科普丨大脑是越思考越灵活，还是过度用脑会加速耗损？

源济

科普丨大脑是越思考越灵活，还是过度用脑会加速耗损？

「脑子越用越灵」是从小到大听惯的说法，可熬夜赶工后明显的反应迟钝、记不住事，又让人忍不住怀疑：过度用脑会不会加速大脑耗损？知乎答主@赵泠 和 @黄河边儿 认为大脑的「使用法则」没那么绝对，大脑的使用关键在于张弛有度。

「太长不看版」：

1. 合理用脑确实能促进神经连接，但睡眠剥夺和长期压力会损害记忆形成；

2. 有氧运动比单纯「大脑训练」更能提升思维能力，健康饮食、社交活动和认知锻炼能在一定程度上延缓记忆衰退；

大脑是越思考越灵活，还是过度用脑会加速耗损？

答主：赵泠

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人脑不会严格地「越思考越灵活」，人们口语所说的「过度用脑」也不一定会加速耗损——「过度」的认定标准常常是主观的，而且，人脑能代偿明显的损伤，有时那代偿能力超出人们的预期。

「脑子越用越聪明/好使/灵活」这类说法在一定程度上反映了神经可塑性：用脑引起突触连接形成和强化，使人学会或巩固知识与技能，这通常比不主动去学习来得快。一部分知识、技能和思维方式可以迁移到新的问题、举一反三。但是，人也会不时陷入思维定势，发生「当局者迷」之类状况。

自古以来，人们衡量「脑子灵活」的方式经常是粗糙的，频繁将完成未曾见过的重复性工作或「精确模仿」的能力当成重要的智慧。

并无证据显示「大脑训练」会让人变聪明

近年来，吹嘘能让人变聪明的「大脑训练」满坑满谷，形成了一个价值数十亿美元的行业。

其实，人脑不是肌肉，尽管练习认知任务可能会提高该任务的表现，没有令人信服的证据表明训练可以转移到解决现实世界的问题[1] [2]。反复训练完成一项任务，可能对完成类似任务的情况产生一些微小改进[3]。

相比之下，有氧运动对人脑更有益，实验显示，半年间每天进行步行、骑自行车、爬楼梯等有氧运动，可以在一定范围内提高各年龄段的人的思维能力，观察到左侧额叶区域的大脑皮层厚度增加[4]。

正常用脑并不造成神经细胞死亡。「废寝忘食」地用脑时，睡眠剥夺、营养不良、饮水过少等可以造成生理功能紊乱，引发身心疾病，有概率杀伤神经细胞，这有概率导致「脑子越用越傻」，但其效果往往是暂时的、可代偿的。大量钙离子流入神经细胞可以杀死神经细胞，但最好不要指望用脑的效果像某些很薄的出版物里描述的那样。

随着时间流逝，一些神经细胞会死于毛细血管破裂造成的局部出血坏死、病原体的袭击、免疫系统的胡乱操作、代谢废物的累积、摄入酒精等各式各样的因素，死亡速度可以超过新神经细胞来填补的速度。所谓「越用越聪明、灵活」不能扭转这些趋势。不过，让脑在一定范围内活跃可能减缓特定的认知障碍的发生与发展，这还在研究中。

传播「脑子越用越聪明、灵活」之类不严谨命题的人有的是跟风，有的声称这是「为了你好」。这些人自己未必相信「脑子越用越聪明、灵活」，即使相信也往往没有实践过「多用用脑子」。

你可以将这归因于这些人不知道如何「为你好」，或者不想诉诸更多实际行动，或者二者兼而有之。

那么如何减缓大脑能力衰退？

一项针对 29072 名 60 岁以上中国老年人的、为期 10 年的研究发现，健康饮食、活跃认知活动、定期体育锻炼等「健康生活方式」可以减缓记忆力衰退，对载脂蛋白 E ε4（阿尔茨海默病最常见的遗传风险）携带者也有效[5]。

研究团队对 56894 人进行了资格筛选，在第一阶段排除了 17148 名年龄小于 60 岁或未获准参与的人，对 39746 人进行临床检查并使用听觉语言学习测试（AVLT）[6]测试了参与者的记忆功能，在第二阶段排除了 7814 名轻度认知障碍患者和 2860 名痴呆患者，招募剩余的 29072 名认知功能正常的人、进行 APOE 基因分型。

招募的参与者平均年龄 72.23 岁，48.54% 为女性，20.43% 携带载脂蛋白 E ε4。

研究团队在 2012 年、2014 年、2016 年、2019 年对参与者进行随访，直至参与者死亡、退出或期满 2019 年 12 月 26 日。十年间，参与者中 7164 人死亡、3567 人因各种原因停止参与。

研究团队考察了 6 个方面的「健康生活方式」：

健康饮食（坚持 12 种符合条件的食物[7]中至少 7 种的推荐摄入量）；

定期体育锻炼（每周 150 分钟以上适度运动或 75 分钟以上剧烈运动）；

活跃社交（每周参加会议或聚会、看望亲戚朋友、旅游、在线聊天等 2 次以上）、

活跃认知活动（每周写作、阅读、打牌、打麻将、玩其他游戏等 2 次以上）、

从不吸烟（指一生中吸烟少于 100 支）或已戒烟三年以上、

从不喝酒（不要求绝对不喝，但偶尔喝酒时平均每天低于 1 克）。

他们以此将参与者分为生活方式良好组（有 4 到 6 方面的健康生活方式）、生活方式平均组（有 2 到 3 方面的健康生活方式）、生活方式不良组（有 0 到 1 方面的健康生活方式），再各自区分是否携带载脂蛋白 E ε4。

调整其他健康、经济、社会因素后，统计显示每种健康生活方式都与记忆力下降的速度低于平均水平有关，健康饮食效果最大，其次是认知活动，再次是定期锻炼。

AVLT 标准化评分显示，与生活方式不良组相比，生活方式良好组的年均记忆衰退慢 0.028 分，生活方式平均组慢 0.016 分。

在 APOE ε4 携带者中，以生活方式不良组为基准，良好生活方式减缓年均记忆衰退 0.027 分，平均生活方式减缓年均记忆衰退 0.014 分。

在非 APOE ε4 携带者中，以生活方式不良组为基准，良好生活方式减缓年均记忆衰退 0.029 分，平均生活方式减缓年均记忆衰退 0.019 分。

但是，无论如何，各组的记忆都在衰退，并没有「越用越好」。

参考：

[1]Melby-Lervåg M, Hulme C. Is working memory training effective? A meta-analytic review. Dev Psychol. 2013 Feb;49(2):270-91. doi: 10.1037/a0028228. Epub 2012 May 21. PMID: 22612437.

[2]https://www.technologyreview.com/2016/10/04/157192/brain-training-apps-wont-make-you-smarter/

[3]Dustin J. Souders, Walter R. Boot, Kenneth Blocker, Thomas Vitale, Nelson A. Roque, Neil Charness. Evidence for Narrow Transfer after Short-Term Cognitive Training in Older Adults. Frontiers in Aging Neuroscience, 2017; 9 DOI: 10.3389/fnagi.2017.00041

[4]Yaakov Stern, Anna MacKay-Brandt, Seonjoo Lee, Paula McKinley, Kathleen McIntyre, Qolamreza Razlighi, Emil Agarunov, Matthew Bartels, Richard P. Sloan. Effect of aerobic exercise on cognition in younger adults A randomized clinical trial. Neurology, 2019 DOI: 10.1212/WNL.0000000000007003

[5]BMJ 2023;380:e072691

[6]Lopez E. Validity study of the World Health Organization/University of California at Los Angeles Auditory Verbal Learning Test.Pepperdine University, 1998

[7]水果、蔬菜、鱼、肉、乳制品、盐、油、蛋、谷物、豆类、坚果、茶，参照 Chinese Nutrition Society. Chinese dietary guideline (2007).1st ed. the Tibet People's Publishing House, 2008.

答主：黄河边儿

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大脑——用则进，过则损，关键在张弛有度。

这个问题其实就像锻炼身体，适量运动会增强肌肉和心肺功能，但过度训练可能导致损伤。同样的道理也适用于大脑。

很多研究都支持这样的说法（后文会提到），所以，大脑的使用不是简单的越用越灵活，也不是越用越损耗，而是张弛有度，用则进，过则损。

先看这第一篇文章，《PNAS》2000 的《Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers》，OA 的，链接在注释里[1]。这篇文章很有意思。大家都知道伦敦的交通特别复杂，而作为一名伦敦出租车司机需要通过复杂的「The Knowledge」地图记忆训练，这也被一些媒体称做「世界上最难的考试」（居然不是高考）。

司机们需要背下市中心 25000 条街道的名称位置，以及这些街道上的旅店、医院、剧场等等。他们不仅要知道每一条街道和建筑物的位置，还得牢记近 500 条行车路线。考试要求当乘客说出目的地后，司机必须立即决定最佳路线，且不能看地图不能依靠导航。

所以，这些伦敦的出租车司机就成了科学家眼中分析记忆对人脑影响的重要样本。

伦敦地图

这篇文章用核磁共振成像发现：出租车司机的后海马（posterior hippocampus）灰质体积显著高于对照组，而这后海马这部分组织是进化上专门处理空间导航的关键区域，那里有更多的位置细胞（place cells），专门对特定空间位置敏感。而且，根据对样本的统计发现，司机的从业时间与右后海马体积正相关，统计如下图。

司机的从业时间与右后海马（posterior hippocampus）体积正相关

这是大脑在应对长期高强度空间导航训练时的一种适应性重塑，说明了大脑多用，的确会使得相关区域越用越灵活，即「用则进」。

再看第二个例子，牛津大学 2009 年在 Nature Neuroscience 上发表了一个有趣的实验[2]。实验让成年人在 6 周内学习杂耍，结果发现：

右顶内沟下方白质的分数各向异性显著增加，提示髓鞘化增强或纤维结构更有序。同时，覆盖该区域的枕顶皮层灰质密度也增加。

这说明不仅灰质（神经元和突触），连白质（连接神经通路）也会因训练变得更高效，所以复杂的视觉-运动技能的学习训练会让大脑的神经通路变得更顺畅，信号传递效率提升，这是「大脑用则进」的第二个例子。

学习杂耍后，右顶内沟下方的白质束 FA 值显著上升（左图），灰质密度增加（右图）

类似的研究还有很多，比如长期从事学术研究的，会鲜有或延缓老年痴呆[3]；经常玩电子游戏的人，会有更强的视觉和空间感知[4]；长期钢琴、小提琴等训练的人，运动皮层、听觉皮层与胼胝体部分区域体积更大[5]，等等。

所以，大脑的确会越用越灵活——即用则进。

但是，如果长期过劳、失眠与慢性应激，则会损坏大脑。

我想有过长期熬夜经历的人，多多少少都会有一些记忆力下降吧。这是因为用脑时，神经元之间的突触连接会普遍增强；但是如果没有睡眠来修复这些突触，海马就会失去长时程增强（LTP）的能力，具体表现就是记忆力显著下降[6]。这也是为什么熬夜复习常常背了等于没背。

所以，结论就是大脑——用则进，过则损，关键在张弛有度。

参考：

[1]https://www.pnas.org/doi/epdf/10.1073/pnas.070039597

[2]Scholz J, et al. Training induces changes in white-matter architecture. Nature Neuroscience (2009). PubMed/PMC：

[3]Alzheimer’s Research & Therapy 2024 年粤港澳大湾区老龄化大脑研究

[4]Kühn, S., Gleich, T., Lorenz, R. C., Lindenberger, U., & Gallinat, J. (2014). Playing Super Mario induces structural brain plasticity: gray matter changes resulting from training with a commercial video game. Molecular psychiatry, 19(2), 265-271.

[5]Schlaug, G., Jäncke, L., Huang, Y., & Steinmetz, H. (1995). In vivo evidence of structural brain asymmetry in musicians. Science, 267(5198), 699-701. https://www.brainmusic.org/Educa ... ug_musasymm1995.pdf

[6]McEwen BS. Physiology and Neurobiology of Stress and Adaptation: Central Role of the Brain. Physiol Rev (2007).