你乘坐的飛機上擠滿了其他商務人士，你用筆記型電腦閱讀電子版的《華爾街日報》，同時將檔案下載到你的黑莓手機上，並整理你在到達紐約後的第一次會議的PowerPoint簡報。你津津樂道於你的日程安排、待辦事項清單和電話簿的完美對稱性，這時你注意到隔壁排的一位女士正在她的皮革裝訂的每日計劃本上寫著小小的筆記。你記得你也曾有過一個那樣的東西……什麼？好像是幾百萬年前的事了？嘿，女士！醒醒吧，聞聞計算機時代的氣息。你現在在機場外面，和幾十個人一起焦急地等待計程車。終於輪到你了，當你伸手去拉出租車門時，一個身材魁梧的男人推到你前面，幾乎把你撞倒。你的公文包飛了出去，你的筆記型電腦和黑莓手機摔得粉碎，散落在人行道上。當你慌亂地收拾你曾經完美安排的生活的殘骸時，那位帶著每日計劃本的女士優雅地走進一輛計程車，揚長而去。
當前數字技術的爆發式發展不僅正在改變我們的生活和溝通方式，而且還在迅速而深刻地改變著我們的大腦。每天接觸高科技——電腦、智慧手機、影片遊戲、搜尋引擎（如谷歌和雅虎）——會刺激腦細胞的改變和神經遞質的釋放，逐漸加強我們大腦中的新神經通路，同時削弱舊的神經通路。由於當前的科技革命，我們的大腦正在以前所未有的速度進化。
除了影響我們的思維方式外，數字技術還在改變我們的感受和行為方式。十分之七的美國家庭都接入了高速網際網路。我們依賴網際網路和數字技術進行娛樂、政治討論以及與朋友和同事的交流。隨著大腦進化並將其注意力轉移到新的技術技能上，它逐漸遠離了基本的社交技能，例如在談話中解讀面部表情或理解細微手勢的情感背景。2002年斯坦福大學的一項研究發現，我們每在電腦上花費一小時，與他人面對面交流的時間就會減少近30分鐘。
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數字原住民
今天的青少年和20多歲的年輕人，被稱為“數字原住民”，他們從未知道一個沒有電腦、24小時電視新聞、網際網路和手機（以及它們的影片、音樂、攝像頭和簡訊）的世界。許多這些原住民很少走進圖書館，更不用說在傳統的百科全書裡查詢東西了；他們使用谷歌、雅虎和其他線上搜尋引擎。這些數字原住民大腦中的神經網路與“數字移民”（包括大多數嬰兒潮一代）的神經網路截然不同，“數字移民”是在成年後才進入數字/計算機時代的人，但他們的基本大腦線路是在直接社互動動是常態的時代奠定的。
現在，我們每天都在長時間地讓大腦接觸技術，甚至在非常年幼的時候就開始了。2007年德克薩斯大學奧斯汀分校對1000多名兒童進行的一項研究發現，在典型的一天中，75%的兒童看電視，而32%的兒童看影片或DVD，每天的總接觸時間平均為1小時20分鐘。在這些兒童中，五歲和六歲的兒童每天額外花費50分鐘在電腦前。2005年凱撒家庭基金會的一項研究發現，8至18歲的年輕人每天讓他們的大腦接觸八個半小時的數字和影片感官刺激。調查人員報告說，大多數技術接觸是被動的，例如看電視和影片（每天四小時）或聽音樂（一小時四十五分鐘），而其他接觸則更主動，需要精神參與，例如玩影片遊戲（每天50分鐘）或使用電腦（一小時）。
我們知道，大腦的神經迴路每時每刻都在對它接收到的任何感官輸入做出反應，人們花費在電腦前的許多時間——包括瀏覽網際網路、交換電子郵件、視訊會議、即時通訊和網上購物——使他們的大腦不斷受到數字刺激。我們在加州大學洛杉磯分校的研究團隊想研究這種長時間的電腦使用對大腦神經迴路的影響有多大，它能多快地建立新的通路，以及我們是否可以觀察和測量這些變化的發生。
大腦中的谷歌
我們中的一位（斯莫爾）求助於加州大學洛杉磯分校的神經心理學和神經影像學專家蘇珊·布克海默和蒂娜·穆迪。我們計劃使用功能性磁共振成像來測量大腦在常見的網際網路電腦任務（在谷歌上搜索準確資訊）期間的活動。我們首先需要找到相對沒有經驗且對電腦不熟悉的人。
最初很難找到還沒有使用過個人電腦的人，但我們最終招募了三名50多歲和60多歲的志願者，他們對這項技術是新手，但願意嘗試。為了比較這三名新手志願者的腦活動，我們還招募了三名年齡、性別和社會經濟背景相當的精通電腦的志願者。對於我們的實驗，我們選擇了在谷歌上搜索關於各種主題的特定和準確的資訊，從吃巧克力的健康益處到計劃去加拉帕戈斯群島旅行。
接下來，我們必須想辦法在志願者使用網際網路時進行核磁共振成像。由於研究物件必須在核磁共振儀的長而窄的管子裡進行實驗，因此沒有空間放置電腦、鍵盤或滑鼠。為了在掃描器內重現谷歌搜尋體驗，我們讓志願者戴上一副特殊的護目鏡，護目鏡上顯示網站頁面的影像。該系統允許志願者透過按下一個方便放置的小鍵盤上的手指來導航模擬計算機螢幕並做出選擇以推進他們的搜尋。
為了確保功能性核磁共振掃描器測量的是控制網際網路搜尋的神經迴路，我們需要排除其他大腦刺激來源。為此，我們添加了一個控制任務，其中研究物件在核磁共振成像期間閱讀透過專用護目鏡投射的書頁。此任務允許我們從核磁共振成像測量值中減去任何由單純閱讀文字、專注於視覺影像或集中注意力引起的非特異性腦啟用。
我們只想觀察和測量網際網路搜尋所需的那些心理任務產生的大腦活動，例如掃描目標關鍵詞、在多個備選項中快速選擇、如果某個搜尋選擇沒有幫助則返回上一頁等等。我們將這種控制任務（簡單地閱讀模擬的文字頁面）與網際網路搜尋任務交替進行。我們還控制了網際網路頁面上通常顯示的圖片和圖畫引起的非特異性大腦刺激。
最後，為了確定我們是否可以訓練網際網路新手志願者的大腦，在第一次掃描會話後，我們要求每位志願者每天上網搜尋一小時，持續五天。我們給精通電腦的志願者分配了相同的任務，並在五天的搜尋引擎訓練後對兩組志願者重複進行了功能性核磁共振掃描。
大腦變化
正如我們預測的那樣，當計算機高手和計算機新手受試者閱讀模擬的書籍文字時，他們的大腦沒有表現出任何差異；兩組人在這項心理任務中都有多年的經驗，他們的大腦對閱讀書籍非常熟悉。相比之下，兩組人在谷歌上搜索時表現出明顯不同的神經啟用模式。在基線掃描會話期間，計算機高手受試者使用了大腦左前部的一個特定網路，稱為背外側前額葉皮層。網際網路新手受試者在該區域表現出極少甚至沒有啟用。
我們在設計這項研究時擔心的一個問題是，五天的時間是否足夠觀察到任何變化。但僅僅經過五天的練習，網際網路新手受試者的大腦前部的完全相同的神經迴路變得活躍起來。在網際網路上花費了五個小時，這些參與者就已經重新連線了他們的大腦。精通電腦的志願者在基線時激活了相同的前額腦區域，並且在第二次會話期間具有相似的啟用水平，這表明對於典型的精通電腦的個體，神經迴路訓練發生得相對較早，然後保持穩定。
背外側前額葉皮層參與我們做出決策和整合複雜資訊的能力。它也被認為控制著我們整合感覺和思想的心理過程，以及工作記憶，即我們在很短的時間內記住資訊的能力——剛好足夠管理網際網路搜尋任務或在從電話號碼簿中獲得電話號碼後撥打電話。
在今天的數字時代，我們把智慧手機放在口袋裡，把耳機塞在耳朵裡。筆記型電腦總是觸手可及，如果我們找不到固定電話也不用擔心——總有Wi-Fi（無線保真度的縮寫，提供到網際網路的無線連線）讓我們保持連線。
我們的高科技革命使我們陷入了“持續區域性注意力”的狀態，軟體主管琳達·斯通在1998年創造了這個術語，她將其描述為持續保持忙碌——關注一切，但從不真正專注於任何事情。持續區域性注意力不同於多工處理，在多工處理中，我們對每個任務都有目的，並且我們正在努力提高效率和生產力。相反，當我們的思想區域性關注，並且持續這樣做時，我們會在任何給定的時刻掃描任何型別的聯絡的機會。當我們的簡訊流動時，我們進行虛擬聊天，我們關注活躍的好友列表（即時訊息程式中的朋友和其他螢幕名稱）；一切、所有地方都透過我們的外圍注意力連線起來。
雖然從時刻到時刻都有我們所有的朋友線上似乎很親密，但我們可能會失去與現實生活關係的個人接觸，並且可能會體驗到與當我們關閉裝置並將注意力集中在一個人身上時相比，一種人為的親密感。
科技腦力衰竭
當保持持續區域性注意力時，人們可能會將他們的大腦置於高度緊張的狀態。他們不再有時間反思、思考或做出深思熟慮的決定。相反，他們存在於一種持續的危機感中——隨時警惕新的聯絡或令人興奮的新聞或資訊。一旦人們習慣了這種狀態，他們往往會沉迷於永久的連線。它滋養了他們的自尊心和自我價值感，並且變得不可抗拒。
神經影像學研究表明，這種自我價值感可能保護海馬體的大小——海馬體是位於內側（面向內側）顳葉的馬蹄形大腦區域，它使我們能夠學習和記住新資訊。精神病學教授索尼婭·J·盧皮恩和她在麥吉爾大學的同事研究了健康年輕人和老年志願者海馬體的大小。自尊的測量值與海馬體的大小顯著相關，與年齡無關。他們還發現，人們感到對自己的生活控制力越強，海馬體就越大。
但在某種程度上，當我們保持持續區域性注意力時感受到的控制感和自我價值感往往會崩潰——我們的大腦並非天生就適合長時間持續監控。最終，數小時不間斷的數字連線會產生一種獨特的大腦壓力。許多在網際網路上連續工作數小時而沒有休息的人報告說，他們在工作中經常犯錯誤。在登出後，他們注意到自己感到茫然、疲憊、易怒和分心，彷彿他們處於“數字霧霾”中。這種新的精神壓力形式，斯莫爾稱之為“科技腦力衰竭”，正威脅著成為一種流行病。在這種壓力下，我們的大腦本能地向腎上腺發出訊號，分泌皮質醇和腎上腺素。在短期內，這些應激激素會提高能量水平並增強記憶力，但隨著時間的推移，它們實際上會損害認知能力，導致抑鬱症，並改變海馬體、杏仁核和前額葉皮層（控制情緒和思想的大腦區域）的神經迴路。慢性且長期的科技腦力衰竭甚至可以重塑潛在的大腦結構。
當時在哈佛大學的研究心理學家薩拉·C·梅德尼克和她的同事們能夠在實驗中誘匯出志願者輕微的科技腦力衰竭；然後他們能夠透過小睡和改變心理任務來減輕其影響。他們的研究物件執行一項視覺任務：報告電腦螢幕左下角三條線的方向。志願者的分數隨著時間的推移而下降，但如果科學家們在電腦螢幕的左下角和右下角之間交替進行視覺任務，他們的表現就會提高。這個結果表明，大腦衰竭可以透過改變心理任務的位置來緩解。
研究人員還發現，如果研究物件小睡20到30分鐘，他們的表現也會提高。參與該任務的神經網路顯然在休息期間得到了重新整理；然而，該任務的最佳重新整理和恢復活力發生在小睡時間長達60分鐘時——這是快速眼動 (REM) 睡眠開始所需的時間量。
全新的、改良的大腦？
無論我們是數字原住民還是數字移民，透過電子郵件、影片遊戲、谷歌搜尋或其他技術體驗等活動來改變我們的神經網路和突觸連線確實可以增強一些認知能力。我們可以學會對視覺刺激做出更快的反應，並提高多種形式的注意力，尤其是注意到外圍視覺影像的能力。我們培養了更好地快速篩選大量資訊並決定什麼是重要的和什麼是不重要的能力——我們的心理過濾器基本上學會了如何進入超速運轉狀態。透過這種方式，我們能夠應對每時每刻出現在和消失在我們心理螢幕上的大量資料。最初，每天轟炸我們的資訊潮可能會造成一種注意力缺陷，但我們的大腦能夠以一種促進快速處理的方式適應。
根據英國諾森比亞大學的認知心理學家帕姆·布里格斯的說法，網路衝浪者在網上查詢健康資訊時，在任何特定網站上花費的時間不超過兩秒鐘，然後就轉到下一個網站。她發現，當研究物件確實停下來專注於某個特定網站時，該網站包含與搜尋相關的資料，而他們跳過的網站幾乎不包含任何與搜尋相關的內容。這項研究表明，我們的大腦學會了迅速集中注意力、分析資訊，並幾乎立即決定採取或不採取行動。我們中的許多人不是簡單地患上“數字注意力缺陷障礙”，而是在發展為快速和果斷的定向注意力爆發而定製的神經迴路。
數字進化很可能正在以我們目前衡量和定義智商的方式提高我們的智力。隨著數字文化的進步，平均智商分數一直在穩步上升，並且在沒有錯誤的情況下進行多工處理的能力也在提高。紐西蘭Unitec理工學院的神經科學家保羅·卡尼報告說，一些電腦遊戲實際上可以提高認知能力和多工處理技能。他發現，每週玩遊戲八小時的志願者，多工處理技能提高了兩倍半。羅切斯特大學的其他研究表明，玩影片遊戲也可以改善外圍視覺。隨著現代大腦繼續進化，一些注意力技能得到提高，心理反應時間縮短，許多大腦任務的執行效率更高。
然而，雖然當今數字原住民的大腦正在為快速的網路搜尋佈線，但控制更傳統學習方法的神經迴路卻被忽視並逐漸減弱。隨著傳統的一對一的人際交往技能萎縮，人類互動和溝通的途徑減弱。我們在加州大學洛杉磯分校的研究團隊和其他科學家已經證明，我們可以有意識地改變大腦佈線並重新啟用其中一些正在減少的神經通路，即使新進化的技術迴路將我們的大腦帶到非凡的潛力水平。
我們所有人，無論是數字原住民還是數字移民，都將掌握新技術並利用它們的效率，但我們也需要保持我們的人際交往能力和我們的人性。無論是與專注的谷歌搜尋還是與富於同情心的傾聽練習有關，我們的突觸反應都可以被測量、塑造和最佳化以發揮我們的優勢，我們可以從現代思維的技術適應中倖存下來。
注：本文最初印刷時的標題為“認識你的‘我腦’”。