第九章
生活在數位時代的石器大腦
生物學的一切都沒有道理,除非放在演化的光芒之下。
----------------------杜布蘭斯基
在本書中已經看到運動如何使你更專注、更快樂、減少焦慮和壓力、增強記憶力、更有創意,甚至提高智力。想必你也發現,運動至少能讓心理變得更健康。當然,這項研究很容易引起人們的注意,但就我個人而言,最激勵人心的部分並非大腦「如何」受到身體活動的影響,而是「為什麼」會有這樣的效果。
如果想知道怎麼讓汽車運轉良好,就需要了解汽車是怎麼製造出來的。因此,如果想讓大腦運轉得更順暢,就要先知道它是如何工作的。你並不需要成為專業的神經科學家或精神病學家,因為最好的方法是看看大腦怎麼演化。
讓我們從最早的時期開始,回溯一下大腦的歷史。
1970年代,在衣索比亞發現一具人骨,她被稱為「露西」,且認定是人類最古老的祖先。據信,露西生活在大約320萬年前,她的腦容量約為0.5公升,只占現代平均人腦容量(1.3公升)的38.4%。如果把時間快速向前推進一百萬年,便會遇上直立人。與露西相比,直立人演化到能以雙腳卻行走,大腦的體積也比露西大了一圈,卻也不到一公升。但是他們的行為開始發生變化,不僅已經知道如何生火,也會製造工具、武器和衣服。
認知革命
大約一百萬年前,人類大腦的體積開始以更快的速度增長。這可能是由於飲食中的蛋白質變多,因而獲得了更多營養,但我們祖先的智力卻在十萬年前才顯著提高。這個階段被稱為認知革命,並對演化學產生巨大的影響。
從歷史的角度來看,人類祖先短時間內在全球大範圍地擴張領土,並從東非角落一個微不足道的物種,打敗其他六個人種(是的,當時至少存在其他六種不同的人種),演變為地球的主人,站在沒有競爭對手的食物鏈頂端。
今天,只有我們智人仍在繁衍。
是什麼讓我們贏得這場戰役?雖然目前並不能完全確定原因,但肯定不僅是因為我們擁有更大的大腦。因為六個人種之一的尼安德塔人雖然遭我們擊敗,他們的大腦卻比智人來得大。
可能的決定性優勢之一是智人的皮質,也就是大腦最外層的大腦皮質。
它是一個六層構造,為高等認知功能的中心。我們的數學、邏輯、語言、創意思考的能力都由大腦皮質掌控。這裡也是奇蹟發生的地方,如同美國天文學家卡爾,薩根所說:「人類文明是大腦皮質的功勞。」
更大、更複雜的大腦皮質,特別是緊貼顱骨內側、額葉前部的區域(前額葉皮質),可以增加人類的能力和行為可塑性。
這一點讓我們擁有生存的優勢。不僅因此成為更優秀的狩獵者、保護自己免受敵人傷害的能力和記憶力也都會變得更好,更願意和他人一起做事。這些變化都會為我們帶來更富有蛋白質和營養的食物,從而提供機會,讓大腦皮質進一步生長。
從此,人類變得更聰明、更容易生存、更容易找到食物現代人的大腦看起來像堆被緊緊壓在一起的香腸。但是正因如此,才能替大腦皮質騰出更多空間。如果大腦像顆撞球般光滑平整,大腦皮質整體的表面積就會比較小,更接近原始狀態。
大腦最重要的功能
理論上,會動的生物才有大腦。植物不會動,所以它們沒有大腦。
第一批腦細胞大約在六億年前出現,主要任務可能是協調原始動物的移動。這時候,腦細胞沒有「集中注意力」這樣複雜的功能,只能產生更簡單的反應,例如將生物從一處移動到另一處以尋找食物。
這同樣適用於人類。動作的協調很可能是我們的大腦迄今最重要的功能。因此,如果大腦最重要的功能是讓你活動身體,但運動卻對大腦來說並非必要,聽起來不是很奇怪嗎?
沒有大腦,身體就無法活動,如果身體靜止不動,大腦就無法正常運轉。
基因的失誤會讓我們更聰明嗎?
人類大腦的體積,大約是近親黑猩猩的三倍。
六百萬年前,人類的系統才與黑猩猩分化。當時,黑猩猩的大腦似乎就和如今一樣大了,但人類大腦的體積卻在此期間增加了三倍。此外,與其他動物相比,我們的大腦皮質更不成比例地增大,尤其以額葉及前額葉皮質的增長最為明顯。
是什麼讓我們的祖先擁有更大的大腦和越來越複雜的大腦皮層,並在所有物種中具有獨樹一幟的優勢呢?許多科學家認為,答案可能在我們的基因裡。
2015年,馬克斯普朗克科學促進協會的科學家們介紹了一種基因,認為這可能是你坐在這裡閱讀這段文字,而不是去非洲草原上尋找可狩獵動物的原因。
基因的名字通常很複雜,而這個被稱為ARHGAP11B的基因,只有人類身上才有,黑猩猩等相關物種中卻沒有。有趣的是,這個基因的出現看來純屬偶然一人類祖先的身體裡,另一個基因體的複製過程中出現了一些錯誤,只複製了片段基因體。今日,這個片段被稱為ARHGAP11B,能刺激大腦皮質生長。我們的祖先幸運地經歷這次基因複製錯誤後,得到稍大的大腦皮質,因此具有更強大的認知能力,從而獲得生存優勢。他們把這個基因傳遞下去,後代的大腦皮質因而長得更大,這就是從原始物種發展到現代人大腦的過程。
也許我們得要感謝自己的智慧。因為如果複製過程中並沒有出錯,沒有製造出A RHGAP11B基因,人類可能永遠不會登上月球、發現相對論、畫出西斯汀禮拜堂的壁畫,而是繼續徘徊在非洲草原上。
但是,怎麼知道腦容量的增長全歸功於這個基因?人體的遺傳物質包含大約二.三萬個基因,所以可能是其中任何一個基因吧?
雖然無法完全肯定,但是植入ARHGAP11B基因到缺乏此基因的小鼠體內後,這個關鍵的演化步驟便獲得了驗證。
小鼠的大腦皮質較小且無褶皺,但是植入該基因的小鼠卻長出了更大的大腦,有時還長出有褶皺的大腦皮質。換句話說,牠們的大腦看起來更像人類的!當然,真正重要的問題是:「老鼠是否變聰明了?」目前還不知道,不過我們正在努力尋找答案。
大腦越動越大?
與人類的體型相比,大腦所占比例較大。人類的腦容量約為1.3至1.4公升,而體重六十公斤的哺乳動物平均腦容量為0.2公升,所以我們的腦容量約為其他物種的六倍。
除此之外,科學家在觀察不同動物的大腦體積時,發現一個有趣的相關性:耐力較好的動物(即那些可以跑很遠的動物),大腦都比較大。老鼠和狗像人類一樣,耐力比較好,而且相對於自身體重而言,牠們的大腦也都很大。這可能是因為運動時產生的BDNF能促進大腦成長,並加速產生新的腦細胞。
對此,可能的解釋是:更活躍的人類祖先會找到更多食物並存活下來,進而讓基因得以傳播。他們的身體在運動期間產生了大量的BDNF,因此大腦也跟著增長。結果,其後代的大腦就變得更大,而比較活躍的世代也更容易生存。這就是運動推動大腦演化和發育的方式。至少在促進智力這方面,我們可要多感謝運動。
社會的大轉變
沒有人會否認過去幾年我們動得越來越少,在電腦和智慧手機上花的時間卻越來越多。雖然這種趨勢很重要,卻也帶來不少問題,可是如果回顧一下歷史,就會發現更多有趣的聯繫。
大約一萬年前,我們的祖先在狩獵數百萬年後轉向農耕時代。狩獵者原本積極尋找食物的遊牧生活方式,變成要在一個地方居住下來。身為農民,當然也不能成天坐著,但農耕生活中的體力活可比狩獵生活少得多。
與多年前從狩獵時代到農耕時代所減少的運動量相比,過去兩百年來,我們的活動習慣發生了更大的變化。短短的時間裡,我們的社會己經從農耕社會變成工業化社會,再到今天的數位化社會,多數人都不需要主動出去尋找食物了。
覓食曾經是人類歷史上最重要的日常活動,現在卻成了多數人不必再擔心的事情,甚至不用花費體力就可以完成。我們現在可以在超市買到所有食物,也可以上網訂購。甚至連動都不用動,只須坐著下單,食物就會被送到門口。
一百步與五十步
這些社會的變化大大地改變了我們的運動量。即使是當今常運動的人,運動量也可能遠遠低於兩百年前的人類。不過,我們的運動量到底降低了多少?由於我們無法用計步器等設備來測量人類祖先的運動量,所以很難有個準確檢測的定量比較。但是,透過對比現代仍以狩獵和農耕維生的人,可以根據專業知識進行估計。
哈扎人(Hadza)住在坦尚尼亞北部。該部落有大約一千名成員,其中約一半是狩獵者。他們不圈養家畜、不耕種土地,也沒有固定的住處。相反地,他們透過狩獵和建造夜間臨時避難所而生存下來。他們的語言是獨一無二的,可能是地球上最古老的口述語言之一。基本上,哈扎人的生活方式與一萬年前的人類祖先相同。他們屬於這個星球上最後一批過著狩獵生活的群體,也是被人類演化所遺忘的一部分。
哈扎人的日常運動量有多大?研究人員替哈扎部落的成員配備計步器。結果發現他們每天平均行走八至十公里,相當於大約1.1萬至1.4萬步(女人走的步數更少)。我們猜測狩獵時代的祖先所擁有的運動量,就和這個結果差不多。
那農民呢?我們調查美國的阿米許人(Amish)以做為參考。他們是當代一個仍處在農耕社會的群體,過得和兩百年前的人類祖先一樣。阿米許人選擇放棄所有現代設施,不看電視,也不使用電或網路。他們的活動量比我們大得多,男性每天步行約1.8萬步,而女人和哈扎部落一樣,比男人少走了一點。
與現代美國人和歐洲人每天平均六、七千步的運動量相比,哈扎人和阿米許人比當代西方人多走了兩倍的路。也可以說,從狩獵社會過渡到現代文明的期間,我們的運動量少了一半。
眨眼瞬間
自從進入農耕社會,人類歷史又發展了一萬年。這時間聽起來很長,但從生物學的角度來看,卻是非常短暫的一段時間,只占人類歷史長河的1%;兩百年的工業化進程也許很漫長(因為十九世紀的確已經是很久以前了),但從演化的角度來看,更只是眨眼瞬間。
如果將人類歷史濃縮成一天二十四小時,在晚上十一點四十分前,我們都是狩獵者。直到十一點五十九分四十秒(11:59:40),也就是午夜前二十秒,人類社會才進入工業化時代。到了十一點五十九分五十九秒(11:59:59),也就是二十四小時結束前的一秒鐘,人類才進入數位時代,開始使用網路。
若對比誕生新物種需要的時間,演化需要的時間明顯更長。在發生任何有意義的物種變化之前,整伏一萬年甚至更長的時間都是很正常的。換句話說,現代人類與那些生活在一百年、一千年甚至一萬年前的人,基因都是相同的。
想一想:在人類歷史這麼短暫的時期,我們的生活方式發生巨大的改變,造成運動的需求也減少了一半。如果我們將生活方式的變化,與人類演化基本上以萬年為單位的緩慢速度相比較,可以發現演化永遠是滯後的,身體和大腦的演化速度己經追不上生活方式的轉變速度。以生物學而言,我們的身體和大腦仍在大草原上,而且比起農夫,我們更接近獵人的角色。
了解這些後,再看看截至目前為止你在本書中所讀到的內容:運動能使你更專注、更快樂、更有創意、減少焦慮和壓力、增強記憶力;缺少運動會讓你變得焦慮、悲傷、難以集中注意力。由此可以得出結論,當今很多常見的心理問題都源於缺少運動。
我們「走」得太快,超前了我們的生理年齡。或者應該說,我們「坐」得太多了,超過生理年龄所能適應的範圍。
明知運動好,為何還是懶得動?
我們的身體和大腦,已經毫無疑問地演化到能適應比現在更多的運動量。矛盾的是,我們也變得很懶惰。
如果到外面散步或跑步有益健康,為什麼躺在沙發上休息、吃洋芋片讓我們更快樂?那是因為在人類歷史上,那時候的食物供給並沒有像今天這樣過剩,我們多半得面對營養不良和能量不足的情況。高熱量的食物對於狩獵者祖先來說也很罕見,而且一旦得到食物,最好立即食用,以免被其他人偷走。這就是為什麼高熱量的食物通常味道很好,讓你的大腦仍希望透過吃來儲備能量。
如果我們在非洲草原上的祖先來到一棵樹下,上頭滿是又甜、熱量又高的果子,那麼先吃一個再把剩下的留著慢慢吃,並不是聰明的選擇。對我們的祖先來說,更好的辦法是立即吃掉所有食物,以防錯過所有寶貴能量。如果等到第二天,也許就會被別人吃掉了。
我們身上仍然保留這種自然本性。例如,當你面對一盒巧克力時,你的大腦會說:「現在應該把整個盒子裡的食物都吃掉,一點都不能放過,否則別人會把這盒巧克力拿走!如果明天找不到吃的,今天可能需要囤積一點熱量。」這就是為什麼,我們總想一次吃掉整盒巧克力。
身體需要儲存的能量,不僅取決於你攝取了多少,還關乎你消耗了多少。我們的身體不會平白無故消耗能量,而會為可能的饑荒預留一點。這對於人類來說,一直是生存的王牌,而這種生存手段會轉化成自然本性,減少活動來節約能量消耗,幫助我們未雨綢繆、渡過難關。
因此,當你悠閒地躺在電視機前的沙發上,想找藉口來取消今天的跑步或散步時,就是你的狩獵者大腦要你繼續歇著。「坐著就可以節能」是讓你變得懶惰的原因,因為一旦沒有食物,身體裡所儲存的能量就會派上用場。這種節省卡路里的自然本性,很明顯地會影響到體重的變化。
如果你不相信,那麼看看第三世界的開發中國家,在短短的幾十年經歷快速經濟成長,造成居民們過著充滿速食且整天躺在沙發上看電視的生活、擁有無處不在的高糖飲食,以及飆升的肥胖率。這種新的生活方式會使我們的體重增加,但我們並不了解它對大腦造成的影響。
瘋狂倒退
過去幾十年來,科技的巨大進展讓我們擁有網路、智慧手機,只須點擊滑鼠,即可在家中完成「獵食」。與此同時,我們也離演化前進的生活方式越來越遠,日益增加的舒適感更使我們不安、焦慮、抑鬱。
但是,為何久坐會影響我們的心理健康?
我們同樣可以往過去尋找答案。我們和一萬年前的祖先們,基本上擁有一致的大腦結構。但是他們不會為了比賽去跑馬拉松,也不會為了讓自己穿上泳裝更迷人而運動。他們運動就是為了生存:他們邊跑(或邊走)以躲避危險、尋找食物和新住所。
因為狩獵更利於生存,所以只要我們動起來,大腦便會相應分泌多巴胺,產生愉快的感覺。除此之外,我們還會因為逃跑或發現新的居住場所,提高生存的機率。人類的大腦在這一萬年來沒有改變太多,所以有些理論和機制也適用於現代人。當我們做一件「對人類祖先來說能提高生存機率的事」,大腦就會以良好的感受來獎勵我們繼續做下去。
當你運動完回到家,大腦就會把你的行為解讀為「出去尋找食物或更好的避難所」,進而獎勵你一份好心情。這時體內的多巴胺、血清素、内啡肽等物質會增加,因為大腦覺得你增加了「它」的生存機會。這也是為什麼我們會因久坐不動而產生罪惡感。畢竟這樣做不能讓你抓到更多獵物,也不能幫助你找到新的住處。久坐從來都不利於生存,所以現代多數人並不健康。
這樣看來,就很容易理解運動能增強腦部功能的原因了。對我們的祖先來說,捕獵時能集中注意力是非常重要的。如果你在非洲草原上跟蹤獵物,就必須集中精神並找到最佳捕獵時機。因此,我們的注意力會因為運動而增強。
運動也會增強我們的記憶力,但這是怎麼辦到的呢?這可能是因為,當我們的祖先尋找新的棲息地時,面對新的環境,需要時刻保持警惕。久坐不動會讓我們的大腦以為自己還在原地,不需要這些功能,所以也沒有必要提高記憶力。我們的大腦不是朝著適應手機或電腦的方向演化,也不會把久坐和町著螢幕看,當成是有益的新體驗。
仍然生活在非洲草原的大腦
你的大腦並不知道世界已經變得不一樣了,它還生活在非洲草原上,所以你多動一點,它就運轉得更好。當然,運動量減少不是生活和環境中唯一的改變,進而影響了大腦的功能、我們的感受。環境汗染、都市化、現代飲食,以及完全不同的社會結構,也會影響大腦。儘管如此,就身心健康而言,缺乏運動仍是最大的改變之一,而且也是最容易調整的因素之一。我們可能無法重新回到灌木叢過狩獵的生活,但是我們可以試著多運動一點,朝著大腦演化的方向前進,就可以獲得豐厚的
獎勵。
儘管生活在物質最豐富的時代,許多人卻都覺得缺了點什麼。不過這種感覺並不奇怪,因為現代社會已經把我們偏離演化所前進的生活方式。而這樣的改變僅在幾個世代後後,就帶來難以置信的好處,如人類壽命大幅延長。但另一方面,我們卻變得沮喪、焦慮、滿腦子壓力、難以集中注意力。原因很簡單,因為我們的大腦還沒有演化出特定的能力,可以有效對應當前的生活方式。
不過,你可以透過參加更多體育活動來減輕這種不適。當然,這並不意味著所有心理問題都可以藉跑步解決,或表示定期打網球比定期服用藥物有效。而是多數人都可以從運動中獲益,讓自己覺得更健康,精神狀態也變好了。如果我們精神不振或壓力過大,也許應該問問自己是否能改變生活方式,而不是認定所有問題都該靠吃藥來解決。
散步是最好的良藥
站在讀者的角度,讀到這裡可能會覺得:「如果運動真的對大腦有這麼多好處,大家應該早就知道了吧?就像人人都明白吸菸有害健康、咖啡能夠提神一樣。」
我認為大家都知道運動對大腦有多好,但在過去的150年裡,我們把這些都忘了。「散步是最好的良藥」------並不是健康雜誌的陳腔濫調,而是來自醫學之父希波克拉底(編按:生於公元前460年,對古希臘的醫學發展貢獻良多因而獲得此稱號)。他其實早在2500年前、現代醫學科技出現之前,就已經知道運動對身心健建康的重要意義。
在過去的150年裡,醫學飛速發展,提供了疫苗、抗生素、磁振造影掃描、癌症分子標靶藥物等。而在醫學進步後,之前那些有效的健康生活方式似乎也變得不重要了。我們忘記對於身體和大腦來說,最重要的藥物可能正是運動。
我們目前還沒有完全了解運動的重要性,也不清楚是哪個機制使運動可以讓精神變健康。但科學研究證實希波克拉底所說的「散步是最好良藥」,認可了他古老又明智的觀點。有點諷刺的是,正是這些「讓我們不再重視有效健康生活方式」的先進現代醫學(例如磁振造影),驗證了最不現代的醫學理論一運動有助於身體健康。
要健康,不一定要成為健美先生
由於廣大群眾對健康的嚮往,書報攤上總是有本健身雜誌,紐約馬拉松和瑞典瓦薩滑雪節等體育活動的票券,也總在幾小時內就完售。同時,也有很多人覺得自己無法參加這種運動量超大的體育活動。對此我完全理解!但我想對這些人說:你可以不參加遠距離長跑、不看健身雜誌、不參加運動量超大的體育活動,但是你應該「多少做點運動」。
並不是成為健美先生或練出六塊腹肌,才叫做運動。而是你可以做點什麼,來讓大腦達到最佳狀態。
健腦遊戲程式已成為價值數十億的行業。但我建議你全都刪了!它們一點用都沒有!同時,你也不必把焦點都擺在營養品,和其他所謂能激發大腦潛能的「神奇方法」,因為這些也是無效的!相反地,你應該花時間在已經被科學證實有效的健腦方法上一運動。這是免費的,而且做什麼運動、在哪運動並不重要,而是你是否真的動起來。運動可以立刻改善身心健康,規律運動一段時間後,身心更會達到最佳狀態。
如果躺在沙發上邊吃洋芋片邊看電視節目,才是對大腦健康最有益的做法,恐怕沒有人會比我更開心;如果有健腦的方法和營養品能讓我精神更集中、更快樂專注,那也很棒。但不幸的是,科學研究清楚表明這一切都不可能。我的大腦是為了運動而生的,你的也一樣。
動一動身體,大腦才能運轉得更好!