《大脑通信员:认识你的神经递质》阅读笔记

读完了赵思家的《大脑通信员:认识你的神经递质》,对于大脑中的神经递质有了初步的认知,才发现之前对多巴胺、去甲肾上腺素等等的认知是存在偏差,对于大脑的工作原理有了深一步的认知,下面是阅读摘录。

前言

初步了解大脑中的常见神经递质。

◆ 最常见的神经递质有七种:多巴胺、血清素、去甲肾上腺素、乙酰胆碱、谷氨酸、GABA(γ-氨基丁酸)和内啡肽。

01 哦,是爱情的味道:大脑里的化学反应

◆ 肾上腺素决定出不出手,多巴胺决定天长地久,5-羟色胺决定谁先开口,端粒酶决定谁会先走

◆ 去甲肾上腺素和冲动、觉醒有关

◆ 爱和多巴胺并非因果关系,所以打着“只有热恋时才有多巴胺,而多巴胺只能维持三个月”的旗号来解释自己没感觉的都是没文化的渣男渣女

◆ 血清素有让人冷静、放松的效果,在热恋状态下,大脑中血清素含量较低

◆ 端粒酶决定了人的生命长度

◆ 爱情和快乐是两个相互独立的概念

◆ 神经科学家做的很多工作,实际上就是在给这个世界“去浪漫化”

◆ All’s Well That Ends Well是英国戏剧家莎士比亚的一部爱情喜剧的剧名。梁实秋将它翻译为“终成眷属”,其实它的直译意思是:结局好,一切都好。

02 大脑里的信使

◆ ,想要学得又快又好,就不能让知识点里有漏洞

大脑里的打工人

◆ 这些小部件各有作用,通过各式各样的化学反应相互影响相互牵制,同时生产和破坏着其他各式各样的小部件,像是个小社会一样,将整个社会维持在一个最优的平衡状态,进而从外界获得能量,甚至将整个社会1:1地复制繁殖

◆ 神经信号沿着轴突传递到轴突末端,然后通过突触传递到其他的神经细胞

◆ 这些在细胞里发生的各式各样的化学反应,叫作新陈代谢(metabolism)

◆ 因为它是一个不间断的能量与物质的交换过程,一旦这个交换过程停止,生命就结束了,所以新陈代谢的英语名来自希腊语里的“改变”

多巴胺的三大功能

◆ 多巴胺控制着行为选择的门槛高低

◆ 如果基底核发起了一个行动A,并且行动之后多巴胺水平升高了,中脑皮层通路就会做出相应改变,使得下一次遇到类似的环境或场景时,更倾向于选择行动A

◆ 正因为这条通路负责控制激励显著性,所以这条通路上的多巴胺有个特别重要的任务,就是强化学习(reinforcement learning)

◆ 惩罚导致行为的减少,而强化导致行为的增加

多巴胺过多有什么不好?

◆ 如果习惯了错误的行为,就成了瘾

◆ 准确地说,瘾是指一种重复性的强迫行为,即使知道这种行为会有不好的影响,也难以停止,就像是产生了一种依赖,

◆ 基底核的英文名是“basal ganglia”

多巴胺不是真正的快乐

◆ 多巴胺只是一个半成品,完成品是去甲肾上腺素

多巴胺究竟是什么?

◆ 因为多巴胺不是奖励的绝对值,而是奖励预测误差(reward prediction error)[插图]。

◆ 这就是为什么在多巴胺的奖励机制中,不得不提的就是“预测”这一环节

◆ 奖励预测误差

◆ 满足感并非来自奖赏的绝对值,而在于被奖励的意外感

◆ 奖励作用有一个必要条件,那就是行为参与(behavioural engagement)

◆ 人会对小概率事件产生“它很常见”的错觉,这就更导致基线不成比例地提高

◆ 1.“多巴胺是奖励预测误差”这一概念的奠基性论文,截至2019年9月22日已经被引用了7440次。Schultz, W.,Dayan, P., & Montague, P. R. (1997). A neural substrate of prediction and reward. Science, 275(5306), 15931599.2.知友Mon1st在知乎专栏上发过一篇非常好的文章,若是你对多巴胺的计算神经科学的机制感兴趣,可以去看看:《唱唱反调:多巴胺=快乐?没那么简单!》https://zhuanlan.zhihu.com/p/218034903.知友大哉问也曾发过一篇相关的专栏,很全面,知识很硬核:《多巴胺奖赏预测误差》https://zhuanlan.zhihu.com/p/24643394

解忧杂货铺

◆ 绝大多数人并非在寻求无中生有的那种快乐感,而是想从日常消极的情绪中挣脱出来,希望自己离开不快乐的状态。换言之,就是对自己的情绪有自主权

◆ 虽然血清素不生产快乐感本身,但它控制了能不能感受到快乐的那个闸门

睡意正浓

◆ 中缝核是一个非常古老的脑区,说它古老是指,连鱼——这种说是我们的远方亲戚都太牵强的生物——都有中缝核

◆ 正是因为血清素管的是睡意的产生,所以它起作用的时间点应该是在睡前而不是睡眠中

◆ 大脑里有两个控制睡眠的系统。一个是昼夜节律(也就是生物钟):当有光照时,身体会苏醒;当天黑时,身体知道该睡觉了。另一个是睡眠压力:早晨起床后,因为你已经得到了休息,所以会觉得充满干劲;但如果一直没睡,睡眠压力就会随着缺少睡眠的时间而累积,你会变得疲惫和困倦,如果你一晚上没睡,那睡眠压力会特别高,即使外面天亮了,生物钟告诉你该醒了,你还是会觉得特别累。这两者协调一致,才能保证良好的睡眠

◆ 血清素可能就是睡眠压力的指标

◆ 你醒着的时候,血清素就像是时间沙漏一样,开始逐渐堆起来,堆得越多,睡眠压力越高,你就越想睡觉——无论是白天还是黑夜

◆ 当生产血清素的中缝核被关掉,你就不会有睡眠压力,只有生物钟,自然就睡得少了

◆ 血清素不能通过血脑屏障,所以直接吃血清素,并不能提高大脑里的血清素含量,不能够抗焦虑或是安眠。市场上销售的这类营养剂,从效益上看只是安慰剂

减肥不成功,你是不是“杜绝碳水化合物”了?

◆ “You are what you eat.”是一句英语谚语,意思是人如其食,饮食可以反映出一个人的健康状态和生活环境

◆ 当时最主要的教材,叫作《神经科学:探索脑》(Neuroscience: Exploring the Brain)。这可能是对神经科学初学者最友好的一本入门级教材了

◆ 低碳水化合物甚至是无碳水化合物,可能确实对减少热量摄入有显著帮助,但从对大脑的影响的角度来讲,不一定是好事。这个关键就在于血清素

◆ 血清素在大脑里的生产速度是几乎完全被一个叫作色氨酸(tryptophan)的东西控制的

◆ 大脑中的色氨酸越多,血清素就会越多;色氨酸越少,血清素越少

◆ 我们日常食物中色氨酸含量最高的是猪肉、鸡肉、豆制品和一些海鱼

◆ 虽然刚吃完高蛋白食物时,血液里的色氨酸含量确实会迅速升高,但接下来好几个小时里,大脑中的血清素含量却会降低

◆ 决定大脑里的色氨酸含量的不仅是身体血液中的色氨酸含量,还有其他氨基酸的含量

◆ 从身体进入大脑,氨基酸需要通过血脑屏障。而血脑屏障不是一个你想过就能过的地方,氨基酸会相互竞争,这种竞争导致能进入大脑的色氨酸反而减少了

◆ 血脑屏障是什么?它是血液和脑组织之间的一道屏障

◆ 虽然神经细胞也需要氧气,而且需求量最大,但神经细胞是不可直接接触血液的

◆ 中风就是大脑中血管破裂,血液和神经细胞直接接触,导致了神经细胞的损伤和死亡

◆ 这个屏障就像是一个非常细的筛子,只让特定的物质,譬如说氧气、二氧化碳、血糖通过。大部分的药物或病菌因体积太大,都是不能通过的

◆ 那到底要怎么吃才能提高大脑里的血清素含量呢?答案是,在吃高蛋白食物的同时也要吃高碳水化合物食物

◆ 胰腺注意到血液中碳水化合物含量高时,会立即生产胰岛素(就是糖尿病患者缺的那个东西)。而胰岛素就能作用在氨基酸上,减少其他氨基酸,而不影响色氨酸,这样“色氨酸:氨基酸”的比例就变大了,色氨酸自然能够有效地进入大脑,提高血清素的生产量。这可能是为什么当大脑里的色氨酸含量过低时(也就是忧伤时),可能出现“特别想吃高碳水化合物食物”的冲动。

◆ 由此可见,“杜绝碳水化合物”的极端饮食结构可能反而不能减肥,因为完全没有碳水化合物可能会导致色氨酸不被大脑有效吸收,进而导致焦虑、失眠和“特别想吃碳水化合物”的冲动——我把这三个东西叫作“血清素缺乏三件套”。就算短期内“忍辱负重”,体重减下来了,我也不相信这三件套真能让人一直瘦

◆ 作为神经递质,大脑里的血清素的功能非常重要,最近几十年也被翻来覆去地研究。但有意思的是,人体内95%的血清素其实是在身体里生产的,这说明血清素在身体里很有可能有重要且独立的功能,但这种可能一直都被科学家们所忽视,直到近两年才引起注意

◆ 1.Yaakov Liu写过一篇特别硬核的血清素的科普文章:《五羟色胺的功能是什么》https://zhuanlan.zhihu.com/p/38346602

◆ 2.相比多巴胺,我们对血清素的了解其实还很浅。从计算神经科学的角度来看,多巴胺是奖励预测误差,这是彼得·达扬提出的一个概念,他也因此在2017年得到了神经科学领域里的大奖。在此之后,他进一步探索了大脑是如何对“惩罚”做出反应的,而他认为血清素可能和惩罚有关

◆ 与多巴胺相对,血清素有可能是惩罚预测误差,工作逻辑可能和多巴胺类似

◆ 要特别说明的是,这里说的“惩罚”并不一定是那种做错事所受到的惩罚,而是泛指“令人不愉悦的刺激或反应”。对“血清素是惩罚预测误差”这个理论感兴趣的小伙伴可以参考这篇论文:Cohen, J.Y., Amoroso,M.W., & Uchida, N. (2015). Serotonergic neurons signal reward and punishment on multiple timescales.ELife,4,e06346.

05 去甲肾上腺素

◆ 大脑里的主要是去甲肾上腺素,而躯干里的主要是肾上腺素。

◆ 我跟多巴胺关系也很密切。别看我们功能似乎差很远,其实我就是多巴胺变装而来的

和肾上腺素不得不说的关系

◆ 大脑里的主要是去甲肾上腺素,而躯干里的主要是肾上腺素

◆ 对我们普通人类来说,肾上腺素是把双刃剑。注射肾上腺素并不能让人爆发“洪荒之力”;相反,误用过量肾上腺素,会使人出现恶心、胸痛、血压升高、心跳过速等症状,甚至死亡。

为什么去甲肾上腺素会有两个不同的英语名字?

◆ 其实如果你坐直,把手绕到背上去摸,大概在腰和胸之间的位置就是肾上腺的大致所在。

状态不好,撤退!

◆ 去甲肾上腺素负责的是优化任务表现

◆ 随着觉醒程度的升高,人越来越警醒,越来越有精神,任务表现也越好,到达最优状态(曲线的最高点)。但一旦觉醒程度超过这个点,人就会变得焦虑,容易被分散注意力,导致当下所做的任务的表现变差(曲线的右侧)。

◆ 耶基斯–多德森定律:解释觉醒程度和行为表现的关系的心理学定律。如图所示,只有觉醒程度处于中央的位置时,才会有最好的行为表现。过低的觉醒程度会导致疲惫和睡眠,而过高的觉醒程度则会导致焦虑和分心。

去甲肾上腺素是怎么控制觉醒状态的呢?

◆ 负责生产去甲肾上腺素的蓝斑核跟负责控制瞳孔大小的肌肉有神经联系,当蓝斑核里的神经细胞激活的时候,瞳孔会放大。

◆ 换言之,当你感到疲倦的时候,瞳孔会比较小;当你过于兴奋的时候,瞳孔会特别大;当你专心致志的时候,瞳孔则会处于中等大小;而一旦出现什么令你警觉的刺激,你的瞳孔会快速放大然后缩小——这在学术上叫作瞳孔放大反应

去甲肾上腺素究竟是什么?

◆ 多巴胺是奖励的意外性,血清素是惩罚的意外性,而去甲肾上腺素是信息的意外性

不能不说的尼古丁

◆ 在吸烟者的神经细胞上,乙酰胆碱受体的数量要比一般人多得多,大部分与尼古丁相结合,剩下的与乙酰胆碱结合的受体的数量才和一般人的差不多

用“恶魔的呼吸”来控制他人

◆ 大剂量的东莨菪碱虽然不能剥夺人的自由意志,但却可以让人昏沉。在20世纪初,它还曾被用来当作吐真剂(瞬间切入《哈利·波特与火焰杯》的场景),但完全没有斯内普配的药剂那么靠谱,因为它只是让人变得话多,并不能确保说的都是真的,还不如二两二锅头来得经济实惠

◆ 提东莨菪碱的主要原因是,它其实是一种乙酰胆碱的抑制剂,会让人失去学习新信息的能力

◆ 2019年夏天播出的缉毒刑侦电视剧《破冰行动》中曾出现用东莨菪碱来杀人的剧情

◆ 乙酰胆碱控制了信息流,从而直接影响相关记忆的形成

◆ 当你醒着的时候,高浓度的乙酰胆碱帮助感知信号转化为记忆;当你刚入睡,进入慢波睡眠的时候,乙酰胆碱浓度变低;当你进入快速眼动睡眠期的时候,开始巩固今天一天的记忆,所以乙酰胆碱浓度又升高了

你真的了解阿尔茨海默病吗?

◆ AD的一个最有名的特点就是生产乙酰胆碱的神经细胞大片死亡或者活跃性降低

乙酰胆碱究竟是什么?

◆ 神经病学(neurology)是医学的一个分支,专门应付神经系统的疾病(有神经内科学和神经外科学两个分支)。作为应用科学的一种,其与神经外科均有别于隶属自然科学的神经科学。前者负责在患者身上运用已有知识,而后者则专门研究与发现新的科学概念。

大脑的“阴”

◆ 中医常用“风”来形容突发性疾病,比如老人脑出血,叫“中风”,儿童突然失去意识,双眼上翻不停抽动,叫“抽风”,而癫痫又被叫作“羊角风

◆ 如果父母常拍打孩子的头部,使得颅内出血,也会导致孩子患上癫痫。

借酒消愁:为什么微醺时人感到放松?

◆ 虽然作用于GABA受体的药物都有抗焦虑、让人放松的效果,但不要高兴得太早,它们也有损害认知和记忆力的副作用,所以要慎用

为什么运动后会感到很爽?

◆ 简言之,高运动量会减少糖原,而糖原减少会导致内啡肽升高[插图],进而给人带来快乐。

10 一花独放不是春——睡眠

◆ [插图]宜家2020年9月广告海报。我最喜欢的创意是最右侧的“Sleep”面霜。Creative: Mother; Production company: The Miss Jones Agency; Photographer: Amy Currell; Stylist: Amy Friend; Modelmaking: Andy Knight L

“坐白班”的神经递质

◆ 控制“醒”的神经递质主要有三种:去甲肾上腺素、血清素和组胺。

得丘脑者,得睡眠

◆ 简而言之,控制丘脑,就能控制对外界的感知,如果我们一直对外界保持警醒,就不可能睡着。换言之,得丘脑者,得睡眠。

◆ 常常想,从古至今,我们不断在寻求一个能够解释宇宙间种种现象的答案,这种行为是不是就是一种寻求故事的过程呢

后记

读完这本书,对于多巴胺、去甲肾上腺素、睡眠、乙酰胆碱、东莨菪碱、血清素等等神经递质有了初步的认知,这些神经递质分布在大脑各处,维持着整个人体的平衡。如果这些神经递质紊乱,就会出现各种奇怪的问题。因此保持一个良好的作息,维持身体各项水平平衡是很重要的。

不要去打破身体的平衡,要帮助这些神经递质更好的作用,维持身体的规律平衡。另一方面也要有信心,这些神经递质的作用机制本质上是人类繁衍进步的产物,是为了让人们应对复杂的外部环境,求生,而产生的,因此要相信自己足够强大。研究其背后的左右机制,也可以窥探到许多人类繁衍进步的历史,很有意思。

一直想读一些大脑原理相关的书籍,深入了解人脑作用机制,就从这本书开始,继续探索吧。

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