20170710第二章--才能细胞（上）

20170710第二章--才能细胞（上）

他使高尔夫球成为全球化运动;他是全球身价最高的超级体育明星;他的“偷腥门”让美国政府节省了50亿美元。他就是泰格·伍兹。拥有1/4中国人血统,1/4非裔美国人血统,1/4泰族血统,1/8印第安人血统,和1/8荷兰人血统。他3岁时就击出了9洞48杆的成绩,8岁时成为了最年轻的美国业余比赛冠军。1996年夏天,开始了他野心勃勃的职业生涯。1997年泰格·伍兹成为历史上最年轻的美国名人赛冠军,以及第一个赢得大满贯赛的亚非后裔。据统计大约2000万美国人收看了名人赛,据说这样高的收视纪录至今还没有任何体育明星能打破。从历史上第一个职业高尔夫黑人球员,到坐上世界排名第一的宝座,伍兹用了3年的时间,他也成为用最短时间实现高尔夫大满贯的最年轻球员。

      我一直认为,除了傻子,人在智力上差别不大,不同的只是热情和努力。一查尔斯·达尔文安装神经带宽精深练习这个概念如此神奇,好像魔术。克拉丽莎以平庸的音乐资质,在6分钟内达到了一个月的练习效果。一位从没开过飞机的飞行员在林克训练器待了几小时后,就学会了这项新技能。目标明确的练习能够将学习速度提高10倍,这听起来就像那个神话故事,一小把种子长成了一根有魔力的长藤,长藤通往成才的天堂。踏上访问之旅没多久,就有人给我介绍这种在显微镜下才能看清的物质—一髓鞘质( myelin)髓鞘质的其中一个作用让稳重的神经学家都惊喜万分,他们不想失态,想尽力维持神经学家那副严肃正经的样子。但是髓鞘质让他们端不起架子,髓鞘质的发现改变了他们对世界的看法。哇,这真是了不起!虽然相关研究还处于初级阶段,但这可是惊天动地的消息。”马里兰州贝塞斯达( Bethesda)的国立卫生研究院设有一个神经生物发展实验室,道格拉斯·菲尔茨博士(Dou glas fields)是实验室的负责人。“简直是革命性的发现!”加州大学洛杉矶分校的神经学教授乔治·巴特克斯( George bartzokis)博士告诉我。髓鞘质是“交流、阅读、学习技能、人之成为人的关键”。神经元完成的每一个动作都非常迅速,就在开关的一开一合之间。”菲尔茨谈及突触时说,“但是一开一关不是我们学习大多数事物的方法。弹好钢琴,下好象棋,打好棒球都非一日之功,但都是髓鞘质所擅长的。”巴茨斯问,“优秀运动员训练时都做了些什么?训练中,他们沿着回路产生精确的脉冲,从而发出信号把那条线路髓鞘质化。所有的训练完成后就拥有了超强的线路—畅通的带宽,高速的T3传输线,就是那条线路让他们出类拔萃。”我咨询菲尔茨,髓鞘质是否与人才温床现象有关系。他斩钉截铁地答道,“我相信,韩国女高尔夫球员平均来说比其他国家的运动员拥有更厚的髓鞘质。她们大脑中相应位置上有更多的髓鞘质,控制相应的肌肉群,从而使她们的神经回路效能最大化。同样的道理也适用于类似的团体。”“老虎伍兹呢?”我问道。“老虎伍兹绝对是的。”菲尔茨回答,“那家伙有许多的髓鞘质。”对我们来说,髓鞘质的工作原理把各个人才温床,以及我们大家连接在一起。人才和技能的故事就是髓鞘质的故事。克拉丽莎并不知情,但是她在精深练习《金色婚礼》时,发出信号优化神经回路,即生长髓鞘质。当航空队飞行员在林克的训练器里进行精深练习时,他们发出信号优化神经回路,即生长髓鞘质。当罗纳尔迪尼奥和罗纳尔多练习室内足球时比起室外足球场上的训练,他们发出了更多更准确的信号优化神经回路,长出了更厚的髓鞘质。正如其他伟大的顿悟,对于髓鞘质重要性的认知撼动了旧观念。拜访菲尔茨之后,我感觉自己带上了X光眼镜,可以用一种全新的视角看待这个世界。我发现,髓鞘质原则不仅适用于人才温床,同样也适用于一位环法自行车大赛的车手。为了撰写一本新书,我花了一年的时间跟踪兰斯·阿姆斯特朗( Lance armstrong),观察他如何准备这项公认为世界上最困难的比赛。关注错误、渴望成功、不知疲倦地挑战极限的激情,一切尽在清晰易懂的神经机理中,好似迷雾中点起了一盏明灯。问:为什么目标明确、重视错误的练习如此有效呢?答:因为构建一条好的神经回路,最佳的方法就是开启电流,处理错误,然后重启,就这样一遍遍重复这个过程。努力拼搏不是无关紧要的过程,而是生理上的必经之路。问:为什么激情和坚持是才能的关键因素?答:因为给一个庞大的神经回路包裹上髓鞘质需要大量的精力和时间。如果你不爱它,就不可能全力以赴,达到巅峰水平。问:卡内基大厅怎么去?答:沿着髓鞘质大街一直走。①菲尔茨54岁,身体健壮,精力充沛。他之前是海洋生物学家,现在负责一间有6名工作人员的实验室。此外,菲尔茨拥有船长特有的脾性:越令人激动的事情,就让他讲得越无聊。比如他告诉我,有一次他花36天的时间攀爬3500英尺高的优山美地酋长岩,那段经历令他此后两年暑假再次前往。我问他,在离地几千英尺的地方被绳子吊着睡觉的感觉如何?“实际上没啥不同,人会适应的。”菲尔茨回答道,脸上的表情一如既往地平静,仿佛在谈论去杂货店买日用品。菲尔装从孵化器里提取出一个粉红培养皿,放在显微镜底下。“看。”他说,声音依然平静。我俯身向前,怀着见识科幻世界神奇物质的期望,却只见到了一堆纠结缠绕,状若意大利面条的细线。菲尔茨告诉我,那就是神经纤维。髓鞘质更是难以辨识,它只是神经元边缘徽微起伏的条纹。我揉揉眼睛,再度睁开,努力想象这个东西如何将莫扎特和迈克尔·乔丹这些天才联系在一起的,至少它也是高尔夫挥杆技能提高的关键所在。幸亏菲尔茨博土是一位好老师,在我们前几日的交谈中,他解释了两个原则,有助于理解髓鞘质和技能之间的关系。与他的谈话同许多神经学家的交流一样,好像在登山:有点累,但是你会获得全新的、高屋建瓴的视野。科学洞见第一条:实际上,所有动作都是神经纤维链之间沟通的结果。基本上,人们的大脑就是一堆线路—10亿条叫做神经元的线路,由突触将每一条线路连接起来。不管什么时候,你做一件事情,大脑就发出个信号,通过那些神经纤维链传导到你的肌肉。无论是唱个小曲,还是在高尔夫球场挥杆,甚至在阅读这个句子的时候,分管的线路就会在你脑中亮起,有点像一串串圣诞装饰灯。最简单的技能,比如网球的反手击球,也要涉及数十万计的线路。基本上,每条线路都类似于图2-2。输人路径输出路径(感觉倌息,决策肌肉动作)处理反手击球的线路输入部分是动作发生之前的所有事物:看到球,感觉球拍在手中的位置,做出转向决策。输出部分就是动作本身:发出肌肉运动的指令,在正确的时机、向正确的方向跨步,转臀,然后动肩和手臂当你反手击球(或者弹一个A小调和弦,或走一步棋),脉冲电流就会沿着神经纤维游走,启动其他神经纤维。重点是,人类动作、思维和技能( Blade runner)里的城市风光:神经元结构光芒四射、灯光摇曳,脉冲电流呼啸而过,那么髓鞘质的角色就好比是简陋的沥青,整齐划一,有点呆板的市政基础设施。髓鞘质由这些结构组成,一层称为磷脂膜的普通物质和一层厚厚的脂肪,像绝缘胶布那样包裹着神经纤维,以防止电流脉冲外泄。它的柱状体外形,毫无诗意,正如一位神经学家所说的“香肠状”,而且看起来确实挺像。个世纪以来,研究人员一直把重点放在神经元和突触上,而不是那似乎有点呆板的绝缘体。事实证明,研究人员是对的——神经元和突触确实可以解释几乎所有的心智现象:记忆、情绪、肌肉控制、感官知觉等等。但有一个关键问题,神经元无法给出解释:为什么人们学习复杂技能需要如此长的时间?相关研究越来越多,逐渐拼出一幅新画面。髓鞘质尽管只是基础设施,却拥有功能强大的节点在大脑这个辽阔的大都市里,髓鞘质悄无声息地把窄巷子变成了宽阔、可供飞速奔驰的超级公路。神经系统这辆客车曾经只能承受两英里的时速,有了髓鞘质之后,就能以每小时200英里的速度呼啸而去,无刺激反应时间(指两次信号之间的等待时间)下降了30倍。提高的速度和下降的无刺激反应时间结合在一起,整体信息处理能力增加了3000倍——堪称“宽带”。更可贵的是,髓鞘质能够调控速度,偶尔减慢信号传递速度,从而确保它们在最佳时刻到达突触。把握时间点至关重要。菲尔茨博士说:“信号必须以合适的速度传输,在正确的时刻到达,而髓鞘质正是大脑控制传输速度的方法。”比如说,老虎伍兹的高尔夫挥杆动作。传入的几股脉冲必须几乎同时到达—有点像两个小人试图一起推开一扇沉重的大门。时间间隔要求在4毫秒以内,约是蜜蜂扇动一次翅膀所需时间的一半。如果几股脉冲到达时间前后相差大于4毫秒,大门依然紧闭,那关键的第三条神经元就不会启动,高尔夫球就飞进了深草区。虽然目前为止,准确的最优化理论机制仍然是个传说,但是所有的发现拼在一起,呈现出一个如此优雅的流程,达尔文都为之欢欣鼓舞:释放神经信号促进髓鞘质生长,髓鞘质控制脉冲速度,脉冲速度就是技能。菲尔茨博士说:“突触的变化仍然是学习过程的关键,但髓鞘质对如何提高学习效率起着巨大的作用。”髓鞘质理论令人印象深刻。但是,驻留在我脑海中的是它接下来向我们呈现的一个场景:处于精深练习中的大脑变化。我们沿着狭窄的大厅,来到位同事的办公室,看到的景象仿佛凡尔纳( Jules Verne)笔下的海底世界:在一片漆黑中,泛着绿光的鱿鱼状物质伸出触角指向细长的纤维。菲尔茨告诉我,这些鱿鱼状物质是少突胶质细胞——一按实验室里的行话叫磷酸寡核苷酸,生成髓鞘质的细胞。一旦神经纤维被启动,磷酸寡核苷酸就感觉得到,牢牢地吸附住纤维并开始包襄纤维。磷酸寡核苷酸挤压自己的细胞质时,每个触角都时而卷曲,时而仲展,直到留下一层薄如蝉翼的髓鞘质。髓鞘质仍然附着在磷酸寡核苷酸上,开始一层层地包裹神经纤维,严丝合缝,巧夺天工,然后在两端旋转收缩,活脱脱一根香肠,最后沿着纤维一图圈缩紧,就像旋紧螺帽。菲尔茨博士说:“这是世界上最复杂、最精致的细胞自我分裂过程之一。这个过程非常缓慢,每层都要绕神经纤维四五十次,需要几天甚至几周时间。想象一下,先在其中一个神经元上完成这个过程,接着是拥有成千上万条这样的神经纤维的整个神经回路。这就好像给横穿大西洋的电缆裹上绝缘体。”海中的是它接下来向我们呈现的一个场景:处于精深练习中的大脑变化。我们沿着狭窄的大厅,来到位同事的办公室,看到的景象仿佛凡尔纳( Juleserne)笔下的海底世界:在一片漆黑中,泛着绿光的鱿鱼状物质伸出触角指向细长的纤维。菲尔茨告诉我,这些鱿鱼状物质是少突胶质细胞——按实验室里的行话叫磷酸寡核苷酸,生成髓鞘质的细胞。一旦神经纤维被启动,磷酸寡核苷酸就感觉得到,牢牢地吸附住纤维并开始包襄纤维。磷酸寡核苷酸挤压自己的细胞质时,每个触角都时而卷曲,时而仲展,直到留下一层薄如蝉翼的髓鞘质。髓鞘质仍然附着在磷酸寡核苷酸上,开始一层层地包裹神经纤维,严丝合缝,巧夺天工,然后在两端旋转收缩,活脱脱一根香肠,最后沿着纤维一图圈缩紧,就像旋紧螺帽。菲尔茨博士说:“这是世界上最复杂、最精致的细胞自我分裂过程之一。这个过程非常缓慢,每层都要绕神经纤维四五十次,需要几天甚至几周时间。想象一下,先在其中一个神经元上完成这个过程,接着是拥有成千上万条这样的神经纤维的整个神经回路。这就好像给横穿大西洋的电缆裹上绝缘体。”