮层区域的神经元的正常工作,暂时减弱不同部位、突触或者神经元之间的联系。随着神经网络活动的减少,调节行为的能力减弱,受下丘脑支配的肾上腺释放出大量压力激素——皮质醇——到血流中,把它们送往大脑,这时大脑的感觉就像着了火一样。因此,“保持冷静”是一种形象的表达,用来精确地描述这一潜在的生物反应过程。
在压力刺激下,人类大脑中的前额皮层功能很容易被损坏,大脑原始区域迅速取代前额皮层的位置,强有力地掌控了我们的行为。多巴胺到达大脑深处的一系列结构部位,这些部位统称为基底结。基底结是用来调节欲望、习惯性情绪和运动反应的区域,它不仅能使我们在骑自行车时免于摔倒,也能使我们沉浸在成瘾行为中。
荷兰格罗宁根大学的本诺·卢森达尔(Benno Roozendoal)、美国加利福尼亚大学的詹姆斯·麦高(James McGaugh)和他们的同事于2001年共同发现了杏仁核在压力刺激下的相似改变。杏仁核是大脑中的另一个原始区域,当去甲肾上腺素和皮质醇出现时,杏仁核向高级神经系统的其他部分发出警报,同时也强化了对恐惧等相关情绪的记忆。
那么,对前额皮层进行持续数天甚至数周的攻击会发生什么呢?也就是说,慢性压力造成的损害是什么呢?慢性压力可能会将损害扩展到位于下级情绪中心的神经元间相互联系的网络上,这些区域参与了使身体保持灵活和头脑保持理智的功能运作。在慢性压力下,位于杏仁核区域接收信号的树突开始变大,而位于前额皮层接收信号的树突则开始萎缩。
纽约西奈山医学院的约翰·莫里森(John Morrison)和他的同事已经证实,位于前额皮层部位的树突能够在压力消失后重新生长,但是如果压力太大,这种反弹能力可能会消失。也就是说,巨大压力刺激(比如早期巨大的创伤经历)对某些人的大脑造成的损害可能是不可逆的。
前额皮层即使是在非常微小的压力刺激下也很容易崩溃,当它停止工作后,原始的冲动喷薄而出,我们就有了一种大脑一片空白的感觉,即意识瘫痪。
压力刺激下人类大脑普遍发生的反应,在人与人之间也有一定的差别。在压力面前,一些人看起来比另一些人要脆弱,这与他们的基因构成或者以前有过压力刺激暴露史有关。
拿基因来说,当多巴胺和去甲肾上腺素切断了位于前额区域的神经回路后,正常情况下酶类会充分溶解神经递质来进行补救,这种切断是可逆的,但并不会持续太长时间。通过这种方法,在压力刺激减少时人体能够恢复到正常状态。而某些基因可以减弱酶的活性,使带有这些基因的人在压力刺激下表现得更脆弱或对某些精神心理疾病更敏感。同样,环境因素也能够增加人体的脆弱性。例如,铅中毒能够模拟压力反应并对认知造成损害。这种分子细胞层面发生的事件链,使人体对于今后所遇到的压力刺激变得脆弱,也更容易成瘾、患抑郁以及焦虑相关的疾病,包括创伤后应激障碍。
性别是决定我们对压力做出何种反应的另外一个因素,如女性的雌激素可能会增加敏感性。有研究发现,与男性相比,生活事件的压力是女性产生抑郁的一个巨大威胁,而且压力对女性来说更容易增加某些成瘾行为的风险,例如吸烟。对男性来说,压力在由基底结调节的功能上可能扮演了一个更加重要的角色,如加剧渴求心理和引出习惯性行为。
关于退化,有一个问题仍然使研究者百思不得其解,那就是:为什么在压力面前,大脑要建立这样的机制来减弱它的高级认知功能呢?因为这些原始反应的触发可能有助于人类的存活。如果我们在森林中突然看到一只老虎,那么保持不动远比能记住某位大诗人的一首诗更加有用,因为这样老虎就有可能看不到我们了。
通过切断我们精细的高级大脑网络,原始的大脑通路能够立即使我们停住或者准备好逃离。当我们面对现实世界中的危险时,这些机制起到相似的作用。比如当一个鲁莽的司机开车突然出现时,我们需要急刹车,这往往都是本能在起作用。
压力源刺激触发原始反应
压力源引起不舒适的感觉,就像我们的身体受伤会疼一样。从大脑的影像学研究中了解到,大脑调节这些反应时有相同区域被激活,尤其是大脑中叫作前扣带皮层的区域。当我们的心理状态因为压力变差时(比如,一个胆怯型的父亲一直担心他的孩子),如果我们的社会支持系统是非支持性的,甚至会诱发额外的压力(比如,老板用减少工资来恐吓单身妈妈),那么我们将更容易生病,这些压力事件从细胞层面就造成了影响。在应对心理和社会压力源所带来的痛苦时,细胞会消耗大量能量来努力保持生理稳定性。大脑作为生理稳定性的监测者,是如何对压力做出反应的呢?我们的大脑在面对环境改变时活跃地保持着生理稳定性,这个过程叫作适应性稳态。当压力过大或者持续时,将导致细胞的代谢性磨损(适应性稳态负荷)。在这种情况下,大脑发现维持能量平衡有困难,我们的健康将受到威胁。
由于多种原因,大脑不能维持内部平衡,需要通过改变来保持稳定。在慢性压力或者高压力下,身体代谢能量会增加,以便提供给大脑保持正常的生理功能所需要的能量。大脑的压力反应系统告知身体器官它所感知到的挑战或者威胁,这些身体器官(如心脏)和目标组织(如肌肉)也会相应地改变它们的代谢来保持稳定。如果挑战或者威胁是急性的和自我限制性的,身体器官和组织的协调工作会起到很好的调节作用,而如果挑战或者威胁是慢性的或者刺激程度严重,最终会导致疾病发生。
压力对大脑的影响主要集中在以下几个部位:边缘系统(如杏仁核、海马),是指原始大脑结构,用来运行情绪信息并且传递给前扣带皮层,在压力下做出反应;旁边缘系统(如前扣带皮层)以及皮层(如前额皮层)。大脑中的杏仁核、海马和前额皮层包括前扣带皮层,是压力反应和调节压力反应的关键区域,也叫作大脑中的压力反应系统。前额皮层负责决策制定、工作记忆和行为控制;杏仁核对情绪做出反应,比如害怕焦虑以及恐惧;海马控制空间记忆和背景记忆以及压力反应下调。当杏仁核感受到危险或者压力源时,它会刺激释放兴奋性神经递质谷氨酸盐,准备行动,这种准备的警觉状态需要消耗大量能量。如果这个状态持续时间过长或者过度,最终会导致人体发生疾病。
在严重压力刺激下,大脑中压力相关脑区的结构和功能会发生改变。杏仁核被迫变得强壮,同时,海马和前额皮层努力工作,试图调节杏仁核,它们长时间的超负荷工作会使自身的结构和功能受到损坏。杏仁核在持续的压力刺激下或者受到恐惧威胁的情况下,其结构的改变主要表现为肿大。科学家以小白鼠为研究对象,对其进行恐惧威胁,结果发现小白鼠大脑中的杏仁核发生水肿,即使在撤走压力源后这种水肿也会持续存在。虽然人类的大脑反应和小白鼠不一定完全相同,但是,在以人类为研究对象的另一个研究中,为这种假设提供了证据。研究中比较了有1~30年冥想经验的志愿者和没有冥想经验的志愿者的大脑核磁结果,发现前者的杏仁核显著缩小。压力或者恐惧的威胁对杏仁核的这种影响和外伤类似,比如,我们的手臂上被割了一个伤口,伤口可能会感染并水肿,由于这种伤害我们肉眼可见,所以我们会贴上创可贴,避免沾水,甚至服用抗生素。但在压力下,这种伤口会出现在大脑中的杏仁核上,我们看不见,就不会加以注意,甚至会做出不当行为,加剧“伤口”肿胀,最终造成更加严重的后果。
脑科学的发展让我们逐渐了解到,压力对人类的影响更多的是作用在大脑上,而压力管理的核心也必然在对大脑的调节、训练和修复上。举个例子,有些朋友遇到事情,产生负性情绪(生气、焦虑、悲伤等),时间长了难以摆脱负性情绪或者总是产生负性情绪(爱生气、想哭、高兴不起来等),并形成了习惯(爱生气、悲观预期、拖延等),在这种情况下,心灵鸡汤和讲道理用处都不大,所谓“道理我都懂”,明明知道该怎么做就是做不到,明明知道后果却非要做等。为什么会出现这些情况呢?原因在于“伤口”出现在大脑中。大脑的结构和功能发生了改变,必须通过训练来修复,使杏仁核尽可能恢复到原来的状态,才能说到做到。
心身疗法就是训练大脑的重要方法之一,如果不结合这些科学的方法,就很难奏效,或者在短期内效果有限。举个例子,压力常引起的一个问题是失眠,其中有些人的失眠表现为,睡觉前躺在床上胡思乱想,越不愿意想,想得越多,神经越兴奋。失眠的人常常抱怨已经很累了,但就是睡不着,白天的状态往往是头脑昏沉、精力不足,自己认为是睡眠的问题。面对这样的朋友,我往往会问他白天是否困倦,回答有肯定也有否定。对于肯定的回答,我会再问“白天是困还是累?”这时很多人才搞清楚,他们的感受是累、疲劳、精力不足,而并不是困倦。累是压力问题,而困才是真正的睡眠问题,像睡眠不足、睡眠质量差等。这些人所抱怨的累的核心,并不是身体的疲惫,而是大脑的疲惫。他们躺在床上什么也没干,身体处于休息状态,但他们的大脑并没有休息,甚至在飞速地运转着。如何让大脑真正地休息?这才是解决问题的关键。除了自然睡眠外,心身疗法是自主放松大脑,让大脑休息的最佳方法。
睡眠是人的本能,不需要人为的干预就可以做到自然睡眠。而自主训练强调人为干预,是要在科学的指导下把精力用在需要的地方,强调学习科学的压力管理方法。自主训练不仅会使睡眠问题得到解决,整体健康也会得到改善。
慢性严重压力下大脑的反应