让科学告诉你,如何成为一名学霸

2021-12-28 19:42赵言昌
初中生世界·七年级 2021年10期
关键词:轴突髓鞘树突

赵言昌

我们生活在一个需要不断努力学习的年代。有些人好像天生就擅长学习,而另一些人怎么学都不得要领。学霸的大脑有没有什么特别的地方?如果有,那又是为什么呢?

海兔的馈赠

大脑是人体最神秘的器官,没有之一。再神秘的东西,也要用科学的方法去研究。

有没有一种足够简单的生物,可以用它来进行记忆相关的实验?

70年前,当埃里克·坎德尔在美国西海岸见到海兔的时候,立刻意识到它们就是极佳的研究材料。海兔的神经细胞少而大,用肉眼就能看到。

神经细胞与冬青有一点像,一头是枝丫横生的树突,另一头是树干一样的轴突。神经细胞的轴突末端会稍稍增大,与邻近神经细胞的树突紧密接触,只留一道窄窄的缝隙,这种结构被称为突触。

在“海面”之下

如果我们把大脑比作冰山,那么,神经细胞树突只构成了海面之上的部分。在解剖学中,它们被称为大脑灰质。脑白质正如海面之下的冰山,体积庞大,却少有人注意。脑白质中有什么呢?有神经元细胞的轴突,还有一种围绕轴突的结构,叫作髓鞘。

科学家发现,当一个神经细胞接收到神经递质的时候,会产生一股电流。

对于神经细胞来说,髓鞘既是基站,又是光缆。当电流沿着轴突传递的时候,髓鞘起着绝缘层的作用,可以约束电流,减少能量消耗。研究显示,具有髓鞘的轴突,其电流传导速度可以超过100米/秒,失去髓鞘之后,可能降到不足1米/秒。

既然髓鞘起着减少损耗、增加速度的作用,那么,髓鞘的厚薄、多寡自然会影响信息传播。髓鞘变得厚实、密集,信息的传播速度会更快。

学习的面纱

当我们还是小朋友的时候,父母会传授一些最基本的知识。比方说,渴了要喝水。这种知识也许只需要一组神经细胞存储。父母反复强调,使我们形成条件反射。

当我们大一些,父母开始教一些复杂的知识。自来水是水,水坑里的水也是水,前者是干净的,后者是脏的。假如水的来源、干净程度分别由一组神经细胞记忆,那么,对于“脏水”的学习,实质上是将信息拆分送入两组。所谓的“回忆”,说白了,就是再一次同时激活它们。

到了学校里,事情變得更加复杂。老师说:“请同学们以‘水’为题目,写一篇小作文。”一瞬间,我们会想到各种与水有关的东西,水的化学式、重力对水的影响、谁曾经买饮料给我喝,我们会产生情绪——我们要在纸上写字,用肌肉精确地控制笔。当我们提起笔的时候,谁在调控信息传递速度,谁保证了各个脑区的准确激活?还是髓鞘。虽然是猜测,但近年来的一些研究证实了髓鞘的作用。

转变的希望

行至文末,如何成为一名学霸?

从突触的角度说,首先,一定程度的重复必不可少。神经细胞联系增加是记忆的基础。其次,我们可以借助大脑的机制,免费强化神经连接。

大脑里有一个叫作海马的结构,当我们睡觉的时候,全身各个器官都进入低功耗阶段,它却没有闲下来,而是将白天发生过的某些事重现一遍——再一次激活各个脑区。因此,睡眠对记忆的形成与巩固十分重要。青少年最好能每天保证8~10小时的睡眠。另一方面,多给髓鞘一些机会。

与其一口气看半本书,不如今天看几页,明天看几页,留出髓鞘增厚的时间。与其要求自己“一遍过”,不如根据艾宾浩斯遗忘曲线,定期进行复习,以免髓鞘因为缺少刺激而变薄。与其总在一个地方正襟危坐,不如定期更换一下学习环境,动口念一念,动手写一写。外界刺激越多元,参与其中的脑区越多,髓鞘能得到的锻炼就越充分。

你可能觉得,这些没有什么了不起的,都是老生常谈的东西。

经验之谈可能具有一定的局限性,而上述种种原则,都得到了实验的反复证明。当你坐在教室里的时候,实验室里、医院里、大学里,世界的不同角落正在吹响向大脑进军的号角。如果按照科学家发现的规律进行学习,或许有一天,你能加入他们,打赢最后的战役。

[选自2021年第8期《科学大众》(中学),本刊有删改]

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