当我们一起歌唱国歌时 为啥身体会想打个"寒颤"?

几年前,菲利克斯·舒勒(Félix Schoeller)曾提出:当人们看电影或听音乐时,会感到脊椎发冷,禁不住打寒颤,因为这些活动满足了我们对认知的重要需求。同样,他也证明了打寒战不仅与音乐或电影有关,也与科学实践(主要是物理、数学)乃至宗教仪式的社会逻辑有关。舒勒认为,与审美情感相似,打寒颤也可以教给我们许多未知的东西。它们可以帮助我们理解对大脑和社会思想真正重要的事情。

当我们感到寒冷或生病时,人身体也会颤抖。这种颤抖属于肌肉震颤,它会产生热量,使身体在不断变化的世界里保持核心体温。人体核心体温可以短暂地在28到42摄氏度之间变化。而当超过这两个临界值时,人类就会死亡。人类在发烧时也会颤抖,因为发烧会减慢病原体的生长速度,并提高生物体的免疫反应。鸡皮疙瘩或毛发竖立可能是肌肉震颤的副作用,因为肌肉颤动导致头发竖立起来形成一层薄薄的空气,从而减少热量损失。

但令人感到奇怪的是,人类在其他情况下也会产生类似打寒颤的现象。例如,某些社交场合似乎会让人不寒而栗。当某个群体同时做或想同样的事情时,人类尤其容易颤抖。举例来说,当一群人分享共同的目标时,当他们听到国歌唱响或见证自我牺牲的时候,当他们以死亡捍卫自己的理念时,当集体思想比个人生命更重要的时候。但是,人类也会在非社交环境中颤抖。例如,当他们设法找到某些数学问题的解决方案时,有些人会颤抖,因此不能把颤抖归结为一种社会机制。

那么,为什么心理事件会触发与体温调节相关的生理反应?从根本上说,这源自认知需要改变。如果你使用适当的仪器来稳定视网膜,这个器官就会停止向初级视觉皮层传递信号,这会导致人逐渐失明。从感觉器官的角度来看,同一物体永远不会以相似的形态出现两次。两把椅子永远不会完全一样。换句话说,人们在不断地挖掘新的视野。所有你感觉到的东西,都属于“初体验”。

知觉才是真正的探索器官,我们能感知到任何东西,那是因为我们不断地将传入的感觉信号与现有的心理模型相匹配。你很少会不认识周围的物体,可以感受到世界的意义,觉得有时候它非常美丽。人类大脑适应周围世界的过程如此高效,以至于人们总是会陷入混淆之中难以自拔。当大部分思想与大部分世界相匹配时,人们可能会有意识地感觉到我们所说的审美情感。

从历史上看,美学探讨感知如何满足认知、人类如何认识所见事物的科学。大多数审美情感是无意识的。每当你看到什么东西时,它们就会自然出现。当你看到某些足够重要的东西时,你可能会有意识地去感知这些情绪。这是通过身体变化发生的,比如流眼泪、心跳加速、出汗或打寒颤。打寒颤的奇怪之处在于,无论人类是否有能力实时预测外部物体的行为时,当所有的外部物体都能很好地结合在一起时,当一切都无法预测时,当情况失控时,他们似乎会同时颤抖。

舒勒认为,在心因性震颤(psychogenic shiver)对应的事件里,衡量所有感官信号与现有心理模型之间的总相似性度会达到局部峰值。这可以通过数学中条件相似的函数变化来表达。在这种背景下,任何认知方面的变化都对应着相应的审美情感。当函数达到局部最大值时,它的导数趋于零,认知的速度会变慢。这相当于你全部知识的“转折点”。10年前,曾有学者预言,这样的事件应该包括对其他人的思想和生命意义的认识。

我们知道,心因性震颤可以被相关刺激物抑制,即阿片类拮抗剂纳洛酮(Naloxone)。纳洛酮是是吗啡的拮抗剂,可在临床环境中注射给服药过量的患者。大多数实验对象都说,当他们在经历了审美颤抖后会放松下来,这并不奇怪。除了与性冲动有明确的类比外,有关探索性冲动它还能告诉我们什么?

舒勒表示,那些引起颤抖的事情可能会通过让人类克服内心中的基本冲突,来帮助缓解紧张情绪。在这两个因素都同样抵制变化的时候,这些故事可能有助于我们处理内部矛盾。1957年,利昂·费斯廷格(Leon Festinger)发明了认知失调理论,并称这是最大振幅的失调。思想会创造故事来克服自身的矛盾,人类学家称之为神话。同时,我们从人类学的大量研究中得知,仪式很可能会让人打寒颤。

我们举两个这样的基本冲突例子;一个是生物方面的,另一个是文化领域中的。生物冲突源于这样一个事实:当我们作为一个物种通过坚信共同的目标而生存下来时,我们可能永远也无法直接理解他人的目标。因此,在这种表面上充分沟通(理论上同步)的情况下,我们会打寒颤。另一个例子来自人类动物的利他本性和当前占主导地位的社会系统逻辑之间的根本不一致性。这些假设可以解释:在电影中,当同理心成为减少叙事张力的必要条件时,比如当坏人救了好人时,为何你会打寒颤。

对于认知与体温的基本关系,有三种可能的解释,分别是生理、物理以及生物学解释。其中,生理学上的解释仅仅是把心因性震颤描述为发烧。情绪和体温之间的关系实际上是非常古老的,甚至就连爬行动物也显示出高温应力诱发的证据。

物理解释将颤抖时的热量消耗与大脑的信息处理联系起来。1961年,IBM的物理学家罗尔夫·兰道尔(Rolf Landauer)提出了一个原则,即任何信息的删除都应该伴随着热量的消散。几年前,这个猜测在里昂的实验中得到验证。如果这个假设不是完全错误的,那么通过我们对信息处理的了解,最终应该能够预测热量的产生。在那之前,我没有任何好的理由来量化这种颤抖。

最后,生物学上的解释将人类思想起源与人类诞生时温度的巨大变化联系起来。基于思维在特定的背景下产生,也许我们可以观察到调节认知的机制和调节温度的机制之间的关系。换句话说,人类的第一个想法很可能伴随着打寒颤产生。从那以后,每当我们抓住重要的东西时,也许我们就会重复这个动作。

阅读原文2018.06.20

导致肥胖的主因:同时食用含碳水化合物和脂肪的食物

据国外媒体报道,目前,科学家最新研究表明,与只含有脂肪和碳水化合物的食物相比,大脑奖励中枢可能更喜欢同时含有脂肪和碳水化合物的食物。这意味着人类大脑喜欢通心粉和奶酪的程度远大于单独喜欢通心粉或者奶酪。

谁不喜欢通心粉和奶酪?或者冰淇淋、法式炸薯条,其主要原因是什么呢?这些食物拥有一个共同点——它们同时含有碳水化合物和脂肪的混合物。食物和大脑科学家现已知道,这种烹饪组合对大脑特别有益。但它可能比我们想像的更加强大,目前研究人员发现人类大脑对食物的奖励路径倾向于碳水化合物和脂肪的混合食物,而不是单独倾向碳水合化物或者脂肪。同时,人们也乐意支付较高的费用进行购买。

近期发表在《细胞新陈代谢》杂志的一项研究中,研究人员让测试者观看不同食物类型,并对食物进行了标价,其中一些食物主要成分是脂肪,一些主要成分是碳水化合物,还有一些是脂肪和碳水化合物的结合物。所有这些食物都具有相同的卡路里热量,当研究人员标价让测试者挑选享用食物时,用功能磁共振成像扫描仪(fMRI)观察测试者大脑活动情况,据悉,fMRI能够呈现大脑任何时间的活跃程度。

观察结果显示,在有限资金条件下,测试者愿意用更多的钱购买含有脂肪和碳水化合物的食物,而不是单独的含脂肪或者碳水化合物的食物。当他们做出脂肪-碳水化合物食物的选择时,控制奖励中心的大脑中枢神经网络将激活,这种选择概率远大于选择甜食、以及热量密度更高的食物。

正如研究人员所指的那样,这些结果首次证明高脂肪和高碳水化合物食物更容易被人们所接受,其选择概率远大于单纯的脂肪或者碳水化合物食物。他们强调称,脂肪/碳水化合物食物将比提供更多热量的食物更有“价值”,这一点非常令人惊讶。如果我们的最终目的是摄取充足的卡路里热量,为什么会如此重视这种食物组合呢?更确切地讲,大脑中正在发生的事情让我们做出选择,将有助于我们更好地理解何种因素驱动我们选择食物,以及我们如何控制我们的健康系统。

我们对食物“挑剔”的原因可追溯至远古时期早期人类狩猎采集果实的年代,很久之前我们食物匮乏,通常是食用当前获得的食物,因此有时午餐吃肉,有时吃水果或者浆果,很少能同时享用肉食和浆果。因此,研究人员猜测人体内已分别形成对脂肪和碳水化合物食物产生饱感的机制。一些存在基因突变的人们更加钟爱甜食,而不是高脂肪食物,也有一些人正好相反,这是由于他们的DNA突变所致,这种现象在人类和啮齿类动物上能够看到。

当我们种植农作物、驯养牲畜,开始享用谷物和奶制品时,我们才开始同时享用碳水化合物和脂肪结合的食物。但在我们的身体还没有来得及适应之前,就已形成食物加工,这种脂肪和碳水化合物结合的方式远不同于远古人类驯养动物采集食物的年代,例如:研究人员指出,像甜甜圈这样的食物,每磅重量比牛奶、奶酪或者面包含有更多的脂肪和碳水化合物。

在早期人类进行农业试验的几千年时间里,我们的大脑可能没有充足时间进化形成适应我们饮食变化的不同机制。研究人员猜测,我们可能进化形成不同食物处理过程,以满足对碳水化合物和脂肪食物的需求,当人类加工出碳水化合物和脂肪结合在一起的食物时,可能在大脑中形成一种增效刺激。进一步识别这些食物的增效刺激作用,将有助于我们更好地理解大脑如何影响人类进食。

研究人员总结指出,这些研究结果表明,高脂肪和高碳水化合物食物所产生的潜在奖励信号可能是一种潜在机制,基于该机制,导致人们更喜爱吃高脂肪和高碳水化合物结合在一起的食物,并且易出现暴饮暴食。

此外,科学家研究发现肥胖与大量食用脂肪和碳水化合物结合物具有密切联系,这与最新研究的观点相一致。美国综合体重控制中心主任路易斯·艾洛尼(Louis Aronne)说:“如果你试图控制体重,这项研究表明,吃蛋白质、蔬菜、脂肪结合食物,以及蛋白质、碳水化合物和少量脂肪的结合食物也可以,但是当人们食物碳水化合物和脂肪结合食物时,他们的体重很难进行控制。”

体重增加的过程反映出荷尔蒙信号未通过大脑部分区域,艾洛尼表示,增肥食物改变大脑信号途径,使大脑的设置临界点更高。此外,碳水化合物将促进脂肪热量的存储。因此通过分析人体增肥的原因,将有助于分析人们为什么会变肥胖,一些专家提出一些具有针对性的有效减肥方案。

人类当前社会将永远不会回到那些饮食简单的远古狩猎采集时代,目前我们的食物非常充足。从我们的食物中减少加工食物的数量将有助于降低各种慢性疾病的发病率,例如:心脏病、糖尿病和肥胖症。我们可以用富有营养和纤维的食物替代这些食物,起到肥胖的效果。但是我们仍需进一步理解大脑如何做出食物选择,从而有助于弄清楚如何控制大脑机制,让人们更好地对身体健康负责。

阅读原文2018.06.20

研究发现大脑对物体的注意力比视力先行一步

蒙大拿州立大学神经科学家James Mazer在《Neuron》期刊发表论文,揭示眼睛快速随机运动时,大脑如何对物体保持注意力。研究人员说,“注意力就像大脑感知的聚光灯,在需要的地方闪着额外耀眼的光。

这种‘预测代码’有助于确保光线打在地图的正确位置。”研究发现,“聚光灯” 可以在眼睛开始移动之前预测眼球运动和位移,从而使聚光灯在眼睛停止运动的一瞬间落在正确位置。

“这是种预测代码理念。大脑利用了我们的意图和预期身体姿势或眼睛位置变化的信息,让我们对接下来发生的事情做好准备。”研究人员正试图理解导致预测代码发生的生物电路,以及它们如何指导大脑应对可能发生的事情。

阅读原文2018.05.31

腿部运动能使你的大脑更聪明?

发表在《神经科学前沿》(Frontiers in Neuroscience)杂志上的一项突破性的研究表明,大脑神经系统的健康很大程度依赖于身体腿部肌肉传递的信号,就像大脑对肌肉的指令一样。对于那些不能移动他们的双腿,比如长期卧床不起的病人,或甚至是长途旅行的宇航员,不仅会失去肌肉质量,而且他们的身体的细胞水平上也发生某些程度改变。

为了测试这个问题,研究人员进行了一组对照试验,首先限制一组老鼠的腿部运动28天,他们的前腿是自由的,但是他们的后腿被固定住了。另一组老鼠像往常一样自由活动。在试验结束时,研究人员检查了大脑中称为“脑室区”的区域,它也是神经干细胞产生新神经元的区域。

研究表明,与自由移动的对照组相比,那些腿部受限制的小鼠大脑中神经干细胞的数量减少了70%。这是至关重要的,因为神经干细胞是新细胞发育的基础,这一过程被称为神经发生,如果没有神经干细胞,神经元的新陈代谢就不会发生,大脑健康程度也会下降。

研究结果表明,腿部运动不仅可以刺激新的细胞生长,还能维持现有细胞的健康。

阅读原文2018.05.28

过度沉迷微信与成瘾相关的脑区出现结构变化相关

不久之前,《精神障碍诊断与统计手册》将互联网游戏障碍 (IGD) 列为一种潜在的精神障碍,进一步引发了有关互联网成瘾研究框架的讨论。互联网沟通障碍 (ICD)——使用社交网络和信使平台成瘾——即包含在该框架内。微信是最受欢迎的手机通讯应用之一,过度使用微信可能扰乱日常生活,并产生上瘾行为。

为了更好地表征通讯应用的潜在上瘾性,电子科技大学的 Christian Montag、Benjamin Becker 及同事调查了微信沉迷水平与额叶纹状体边缘区域的结构变化之间的关联。作者评估了 61 位被试的磁共振成像数据,并收集了他们自我描述的微信使用频率信息。结果发现微信沉迷倾向与大脑亚属前扣带皮层中灰质容量较小相关 (亚属前扣带皮层是监测和调控成瘾行为背后神经网络的关键脑区)。他们还发现微信支付功能使用频率较高与伏核较小相关。

作者总结表示,成瘾症状水平较高或过度的使用行为与这些脑区内的某些物质容量减少之间的关系,与过去有关物质成瘾和行为成瘾 (包括 IGD) 的研究发现相符。尽管如此,还需要开展进一步的研究来了解大脑功能层面可能发生的变化。

阅读原文2018.05.28

大脑记忆是如何产生的?操控记忆痕迹时代已不远

什么是记忆?1904年,德国生物学家理查德·西蒙(Richard Semon)提出了一个观点,指出记忆的痕迹是由一组不连续的大脑细胞连接之后拼凑起来的。他将这种想象中的生理回路称为“engram”,即“记忆痕迹”。在之后的时间里,记忆痕迹在科幻小说和“山达基”(scientology)体系中一直有着顽强的生命力。然而,证实记忆痕迹的存在还需要等到后来光遗传学(optogenetics)技术的发展。正是有了用光激活的“镊子”,科学家才得以对记忆痕迹回路进行精细的剖析。2012年,日本生物学家利根川进利用光遗传学技术,在麻省理工学院的实验室里首次揭示了记忆痕迹的真实存在。

阅读原文2018.01.03

眼前的美不是美?研究称媒体15分钟就能改变人的眼光

瑞士研究人员通过实验证明,媒体对人的审美观影响巨大,大到15分钟就能改变人的眼光。很多人相信,当今媒体大量使用纤瘦身材模特的影像是很多人对自己身材不满意、努力瘦身的原因。不过,没有看到这些影像就不会以瘦为美吗?鉴于纤瘦身材的影像在现代社会无处不在,人们以瘦为美是不是因为看了太多这些影像难以证明。

阅读原文2017.10.03

微信决定了你的快乐?

当人们离开微信一段时间后,能摆脱泛社交依赖、社交面具维持、社交被动等带来的消极情绪。另一方面,生活满意度和积极情绪却无明显变化,部分被试也受到了 “失联”焦虑的影响。我们的现实生活,也确实是这样子:一方面,微信确实把遥遥两方的人们连接起来:即使你成为北漂,也依然能与身处家乡的老友回忆“峥嵘岁月”;旅途中一见如故的驴友,别离后也能通过微信问候。另一方面,越联系、越孤独的网络孤独症逐渐进入到大众的视野中:明明相对而坐的两人,却依靠微信交流;家庭聚餐,一桌人只顾埋头玩手机,被长辈指责感情都淡了。面对这个矛盾议题,我们不由发问,假如减少微信使用,你会更快乐吗?

阅读原文2017.09.03

每天固定开车超过2至3小时 英国专家:会变笨

据外媒报道,英国一项最新报告称,每天开车超过2小时,可能会持续降低智力,对大脑功能造成伤害。据报道,莱斯特大学医学流行病学专家巴卡尼亚(Kishan Bakrania)指出,每天固定开车时数超过2至3小时,将会伤害心脏功能、认知功能,造成的原因可能是“久坐的这段期间,脑部活动较不活跃。”

阅读原文2017.07.27

迪士尼研发表情监测系统 用AI捕捉观众看电影时的情绪

当今的电影制作,不仅仅是一门艺术,更是商业和科学,电影制作人需要去了解观众的喜好和反应,才能知道观众对电影的真实评价,比如「观众是否喜欢这部电影?」、「哪个桥段最吸引他们?是第42分钟吗?」等等。为此,加州理工学院和迪士尼研究院合作开发了一套神经网络系统,能够追踪观众的面部表情,来预测和了解观众对电影的反应。

阅读原文2017.07.27