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《唤醒大脑:神经可塑性如何帮助大脑自我疗愈》解开修道院里的谜

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音乐如何提升我们的精神和能量

还有一件未尽之事,就是卡尔卡特修道院里修士们染上的神秘怪病。阿尔弗雷德·托马迪斯当初就是为了此事前往修道院,并在同一个星期里遇到了当时年方18岁的保罗·马道尔。托马迪斯到修道院之后,看到了70个萎靡不振的修士。他说,“(这些人)细胞里的低沉就像是湿抹布。”为修士们做检查时,他发现原因不是传染性疫情,而是一件神学事务。1960~1965年的梵蒂冈第二届大公会议,制定了新的方式,让教会响应现代世界的变化。一名热心的年轻主持刚刚接手了修道院,他认为修士们每天要做的6~8小时的诵经咏唱没有实用目的,就取消了它,虽说第二届大公会议并未禁止格列高利圣咏。紧随其后就出现了前文所说的集体精神崩溃。

修士们大多发誓保持静默;现在又取消了圣咏,他们得不到人类声音的刺激,既没有来自同袍修士的,也没有自己的。他们饥饿,不是因为少了肉,少了维生素,缺乏睡眠,而是缺乏声音的能量。托马迪斯重新建立了圣咏制度,可他发现,很多人抑郁得都没法诵经了。因此,1967年6月,他让修士们带着电子耳唱歌,聆听自己的声音,但这一回使用的过滤器,强调的是带有激励作用的高频语音。

修士们低迷的姿态几乎立刻发生了改变,甚至更加昂扬。到11月,几乎所有人都恢复了元气,活力四射地投入到整天工作、晚上只睡短短几个小时的本笃会修士作息安排中了。托马迪斯说,本笃会的修士们“是为了‘充电’而诵经唱咏的,只不过他们并未意识到这一点。”

在许多文化传统里,诵经都为了激励吟唱者本身而存在的。托马迪斯自己就诵经,以保持全天精力充沛。“有些声音就跟两大杯咖啡一样提神。”他说。他精力特别好,每晚只睡4个小时。

有些声音能激发说话人和倾听者双方,为他们充电,让他们更警觉,也有些声音能打消两者的士气,让他们感到萎靡。(有些老师的声音能让学生恹恹欲睡,因为他们自己存在聆听问题,发出让人无精打采的声音。)

为了让吟诵达到效果,吟诵者必须发出高频率的声音。高频率刺激耳蜗,该器官有着大量的高频受体。若是吟唱得当,藏传佛教吟唱里忽高忽低的“嗡”声还会产生许多高泛音(或者谐波),听起来十分丰富。保罗说,“是高频率为生命带去了声响。低沉的声音也可以很活泼,谐波里有着丰富的高频率。你也可以有一把高亢但音色狭窄、单调的声音,这就没什么吸引力了。任何人都可以发出低音调的‘嗡’,但没有了高音,它就十分平淡。”僧人要练上数十年才能把这个音发得完美,让它充满谐波(高音),在事实上成为和弦。孤独的修行者,在回音好的石头修道院或者中世纪教堂(高高的穹顶放大他自己的高频率)里听自己吟咏,就跟坐在巨大的电子耳里一样,两者的效果相同。

格列高利圣咏不但能赋予人精力,同时也能有效地平复人的精神,出于这个原因,保罗经常以此作为自己客户聆听疗程的结束部分。他将格列高利音乐做了修改,在高频和低频中快速切换,对中耳系统产生训练效果;但吟诵仍然涵盖了声音的完整谱系,强化了平静、镇定效果。

吟诵的节奏往往跟人在平静、无压力时的呼吸相对应,它即时平静的效果,有可能来自偕同作用(entrainment)。偕同作用指的是一种节律性的频率影响另一种,直至两者同步或接近同步,或者彼此产生强烈影响,就像水波相交时互相影响。[1]

大脑扫描研究表明,当大脑受到音乐的刺激,神经元就开始与音乐完美同步启动,进入所听音乐的偕同。这是因为大脑经进化向外部世界延伸,耳朵充当了换能器的作用。换能器将能量从一种形式转变为另一种。举例来说,扬声器将电能转化为声音。我们耳朵内的耳蜗把来自外界的声音能量模式变成大脑可以在内部使用的电能模式。尽管能量形式发生了变化,波模式所携带的信息通常却可以保留下来。

由于神经元和音乐一起点火,故此音乐是改变大脑节奏的一种途径。西北大学的尼娜·克劳斯(Nina Kraus)博士是研究声音神经可塑性作用的专家,她实验室的同事们记录下了一首莫扎特小夜曲发出的声波。他们又在一名受试者的头皮上放置了一枚电传感器,记录他在听莫扎特时的脑电波。(脑电波是数百万神经元同时运作时放出的电波。)接着,他们回放脑电波启动时的模式。令人惊讶的是,他们发现,莫扎特乐曲产生的声波跟它们所触发的脑电波看起来是一样的。他们甚至发现,脑干的脑电波听起来跟触发它的音乐声波听起来都一样![2]

神经元可受各种非电刺激偕同,包括光和声音;这些效应可用脑电图来证明。多种感官刺激都可剧烈地改变脑电波的频率。例如,对过度兴奋的大脑,比如某些光敏性癫痫病例,频闪的亮光(一秒钟大约闪10次)即可引起大量神经元同步启动;患者可能癫痫发作,失去意识,扭动失控。音乐同样能导致癫痫发作。[3]

偕同是非常鲜明生动的,如果人们戴上测量脑电图的设备,听每秒2.4拍的一段华尔兹旋律,他们的脑电波主频也会以每秒2.4拍发出尖峰。这就难怪人们会随着歌曲的节拍动起来了,大脑的大部分,包括运动皮层,都与该节拍偕同起来。但人与人之间也会出现偕同现象。要是音乐家聚在一起,其主导脑电波会开始彼此偕同。2009年,心理学家厄尔曼·林登伯杰(Ulman Lindenberger)和同事们把9组(每组两人)吉他手接入脑电图设备,然后让他们一起弹奏爵士乐。每一组吉他手的脑电波都开始偕同,同步主导了神经元的放电速率。毫无疑问,所谓的音乐家“进入状态”,一部分就是这个样子。但研究还表明,偕同不只出现在音乐家之间。每一名音乐家大脑的不同区域同样会同步,故此,总体而言,大脑有更多的区域切入了主导频率。不仅是音乐家们在一起演奏;每一名乐手大脑里协调的神经元集体,也跟同伴乐手大脑里协调的神经元集体在一起演奏。

一旦大脑失去节奏,以不着调、落拍的方式启动,就会带来大量的大脑疾病,因此,音乐对这类状况是很有治疗潜力的。音乐药物的节奏可采用无创方式,让大脑回归“节拍”。克劳斯和其他研究人员已经表明,从前认为缺乏可塑性的皮层下大脑区域,实际上可塑性极强。

神经元活动的不同节奏对应着不同的精神状态。举例来说,人睡觉时,脑电图上的主导节奏(即最高振幅的脑电波)是每秒点燃1~3道脑波。人处在清醒但平静、专注的状态下,脑电波的频率更快,约为12~15赫兹;如果她全神贯注地思考一个问题,主导脑波是15~18赫兹;当她为一个问题感到担心和焦虑,脑波频率提高到20赫兹。正常而言,我们的大脑节奏是多种因素组合决定的:外界刺激、我们的兴奋水平、我们的有意识意图(即想要专注于问题,还是想要去睡觉)。大脑内部有多个“起搏器”,就像导体一样,生成这些节奏的调速。但通过神经可塑性训练,我们能在一定程度上控制大脑的节奏。神经反馈(见附录C)可训练大脑丧失节奏的人,对其加以控制。因此,对存在注意力问题或睡眠问题,或者大脑整体嘈杂的人来说,音乐非常适合。

但这还不算是声音治疗。有一种声音治疗,直接以节奏为焦点,叫作互动节拍器(interactive metronome),我看过它实现的一些惊人结果。大脑有一套内部时钟,或者叫作计时器,在部分孩子身上,它是落拍的。有些孩子的时钟跑得太快,让他们对感官刺激“提前反应”。他们打断别人,显得冲动、易怒,甚或轻率,但他们的问题其实在于反应的时机。另一些孩子看似动力不足,社交和智力都很“缓慢”,他们的问题仍然在于时机,也就是内部时钟太慢了。对时钟加以训练(通过学习聆听声音,对其做出反应),“打准节拍”,会给这些孩子带来天翻地覆的变化。猛然之间,他们就变得更警醒、更有在场参与感了。

★★★

托马迪斯在总结声音为皮层“充电”的作用时,说过这样一句话:“耳朵是大脑的电池。”他尝试用当时的科学来解释此事的来龙去脉,但他的解释基本上属于推测。在我提出的模型中,治疗性音乐的神经刺激重置了网状激活系统,人们在聆听第一阶段往往会先沉睡,醒来时活力重现,原因就在于此。但音乐能提升精神的另一个原因,一如丹尼尔·列维京和维诺德·梅农所示,在于它打开了大脑的奖励中心,增加了多巴胺的分泌,反过来带来了更多的愉悦感和动力。列维京写道,“聆听音乐的奖励和强化方面似乎……是通过提高多巴胺水平来介导的……当前的神经心理学理论把积极的情绪和效果与多巴胺水平提升相关联,许多新问世的抗抑郁药物就对多巴胺系统发挥作用,这是原因之一。音乐显然是改善人们情绪的一条途径。”

我推测,声音刺激提升大脑问题人士精神的另一个原因是,在整个大脑里连接糟糕的区域,这类人的神经元点火启动都很少实现同步。我认为,不同步的大脑是嘈杂的大脑,它发射随机信号,浪费能量;大脑过度活跃,却做不成什么事情,反倒使主人精疲力竭。音乐通过偕同作用,让神经元同时启动,大脑也随之同步,效率就变得更高了。

阿尔弗雷德·托马迪斯对瑜伽也很投入,他相信,良好的聆听、说话、保持充沛精力,和昂扬的体态全都有着紧密联系。当人们感觉精力充沛,往往会做出更挺拔的姿势:他们会挺起胸膛,呼吸更深。各种动物身上也都可见类似情形,比方说狗,兴奋的时候会昂首翘尾,看起来更像是直立。它们说不定还会竖起耳朵,做出主动聆听的姿势。

音乐对姿势的整体刺激作用,在唐氏综合征患儿身上最明显。唐氏综合征患儿天生肌肉紧张度就低,在医生的诊断中,他们是“软塌塌的婴儿”。肌肉紧张度让他们姿势糟糕,言语困难,经常流口水。运用被动聆听,训练大脑回路,调整他们松弛的中耳肌肉,保罗帮助了许多唐氏综合征患儿,不仅改善了他们的倾听,还提高了他们整个身体的肌肉紧张度,故此也就改善了他们的姿势和呼吸,使之得以为大脑输送更多的氧气。他们流口水的问题改善甚至解决了,他们的言语也变好了。所有这些效果让他们变得更专注、更警觉,人明显昂扬起来。

金·巴菲尔(Kim Barthe)是治疗胎儿酒精综合征(一种因为母亲怀孕期间酗酒导致的儿童障碍,典型症状是大脑损伤,智力发育迟缓)的专家,受托马迪斯的部分启发,使用修正后的音乐录音,并称之为“治疗性聆听”。它帮助患儿提高精力,改善兴奋、语言处理、记忆、注意力水平和听觉敏感度。

有一个著名的案例,托马迪斯运用音乐的刺激效果帮助了一个大脑左半球完全切除的男孩。切除左半脑的手术是著名神经外科医生怀尔德·彭菲尔德所做,目的是阻止危及性命的癫痫发作。手术后,男孩几乎无法说话,整个身体右侧都瘫痪了。男孩13岁时,家人带他去看托马迪斯。尽管做过多年的言语治疗,男孩说话仍然很慢,很困难,注意力非常短暂损害了他的学习成绩。托马迪斯让男孩戴上电子耳,用声音刺激他残留的右半脑。“听了几个星期音乐后,”托马迪斯写道,“身体右侧的活动提高了效率,并且永久地固定下来。他的言语重获了音色和节奏。孩子现在能够用调制良好的声音正常表达自己,与治疗开始之前沉闷、毫无生气的声音形成鲜明对比……我们的病人逐渐变得平静、开放和开朗。”托马迪斯认为,声音治疗唤醒了孩子剩下的右半脑。

声音有时可以帮助严重创伤性脑损伤的人,让这些长久以来容易疲劳的患者重获精力,找回失去的精神能力。有一位29岁的女性,我叫她“米拉贝尔”,在丹佛附近的山里开车往下走。她在一座立交桥上绕圈时,一辆18轮拖挂式卡车以极快的速度从山上冲下来,丢了刹车,飞出大桥,砸在米拉贝尔的车上,给她留下了严重的创伤性脑外伤。她残疾了,丢了工作,尝试了所有常规方法和药物,却仍然存在认知缺陷和超级敏感的问题。她再也无法阅读,记忆力糟糕透顶,头痛,抑郁,更重要的是,随时随地都疲惫不堪。米拉贝尔说,“神经科医生告诉我,康复的前3个月是最关键的,可那以后就没什么显著的改善了。”如今4年过去,进展全无。在一次偶然的机会里,她听到了罗恩·明森的讲座。罗恩意识到,大脑损伤的患者和发育障碍的儿童一样,在精力、睡眠、注意力、感官和认知方面都存在问题。米拉贝尔使用整合式聆听系统的第一个月,聆听音乐的大部分时间都在睡觉,但没过多久,她就重获活力,认知技能也恢复了。她上了大学,重新修读科学课程,加入了一个言语和语言病理学领域极具竞争力的项目。

这就不可避免地带来了一个问题:“为什么要选莫扎特的音乐呢?”

一些治疗师使用其他作曲家的曲子,其他形式的音乐,但大多数托马迪斯流派的治疗师坚持使用莫扎特,尤以小提琴曲为主,因为小提琴是高频率最丰富的乐器,能产生便于耳朵吸收的持续声响。托马迪斯还倾向于使用莫扎特年轻时代的曲子,结构简单,更适合儿童。保罗说:“最初,托马迪斯并不只用莫扎特。他用过帕格尼尼、维瓦尔第、泰勒曼、海顿。但渐渐地,经过自然选择,我们最终只用莫扎特了。莫扎特似乎适合每一个人,既能充电、刺激,又让人放松、平静,两方面的效果都有。对我来说,能帮助客户调节。”

“相较于其他任何作曲家,莫扎特准备好了线路,启动了神经系统、启动了大脑(为大脑接好了线),为它提供了语言习得所需的节奏、韵律、流动性和运动。莫扎特本人非常小的时候就开始演奏音乐,他才5岁就已经作了复杂得惊人的乐曲。他的大脑很早就为音乐的语言接好了线,大脑受他母语德语节奏的影响不大。对托马迪斯而言,这就是莫扎特的音乐通用性这么强的原因。它不具有特定语言的强烈印记,不像拉威尔的曲子里打着法语的烙印,维瓦尔第则打着意大利语的烙印。莫扎特是一种超出了文化或语言节奏的音乐。”

保罗继续说:“莫扎特是我们能找到的最佳‘前语言’素材。它跟有些人想的让孩子更聪明完全无关。它的作用是帮助韵律出现得更自然。韵律是语言里的音乐成分,是语言情感的流淌。这就是为什么莫扎特会是个‘好妈妈’!因为母亲的声音也起到同样的作用,只是更为个性化。民族音乐学的研究表明,莫扎特更普遍,适合所有年龄、种族、社会群体。”[4]

较之当时的医学同行,托马迪斯远远超前,人们经常说他是个江湖术士,光用声音进行一些“非医学行为”,侮辱自己的职业。保守的同行们坚决认为,医生不可能通过把声音传入耳朵就治好大脑的问题。托马迪斯并未被唬住,反而以更激进的态度还击说,其实,大脑只是耳朵的附庸,而不是反过来。从技术上来说,他说得一点儿也不错:在动物身上,原始的前庭器(平衡囊)确实演进出现得比大脑更早。

阿尔弗雷德·托马迪斯于2001年圣诞节逝世。他在世期间,皮层下脑的相关知识尚未突破,他没有亲眼看到这些知识怎样有助于澄清他所实现的惊人成就。或许,我们也不该对他当时的同行这么严厉。对“依靠音乐演奏进行治疗”的怀疑态度,或许根植于我们古已有之的思考习惯:音乐是跟美与休闲联系在一起的,而疾病则是跟痛苦和受难联系在一起的。毫无疑问,音乐是一种独特的艺术形式:1854年,奥地利美学家爱德华·汉斯力克(Eduard Hanslick)在《论音乐的美》(On the Musically Beautiful)中写道,器乐是一种形式与内容无法分割的艺术。我们永远不能满怀信心地说,哪一段乐句是“关于”什么的,因为“音乐性的概念”(汉斯立克称之为旋律和节奏)并不“关于”任何事。莫奈画了一幅野餐图,那它就是关于野餐的。器乐之美似乎并不来自外界,而来自它的内部。

然而,尽管音乐完全无形,可这种无形的艺术却能到达心灵与头脑里其他任何东西都触摸不到的地方。这的确是一味非常神秘的药,尤其是对那些想要了解切实的事物运作原理的人。我们的文化更喜欢可见的东西,而不是听说的东西,我们认为“无图无真相”“眼见才是实”。听说的东西往往可疑;声音太过短暂;人们对“道听途说”不屑一顾,认为“口说无凭,语言廉价”。声音的存在转瞬即逝,反过来说,许多人认为“真正的”“真理的”和“持久的证据”,必须是看得到的具体东西。我们喜欢看得见的证据,比如几何学证据,就能形象化地表明本学科的真理。

可无论我们来自什么文化,每个人的生命都始于黑暗,我们在黑暗里扎扎实实地生长。在母亲的子宫里,我们与“实在”的第一次接触,来自母亲的心跳,她呼吸的起伏,她声音的音乐、韵律与节奏,即使我们并不知道她说的话是什么意思。这种对声音的渴望,将永远伴随我们的余生。

[1] 偕同作用是荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens)1665年首次指出的,他也是第一位提出光由波构成的科学家。他注意到,两个摆荡的钟摆安装在一起(最初并不同步),会随着时间的推移慢慢同步摆荡,便称之为“奇怪的附和”。这种现象是因为运动的钟摆会产生彼此影响的振动波。同样,在一个音叉旁边敲击另一个相同频率的音叉,会让前者也开始震动,发出声音,哪怕两个音叉并不相碰,因为当一个音叉振动,就会在空气里产生压力波,成为传导音波的介质。

[2] 你可以在实验室的网站上看到大脑响应音乐的例子:www.soc.northwestern.edu/brainvolts/demonstration.php。克劳斯和同事用脑电图记录脑电波(把电传感器放在受试者的头皮上,测量大脑产生的电波,并对其进行放大),可以听到脑电波的声音。他们还把脑电波记录重新采样为声音文件(.wav,跟人们在MP3播放器或iTunes听音乐的文件很类似)。

[3] 奥利弗·萨克斯描述过科学文献里一个每天晚上8:59分癫痫发作的病例。后来,人们发现,这是英国广播公司9点新闻前播放的教堂钟声导致的。其他声音并不会引起患者癫痫发作,只有该特定频率的声音才会。见O.Sacks,Musicophilia:Tales of Music and the Brain(New York:Alfred A.Knopf,2007),p.24n。

[4] 在个性化治疗中,托马迪斯、保罗、整合式聆听系统等所采用的经修正过的莫扎特,跟20世纪90年代以来媒体上的说法(即母亲短短地听上几分钟未经过滤的莫扎特,就可提高腹中孩子的智商)是完全不同的。这种说法来自一项研究,但研究对象不是母亲和婴儿,而是大学生:他们每天听了10分钟的莫扎特,智力测试中空间推理部分的成绩就提高了,但这一效应仅能持续10~15分钟!撇开炒作不谈,Gottfried Schlaug、Christo Pantev、Laurel Trainor、Sylvain Moreno和Glenn Schellenberg等人所做的不同研究都证明,持续的音乐训练,如学习演奏乐器,可使大脑发生变化,增强语言和数学技能,甚至适度提高智商。