神經可塑性:心理肌力訓練帶來的變化

從視障者到職業運動員:神經可塑性的驚人潛力

反覆的心理肌力訓練不僅會影響基因表現,也會改變神經細胞之間的連結網路。神經細胞之間連結網路的變化被稱為「神經可塑性」(neuroplasticity),不僅在功能連結上,甚至可以透過結構連結上的變化對行為方式、情緒調節、成就力量等方面產生巨大的影響。得利於神經可塑性,系統化的反覆訓練才能在幾週或幾個月內削弱或加強大腦的特定神經網路。

透過訓練來加強心理肌力這件事,也是指根據「神經可塑性」為大腦的神經網路帶來特定變化的意思。表觀遺傳學研究和各種神經可塑性研究都顯示,透過心理肌力訓練可以實際改變我們的身體和心理。

正如我們在第一章和第二章中所探討的,發揮心理肌力的力量主要來自以前額葉皮質為中心的神經網路。特別是以mPFC(內側前額葉皮質)為中心的各種神經網路,負責與心理肌力有關的各種功能。例如處理有關自己和他人的訊息、掌握他人意圖、自我概念的投射、預測計劃和執行的意志力表現、耐性和專注力的發揮,以及毅力、判斷、決策、情緒調節、衝動控制等等,全都是以mPFC為中心的神經網路所負責的功能,而心理肌力訓練就是為了加強這些神經網路的妥善運作。

作為大腦神經細胞之間的連結網路,神經網路因為具有可改變性,即可塑性,所以只要通過反覆刺激,隨時可以加強或改變連結的性質。這就是稱得上是神經科學唯一法則的「赫布原則」(Hebbian principle)。1949年根據唐納.赫布(Donald Hebb)的提議而為人所知的一個命題——「一起發射訊號的神經細胞會連結在一起」(Neurons that fire together, wire together)4

在神經科學尚未發展的20世紀初期,第一次世界大戰結束以後,心理學家就開始研究人們如何辨識上下顛倒或左右相反的影像。尤其是一位名為埃里斯曼(Theodor Erismann)的瑞士心理學家以讓人戴上影像顛倒顯示的護目鏡實驗而聞名。從1939年起,埃里斯曼就開始進行研究,他讓弟子科勒(Ivo Kohler)整天戴著影像顛倒顯示的護目鏡。根據實驗,他發現戴上看東西上下顛倒或左右相反的護目鏡時,剛開始會感到頭暈目眩,但過了幾天之後就開始慢慢習慣。而戴上上下顛倒護目鏡的實驗參與者們,快的話十天之後就能騎腳踏車或滑雪,一個月之後就可以騎摩托車。而讓這種事情得以實現的功臣,就是神經可塑性。

所謂「可塑性」(plasticity)是指人類的大腦可以像鬆軟的黏土或橡膠一樣改變形狀。人類的大腦不像硬邦邦的電腦一樣是機器,雖然負責大腦特定區域的功能大致上是固定的,但隨時可以視情況改變。只要給予系統化的反覆刺激,就可以改變大腦各部位的功能或運作方式。當新的刺激反覆進入大腦時,為了處理這些新的訊息,神經細胞之間的連接結構會發生生物學上的變化,這就是「習慣」的本質,也是訓練的效果。

舉例來說,當一個人因為意外事故失明時,視覺訊息再也無法被傳送到位於枕葉的視覺中樞去,原本負責處理視覺訊息的大腦部位就變得無所事事。但是,我們的大腦是非常有效率的器官,不可能放著這樣無事可做的部位不管。因此,過了幾個月之後,大腦中原本負責處理視覺訊息的部位,就會逐漸開始處理聽覺訊息或空間訊息。後天失明的視障者,他們的視覺中樞神經會被改造為處理聽覺等等的訊息。原本負責觀看的大腦部分區域,因為沒有了透過眼睛傳入的視覺訊息,在無所事事的情況下便會自行改變以協助處理聽覺訊息。因此,視障者對聽覺訊息的反應更敏銳,也更細緻。

有關神經可塑性,諾曼.多吉(Norman Doidge)在《改變是大腦的天性》(The Brain That Changes Itself,中文版2008年由遠流出版社出版)一書中提出了很多案例。人類大腦的神經網路不會因為上了年紀就變得僵硬。突觸構成的神經細胞連結網路在人類一生中不斷改變。因此「學習有年齡限制」這種話完全違背事實。就算年齡再大也可以學習新的事物、可以訓練,可以養成新的習慣。除了母語之外,完全可以學習和掌握新的東西,大腦會根據用途而有所改變。即使上了年紀,只要進行心理肌力訓練,大腦就會發生變化。

事實上,如果持續反覆進行特定活動,大腦的運作方式就會有所改變,例如,鋼琴家調節手指移動的大腦部位特別發達。職業高爾夫選手和業餘高爾夫新手使用大腦的方式也完全不同,有一項能明確證明這點的腦部影像研究,實驗人員讓139名受試者在腦中生動地想像高爾夫揮桿的場面,發現平均分數超過100的新手大腦中,包括邊緣系統在內,幾乎每個區域都活躍起來。另一方面,職業運動員的大腦中,卻僅輕微啟動了頂葉部位運動中樞相關部位(【圖3-2】)而已。而在想像高爾夫揮桿的場面時,職業選手的大腦中幾乎沒有誘發任何負面情緒,反而是新手的大腦中引發了各種負面情緒。

同樣是高爾夫揮桿的動作,職業選手的大腦運作方式與初學者完全不同。職業選手基本上保持沉著和冷靜,而初學者在揮桿之前就已經陷入了恐懼、緊張、煩躁、挫折感等負面情緒中。面對同樣的數學試卷,學生們能不能專注解題,或是因考試焦慮症無法發揮實力的情況也與此類似。而心理肌力訓練就是透過改變大腦在日常生活中習慣性地像「職業選手」一樣沉著冷靜的反應來提高成就力量。

改變大腦習慣性的運作方式

心理肌力薄弱的人和強大的人即使做著同樣的行為,大腦的運作方式也不一樣。心理肌力薄弱的人很容易沮喪、害怕、憤怒和煩躁。因為杏仁核活化起來,削弱前額葉皮質的功能,因此無論做什麼事都很難發揮既有的能力。大腦這種習慣性的運作方式,不會因為一個人有一天突然改變心態就變得有所不同。高爾夫球新手即使下定決心以後打球要保持沉著冷靜,他的杏仁核也不會馬上就穩定下來。飽受考試焦慮症之苦的學生,即使拿到考卷後安慰自己不要緊張、不要出錯,他的專注力也不會因此突然提高。這就和一個勉強能舉起16公斤重量的人,即使他下定決心、鬥志高昂,也不可能突然就能舉起32公斤,都是一樣的道理。想要發揮更大的力量,就必須透過堅持不懈地訓練來強化自己的肌肉。同樣地,想要發揮更大的成就力量,就必須加強心理肌力。

加強心理肌力訓練就是要改變大腦習慣性運作方式。要改變由突觸連結所組成的神經網路結構,就必須不斷訓練大腦以新的方式運作。想加強心理肌力,就必須讓神經網路之間連結得更牢固,才能穩定杏仁核,促使前額葉皮質更加活躍。為了達到這個目的,我們必須反覆訓練大腦以那樣的方式來運作。而強化心理肌力其實就是利用神經可塑性,讓新的習慣在大腦神經網路鞏固下來的意思。

培養心理肌力並不是在學習某種知識或技巧。一個人不會因為學習了下半身肌肉和背部肌肉發達的方法,那些肌肉就會無中生有。只有透過系統化的反覆訓練,肌肉才會變得發達,身體也才會出現變化。強化心理肌力講求的是人的改變,心理肌力一旦強化,就會產生更強大的自我調節能力,能更順利地將自己的情緒或想法、行為往自己想要的方向調整。自我調節能力提高之後,你就會擁有更高的道德水準或倫理觀念,懂得尊重和關懷他人,工作時能發揮毅力和專注力,情緒調節能力和衝動控制能力也會增強,成為一個更強大、更正直、更能幹的人。一言以蔽之,就是和過去「判若兩人」。

當然,人終究是會改變的。隨著歲月的流逝,人會變老,個性或身體也會改變。但是相較於這種不是出於個人意願或有計畫性的改變,強化心理肌力就是「有意為之的改變」。換句話說,就是一個人從根本上將自己朝著自己想要的方向改變。忙碌的現代人日復一日過著同樣的生活,我的明天和我的昨天沒什麼兩樣,重複上演著相同的場景。強大的慣性作用在日常生活上,每一天都過得毫無變化。

想在日常生活中從根本上改變自己是十分困難的,因為一個人即使按照過往的方式生活,也不會感到太大的問題。然而,這就是最大的問題,因為你現在的樣子很有可能不是你可以展現的最佳模樣。每一個人都可以有更好的發展、有更強的未來,你可以變得比現在更強大、更靈活,也可以發揮此時你完全想像不到的卓越能力。簡單地說,我們大多數人都擁有更具發展性的潛力,但卻在生活的慣性作用下,「沒有太大問題」地過著每一天。「別人都這麼過日子,我也不例外罷了!」這種想法和作為實在太令人惋惜了。

我想強調的一點是,即使你為了「加強」心理肌力,而下定決心或立定志向,也沒什麼用。如果你充滿鬥志,鼓勵自己要強化身體肌肉,卻只流於紙上談兵的話,那真的是一點用處都沒有,重要的是「訓練」、是「執行」。強化心理肌力的「訓練」,是我們必須下定決心、發揮強大意志去做的事情。如果真的想有所改變的話,就必須對如何在日常生活中進行心理肌力「訓練」有所決定和下定決心。

突破心理極限:為何挫折感是大腦改變的關鍵?

我們需要有具體的方法來改變自己,本書的目標不只是介紹心理肌力的相關理論,還提供強化心理肌力的具體訓練法。這本書中所介紹的心理肌力訓練法,大多數都是根據腦科學和心理科學的研究成果所研發出來的,不僅是在研究室或實驗室中,在國內外各地區的學生、上班族、業務人員、運動選手、自營業者、企業主管、軍人等各個領域的人也早已實際體驗過加強心理肌力訓練的效果。就像每天堅持運動就能鍛鍊身體肌肉一樣,只要每天晚上睡覺前堅持心理肌力訓練,即使10分鐘也好,快的話1個月、慢的話3個月之後,就會開始出現你自己也可以感覺到的變化。

「強化」心理肌力不是抽象的說法,也不是隱喻性的表達,更不是為了要改變大家的想法或觀點。心理肌力訓練指的是改變大腦特定部位神經網路的慣性運作方式。透過訓練培養新習慣,則是利用不同於以往的方式,強化新的突觸連結,進而活化大腦各部位之間的神經網路。無論是哪種類型的訓練或學習,都是以這樣加強新型態突觸連結網路為目標。就如同諾貝爾獎得主艾力克.肯德(Eric Kandel)的研究成果所顯示的,突觸連結的生物學變化,是所有記憶的本質。記憶的產生存在著一個生物學的過程,那就是突觸之間新的蛋白質合成。也就是說,無論是作為學習或訓練結果所產生的所有記憶裡,都存在分子生物學的基礎。記憶不是儲存在神經細胞裡面,而是以神經細胞之間新的連結網路型態儲存起來的。換句話說,大腦保存的訊息不是存在於細胞內,而是以細胞與細胞的連結網路型態存在。加強心理肌力就是將新的記憶植入大腦中,因此是神經細胞之間形成新的連結網路的事情。

心理肌力訓練就是改變大腦的連結網路,即改變大腦的功能性連結和結構性連結。功能性連結是指大腦對特定刺激的反應,或完成某件事情時,各區域的神經細胞相互作用的一種固定模式。如果對特定課題進行訓練,在完成這件事情的過程中,相關神經細胞之間的連結網路會逐漸形成一個更高效的大網。而結構性連結則是指這種功能性連結反覆出現的話,即使大腦沒有受到特定刺激或沒有工作時,也仍會保持加強這種連結的狀態。這同樣可以用身體肌肉來比喻。當我們專注於訓練身體特定部位的肌力時,該部位就會形成「幫浦」作用,瞬間增大相關肌肉群的體積,這個例子就可以比喻成「功能性連結」。而只要這種肌力訓練持續地重複下去,肌肉纖維就會慢慢變得肥大,即使在不特別施力或運動的情況下,也能保持肌肉體積變大的狀態,這可以說就相當於「結構性連結」。

關於大腦功能需要注意的一點是,大腦特定部位幾乎沒有只負責一項特定功能的情況。特定功能和大腦的特定部位不是一對一的對應關係,因此如果有人問起大腦特定部位的功能是什麼,這就和問大拇指的功能是什麼是一樣的。大拇指可以按壓、可以抓撓、可以戳刺物體。大拇指還可以敲擊電腦鍵盤、彈鋼琴、用筷子、投指叉球等等,有各式各樣的用途。但是,這麼多樣化的功能卻不是一根大拇指就可以做到的,必然還需要其他手指,或手腕、手臂關節、肩膀,甚至於全身各種肌肉的協調,才能發揮作用。

同樣的,大腦所完成的各種認知功能和運動功能,也是由大腦各個部位以各式各樣的神經網路相連之後,同時或依序運作才做到的。有時候是大腦中的好幾個部位為了一項功能而同時啟動,有時候是大腦的一個部位為了完成好幾項功能而動員各式各樣的神經網路。這就像我們敲擊鍵盤時,手和手臂的特定肌肉會形成一個網路同時運作;或者像彈鋼琴時,也會使用不同的肌肉所組成的網路一樣。同樣的肌肉可以用於敲擊鍵盤,也可以用於彈鋼琴;但同時也有些肌肉只固定在敲擊鍵盤或按壓琴鍵時才用得到。

鋼琴家練習彈琴,是為了加強大腦中特定的神經網路,這些神經網路用於掌控按壓鍵盤和踩踏板時所需要的肌肉。運動選手的訓練也一樣,練習和訓練會反覆刺激大腦,促使負責這項功能的神經網路運作得更有效率。反覆訓練會讓與該功能相關的神經細胞軸突被由脂肪質所形成的髓磷酯所包覆,或在突觸部位合成新的蛋白質,使該神經網路的連結「更加牢固」。神經細胞的軸突部分有電訊號流動,而電訊號被不通電的髓磷酯包覆,就像銅電線被橡膠之類的絕緣體包覆是一樣。藉著這樣的方式,電訊號不會流向其他地方,而是可以快速而有效地流向軸突末梢的突觸。大腦的神經網路就像這樣藉著反覆的刺激產生生物學上的變化。這是每一種訓練產生相應效果的原理,也是意義所在,而心理肌力訓練也是如此。

只要大腦在腎上腺素或乙醯膽鹼(acetylcholine)等神經傳導物質參與下活躍起來,就可以更有效率地加快神經可塑性的變化。換句話說,伴隨著某種壓力或挫折感的訓練,可以加速神經網路的變化。也就是說,即使在訓練中也會保持心理韌性的原則,愈是感到辛苦和挫折、愈是艱難的事情,就有可能愈快學會。在進行心理肌力訓練的時候沒有必要因為學不好就深感挫折,會感到挫折反而是一件值得感激的事情,因為這代表大腦已經做好準備要改變了。

神經可塑性的形成可好可壞

無論是運動、彈奏樂器、武術、解數學題、學習外語、騎腳踏車、玩線上遊戲或開車,只要通過反覆練習都能學會,這就表示與此相關的神經網路得到了加強,所以才能夠更有效率地完成這些事情。所有訓練的效果都是藉由大腦的神經可塑性才得以出現的。然而,根據研究結果證實,髓磷酯包覆軸突或突觸部分合成新的蛋白質這種生物學變化,主要是在睡眠中完成的。在不眠的情況下雖然會削弱神經可塑性,但只要不受打擾,重新進入深眠的話,就可以恢復。由此可見睡眠的重要,不管是學習樂器、解數學題、學習外語或心理肌力訓練,想讓訓練結果有效地銘刻在大腦中的話,認真地訓練或練習完當天,就要好好睡覺。

想培養心理肌力,最重要的是睡覺前要管理好大腦狀態。最好能維持不憤怒、不焦慮的平靜心情,讓杏仁核穩定下來,再透過自我參照過程訓練或處理對自己與對他人的正面訊息,於前額葉皮質活躍的狀態下入眠(這種穩定杏仁核與活化前額葉皮質的方法,是後文即將介紹的心理肌力訓練的核心重點)。相反地,睡覺之前,不是擔心明天的事情,就是埋怨某個人、充滿報復心理等造成杏仁核活躍的狀態下入睡,這種情況一再重複就會使得負面情緒神經網路變得愈來愈強。其結果會演變成習慣性焦慮或長期失眠。此外,大腦可能會變得昏昏欲睡或無法控制憤怒,這就是心理肌力逐漸減弱的過程。神經可塑性就像這樣,可以往好的方向發展,也可以往壞的方向發展,就像良好的運動會讓身體更健康,不良的姿勢久而久之會損害健康,是一樣的道理。

心理肌力訓練不是指學習新知識或新資訊之後,就據此行動或思考的意思,而是指像加強身體肌肉一樣,從生物學角度改變特定神經網路的連結狀態。就像身體的某塊肌肉變強以後,身體該部位可以發揮的力量也隨之增強一樣,心理肌力變強的話,前額葉皮質可以發揮的力量也會隨之提高。因此,如果能透過持續訓練來加強心理肌力的話,氣質和傾向也會隨之出現變化。這種通過訓練改變的氣質,就是丹尼爾.高曼和理查.戴維森(Richard Davidson)所說的「改變的特質」(altered traits),也就是「判若兩人」。

心理肌力所帶來的氣質變化,會有如下的表現。首先整個人變得更加沉著冷靜,心態一派安寧祥和,可以更專注在自己想做的事情上,發揮毅力和韌性。其次,共情能力與掌握他人意圖的能力變強,並且會很自然地流露出尊重與關懷他人之心。對世間萬事也有了更多的關心和興趣,具備不懼失敗的積極挑戰性,也有更強的心理韌性,勇於克服逆境,東山再起。

就像天生體弱的人只要堅持運動就會成為健康的人,天生五音不全的人只要堅持訓練就能唱出美妙歌聲一樣,心理肌力也只要堅持努力就一定會變強。更何況,這種改變與年齡無關,每個人都有可能做到,所以加強心理肌力的訓練是男女老少誰都可以做的。