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不同的职业有着不同的大脑,你有着什么样的大脑呢?

2019年6月11日  来源:新发现杂志 作者: 提供人:rengya66......

神经科学研究告诉我们,我们的大脑是由我们的职业造就的。随着经验的习得,大脑的功能区和神经元网络会发生深层变化。这些名副其实的“职业改变”甚至在大脑成像中清晰可辨。我们对自己身份的认识也将由此进入一个新阶段。

出租车司机:海马区增大

不同的职业有着不同的大脑,你有着什么样的大脑呢?

在伦敦当出租车司机,你得在3至4年的学习期内熟悉2.5万条街道。这是件难度极高的事,只有一半求职者能够胜出,获得正式的执照。神经心理学家埃莉诺·马奎尔(Eleanor Maguire)在2007年研究了59名学习中的司机的大脑。

她瞄准的是海马区——大脑中的记忆中心。她利用磁共振成像测量了学习开始时和最终考试后海马区的大小,发现在4年学习期间,最终取得执照的司机大脑海马后侧明显增大,体积比平均值大得多。显然,成为出租车司机强化了当事人的空间记忆。

之所以伦敦的出租车司机拥有超强的记忆地点和路线的能力,那是因为数年的密集实践使他们大脑的相关区域得到了强化,而这一脑区对他们的重要性更甚于一般人(每个人都有需要记忆路线和地址的时候)。增强效果仅限于空间记忆——出租车学员学习前后在智力或语言记忆方面并未表现出任何不同。然而,经验丰富的伦敦公交车司机的海马区与普通驾车者没有任何区别。

因此,“强化”海马区的并不是在城市中巡行、掌握交通信息、观察信号、控制紧张情绪等行为,因为公交车司机也面对着这些情况。记忆数千个地址和不同路线才是出租车司机的独有能力。

由此得出结论:持久训练的确使出租车司机、而且也只使他们的海马区过度发达,使他们能在脑海中储存城市的地图。对其他迷宫般大城市中出租车司机所做的研究会得出与埃莉诺·马奎尔相同的结论吗?我们完全有理由这样想。甚至说不定,从披萨外送员到快递员,许多城市穿行者的大脑中都有一个超乎寻常的海马区……

不同的职业有着不同的大脑,你有着什么样的大脑呢?

在接受大脑成像研究的59名伦敦出租车司机学员中,有39人在3至4年的学习后取得了执照,他们的大脑海马

相关研究:Neural substrates of driving behaviour

运动员:感觉运动区域异于常人

不同的职业有着不同的大脑,你有着什么样的大脑呢?

不断使用之下,运动员的肌肉会变得更壮更强,同样,指挥这些肌肉的脑叶也会增大。苏黎世大学心理学研究所于尔根·翰吉(Jürgen H?nggi)团队在2009年就发现,在最具经验的高尔夫选手大脑中,涉及感觉运动控制的额叶和顶叶中灰质体积大于常人。

发达的运动皮层使运动员能够做出变化更多、速度更快、精度更高的动作。事实上,高水平运动员拥有异于常人的视觉、知觉和注意力。“顶尖运动员能以比常人更快的速度分析动态场景。”蒙特利尔大学心理物理学和视觉感知实验室的乔瑟琳·福贝尔(Jocelyn Faubert)指出。

但有时正相反,无限次地重复执行一个动作也会抑制某个特定大脑区域的活动。舞蹈演员就是如此,他们大脑中负责运动机能的主要区域的体积并未随着经验增加而增大,反倒是缩小了!2011年,于尔根·翰吉扫描了10名古典芭蕾女演员(习舞时间9至13年)和10名不练习舞蹈的女性的大脑,发现在舞蹈演员脑中,涉及动作同步以及躯体空间组织的前运动皮层、壳核(putamen)、辅助运动区(SMA)灰质减少。

这些大脑区域变得更具选择性,在逐步筛选过程中,只保留对动作完成不可或缺的神经连接和网络。伦敦帝国学院尤利娅·尼格玛图丽娜(Yuliya Nigmatullina)近期进行的研究显示,舞蹈演员的小脑也比常人小,而且随着经验增长愈发如此。这部分脑组织的一个区域接收来自负责平衡的前庭系统的信号,该区域的灰质似乎也同样减少了。

随着时间流逝(参与该研究的女舞者习舞时间3至24年不等),她们对突然加速的正常敏感度减弱,从而摆脱了“头晕感”。不出意外的话,这种“职业改变”估计也发生在另一些专业人员身上,如战斗机飞行员、跳水运动员、体操运动员……

不同的职业有着不同的大脑,你有着什么样的大脑呢?

对运动员来说,运动的经验使他们涉及运动技能的大脑区域灰质体积增加,然而在舞蹈演员脑中,该部分体积减少

相关研究:

Professional athletes have extraordinary skills for rapidly learning complex and neutral dynamic visual scenes

The Architecture of the Golfer's Brain

音乐家:唤醒大脑的深层区域

不同的职业有着不同的大脑,你有着什么样的大脑呢?

本能地知道一个乐句是否和谐,这人人都能做到。但要分辨微小的异常,则需经年累月的练习。而这一切之所以成为可能,是因为和谐的规律最终“融入”音乐家的大脑最深处,直至赋予他们关于音乐的第六感——通过激活一些与记忆和情感相关的大脑区域。

这是克拉拉·詹姆斯(Clara James)2008年进行的一项研究得出的结论。她既是职业小提琴演奏家,也是日内瓦健康卫生学院的神经科学家。研究中,她让专业水平不同的钢琴家聆听一些或多或少有违作曲规律的乐段,并利用成像技术分析他们的大脑。

结果表明,只有经验最丰富的钢琴家才能觉察一些极其微弱的不和谐(非音乐工作者完全听不出来),而这甚至在他们尚未意识到时就发生了:不和谐音出现后约200毫秒(抵达意识约需300毫秒),大脑的一些深层区域(涉及记忆和情绪管理的海马区和杏仁核)便被激活。

练习乐器同样也能使音乐家的大脑发生变化。除了激活大脑深层区域、使之出现听觉“第六感”,音乐还能改变大脑皮层表面涉及细微运动和动作协调的区域。研究证实,连接大脑两个半球的纤维(胼胝体)增厚,而这正是长时间重复协调双手运动给大脑刻下的印迹。体感皮层的灰质增厚,增厚部位则根据乐器有所不同,对小提琴手来说,增厚的是专门处理来自左手手指、尤其是食指的体感信息的区域。

年复一年,涉及辨别音高、时值和节奏的初级听觉皮层与次级听觉皮层增厚。由于不断重复精准的动作、每日集中注意力聆听而引发的此类变化也可能出现在一些必须调动精密运动机能的职场人士(首饰匠、制琴师……)以及极度依赖听力的专业人士身上——如海军中专门负责识别军舰声音信号的“金耳朵”声纳监听员。

不同的职业有着不同的大脑,你有着什么样的大脑呢?

从事音乐工作会改变大脑多个区域的结构和运行,这通常与演奏的乐器有关。运动区(上)和一些与情绪相关的深

相关研究:

Early neuronal responses in right limbic structures mediate harmony incongruity processing in musical experts

调香师:嗅觉皮层高度敏感

不同的职业有着不同的大脑,你有着什么样的大脑呢?

嗅觉专家“鼻子”的工作就是为化妆品行业或化学工业创造香味,但透露其功力深浅的并非他们鼻子的大小,而是大脑的嗅觉区:“鼻子”越是经验老道,其位于大脑皮层深处褶皱的嗅觉区的灰质就越多。

2013年,里昂神经科学研究中心的让-皮埃尔·胡瓦耶(Jean-Pierre Royet)和简·普莱力(Jane Plailly),以及格勒诺布尔神经科学研究所的尚塔尔·德隆-马丁(Chantal Delon-Martin)分析了14位调香专家、13名香水业学生和21名普通人的大脑,以比较它们的构造。研究发现,实验对象进行气味感觉、记忆和辨识的训练越久,大脑嗅觉区的体积就越大。

是由于神经元数量增加还是神经元连接增多?“尚不清楚。” 让-皮埃尔·胡瓦耶答道。可以确定的是,有经验的调香师在职业生涯中遇到的气味种类越多,大脑中记录这些信息的部位也会随之扩张,把香味持久地印刻在组成大脑的物质中。但是,资深调香师的能力并不局限于辨认气味,这份工作一个至关重要的部分在于想象出香气。

这项任务难度很高。十一醛、甲位突厥酮、乙酸苄酯……单是根据这些毫无艺术感的名称,香水专家就能想象出一种气味。这简直超出常人想象:你能在脑海中再现一种简单的气味吗,如薰衣草的味道……不容易吧?“对初学者来说,在脑中形成嗅觉意象比视觉意象难得多。”让-皮埃尔·胡瓦耶解释道。而对于久经考验的“鼻子”而言,这之所以变得轻而易举,是因为他们的大脑随着练习逐渐打磨出激活嗅觉区的能力。

里昂的这些研究人员在2011年进行的研究表明,调香师对自己的职业越有经验,那么在想象某种香气时,其嗅觉回路(负责处理气味的初级和次级嗅觉皮层)就越不活跃。“经过每日练习,神经元间的联系变得更快、更有效,这在脑功能成像上就表现为活动更为微弱。”让-皮埃尔·胡瓦耶细述。就好像一面面积越来越大、网眼越来越密的筛子,香水专家的大脑随着时间流逝,也将能“留住”更多气味,更持久地保留每种气味的痕迹。另外一些职业很可能也是如此,尤其是酿酒师或与酒类相关的职业。

不同的职业有着不同的大脑,你有着什么样的大脑呢?

“鼻子”们在大脑中构思香水和化妆品的香气,他们的初级和次级嗅觉皮层体积更大,但活跃度弱于常人。

相关研究:Perfumers' expertise induces structural reorganization in olfactory brain regions

同声传译员:一些大脑区域受到抑制

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熟练掌握两种语言是一回事;在一段话用外语说出的同时将其翻译成母语,或者反之,这又是另一回事。

同声传译必须经过长期严格训练,而这会深深改变大脑。日内瓦大学的阿莱克西·埃尔维-埃德尔曼(Alexis Hervais-Adelman)、娜丽·戈勒斯塔尼(Narly Golestani)和芭芭拉·墨瑟-梅瑟(Barbara Moser-Mercer)证明了这一点。

为了评估大脑活动随着同声传译技能习得而产生的变化,这些神经科学家于2012年对一些年轻人在进行会议口译硕士学习前后的大脑实施了功能磁共振成像扫描。

虽然取得的成果还谈不上有多少价值,但有一点可以肯定:在培训初期,激活的不仅是学生大脑中的语言网络,同时还有控制认知与执行,以及与任务记忆、注意力相关的网络。

可见,为了学习在不同语言中自由出入,得激活多少大脑功能啊。这也标志着在学习初期,同声传译是件极度耗费脑力的任务。而到了硕士课程结束后,同样还是这些认知网络,但似乎没那么活跃了。这可以用翻译逐渐自动化来解释:对翻译的有意识控制越来越少,语言区的工作越来越自动化。

要注意的是,对于并非同声传译的双语人士而言,大脑同样随着语言的精进而演化:运用第二语言越是熟练,听到该语言时激活的大脑区域就越与听到母语时激活的区域相重合。

不同的职业有着不同的大脑,你有着什么样的大脑呢?

进行同声传译时,初学者的语言和言语区域(中)活跃度上升,大脑前侧的注意力和决策区域同样如此……而在专

相关研究:academic.oup.com/cercor

鸟类识别专家:梭状回面孔区有了新任务

不同的职业有着不同的大脑,你有着什么样的大脑呢?

对于鸟类学家而言,随着时间流逝,一眼分辨出秃鼻乌鸦和小嘴乌鸦会像辨认两张人脸一样轻松。在大多数人眼中,这两种鸟类如此相像,几乎无从辨别,那么鸟类识别专家是怎样获得如此高超的鉴定能力的呢?

这是因为,对于专家而言,密集练习最终使他们大脑的一个特殊区域有了新用途:就像人脸一样,鸟也将激活专门辨认面孔的区域——梭状回面孔区(fusiform face area)。

2000年,田纳西州范德堡大学的伊莎贝尔·戈蒂埃(Isabel Gauthier)团队进行的研究证实了这一点。研究人员向12名有经验的鸟类学家展示汽车、鸟、面孔或家用物品的图像,同时记录他们的大脑活动。每个人之所以在见到别人时梭状回面孔区都会激活,那是因为在时间长河中,无论从事何种职业,我们都已成为辨认面孔的专家。我们邂逅一个路人,如果第二天又在路上见到他,就会认出他来。

但要说出今天同事桌上放的茶杯是不是和昨天一样,就让我们犯难了。这是因为,每个人脑中归档的“面孔”极其丰富,这也是进化留给我们的遗产,因为第一眼就认出同类的能力非常关键。相反,对于日常用品(茶杯、笔……)或其他动植物,我们大脑中相应的归类范畴就远远没那么丰富与精确了。

但就鸟类学家而言,从数千件相似物件中分辨出某一物品的每日练习不仅涉及到人的面孔,而且还包括鸟类,于是梭状回面孔区的功能发生了变化,成为一片辨认各种飞禽微妙区别的专门区域。

这种转化似乎也能使大脑对其他种类的物品具有敏锐的分辨能力。因为范德堡大学的团队还记录了汽车专家的脑活动,他们能一眼从数十款汽车中认出某款车型;而他们在辨认面孔和汽车时,梭状回面孔区都被激活。

照此逻辑,我们完全可以猜测,相马专家、犬类专家、艺术评论家,甚至专门检测仿冒品的海关人员,他们借助的同样是梭状回面孔区“全能”的辨识能力。不过由于缺乏相应研究,这些专业人士梭状回面孔区功能转化的科学证据仍有待补充。

不同的职业有着不同的大脑,你有着什么样的大脑呢?

为从数百张面孔中认出一张脸,大脑有一个专门区域,即梭状回面孔区。鸟类学家在工作中也用到这一区域。

相关研究:Expertise for cars and birds recruits brain areas involved in face recognition

撰文 Fran?ois Lassagne

Marie-Catherine Mérat

编译 周佩琼

海马区 / 司机 / 运动员 / 感觉运动区 / 音乐家 / 嗅觉皮层 / 调香师 / 同声传译员 / 鸟类识别专家 / 梭状回面孔区

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