日常壓力會關閉大腦的首席指揮中心

醫學院的入學考試包含長達六個小時的數百道題目的狂轟濫炸，即使是做了最好的準備，也常常讓應試者感到慌亂和焦慮。對於一些有抱負的醫生來說，持續不斷的壓力會導致他們的推理能力減慢甚至完全關閉。這種體驗——俗稱怯場、大腦短路、緊張、焦慮、崩潰、空白、失常或其他十幾個描述性術語——對於幾乎所有在演講中出錯、遭遇寫作障礙或在冗長的考試中苦苦掙扎的人來說都太熟悉了。

幾十年來，科學家們認為他們瞭解測試或戰場交火期間大腦中發生了什麼。近年來，另一條研究路線為壓力的生理學帶來了全新的視角。對壓力的反應不僅僅是一種原始反應，它影響大腦中從蠑螈到人類等多種物種共有的部分。事實上，壓力會削弱我們最高階的智力，即靈長類動物大腦中發展最完善的區域。

舊教科書解釋說，下丘腦是一種進化上古老的結構，位於大腦底部，它透過觸發垂體和腎上腺分泌一波激素來對壓力做出反應，從而使心跳加速、血壓升高和食慾下降。現在的研究揭示了前額葉皮層的意外作用，前額葉皮層是位於前額正後方的區域，作為控制中心，調節我們最高的認知能力——包括注意力集中、計劃、決策、洞察力、判斷力和檢索記憶的能力。前額葉皮層是大腦中最近進化出的部分，它對即使是暫時的日常焦慮和擔憂也非常敏感。

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當一切進展順利時，前額葉皮層充當控制中心，抑制我們低階的本能情緒和衝動。新的研究表明，急性的、無法控制的壓力會引發一系列化學事件，削弱前額葉皮層的影響，同時增強大腦中較舊部分的主導地位。本質上，它將對思想和情感的高階控制權從前額葉皮層轉移到下丘腦和其他早期進化出的結構。隨著較舊的部分接管，我們可能會發現自己要麼被癱瘓性的焦慮所吞噬，要麼受到我們通常設法控制的衝動的支配：沉迷於過量的食物、飲料、藥物或在當地專賣店瘋狂消費。簡而言之，我們會失控。

人們越來越認識到，急性壓力會嚴重損害人腦中較高“執行”區域的功能，這引起了研究人員的興趣。他們現在不僅試圖瞭解當你僵住時你的大腦中發生了什麼，還在開發行為和藥物干預措施來幫助你保持鎮定。

注意緊張情緒

我們為什麼會失控幾十年來一直讓科學家著迷。二戰後，研究人員分析了為什麼和平時期技術嫻熟的飛行員在激烈的戰鬥中會在操縱飛機時犯下簡單但致命的錯誤。人類頭骨額骨後發生了什麼仍然是一個謎，直到相對較新的神經影像技術的出現。在大腦掃描器中，前額葉皮層的活躍活動為了解大腦的主控制器是多麼脆弱提供了線索。

前額葉皮層對壓力如此敏感，是因為它在大腦結構等級中的特殊地位。它是進化程度最高的大腦區域，在人類中所佔比例比其他靈長類動物更大，占人類皮層的整整三分之一。它的成熟速度比任何其他大腦區域都慢，並且只有在青少年時期過後才能完全成熟。前額葉區域容納了抽象思維的神經迴路，使我們能夠集中注意力並專注於任務，同時將資訊儲存在工作記憶的心智草圖中。這個臨時記憶儲存區域的運作方式是讓我們“記住”諸如在執行加法運算時需要結轉到下一列的數字之和等資訊。作為心理控制單元，前額葉區域還可以抑制不適當的想法和行為。

神經執行中心透過三角形神經元（稱為錐體細胞）之間的廣泛內部連線網路發揮作用。這些神經元還向大腦的更遠處傳送連線，控制我們的情緒、慾望和習慣。當沒有壓力時，該網路中的迴路會愉快地嗡嗡作響。工作記憶提醒我們開始做下週到期的作業，而其他迴路則向下丘腦區域傳送資訊，表明最好不要再喝第二杯酒。同時，向杏仁核（控制恐懼反應的深層大腦結構）傳送的資訊提供了保證，即在人行道上走近的巨大身軀不會砸到你的臉上。

保持這個網路正常運作可能是一個脆弱的過程——當壓力來襲時，即使神經化學環境的微小變化也會立即削弱網路連線。為了應對壓力，我們的大腦會充斥著諸如去甲腎上腺素和多巴胺等喚醒化學物質，這些物質由腦幹中的神經元釋放，並向整個大腦傳送投射。前額葉皮層中這些訊號化學物質水平升高會關閉神經元放電，部分原因是暫時削弱神經元之間的連線點或突觸。網路活動減弱，調節行為的能力也隨之減弱。隨著腎臟附近的腎上腺在下丘腦的指令下，將應激激素皮質醇噴射到血液中並將其傳送到大腦，這些影響只會變得更糟。在這種情況下，自我控制取決於微妙的平衡。

“保持冷靜”是一種準確表達潛在生物過程的說法。前額葉皮層的神經機制——及其調動工作記憶以保持專注於手頭任務的能力——可以阻止大腦深處產生的神經遞質級聯反應引發恐慌的情緒潮汐。

我們闡明前額葉皮層有多容易被關閉的研究始於大約30年前。我們中的一位（阿恩斯滕）與已故的耶魯大學的帕特里夏·戈德曼-拉基奇（Patricia Goldman-Rakic）進行的動物研究是最早闡明壓力期間的神經化學變化如何迅速關閉前額葉功能的例子。該研究表明，前額葉皮層的神經元在暴露於大量神經遞質或應激激素後會斷開連線並停止放電。

相比之下，大腦深處的區域對我們的行為具有更強的控制力。多巴胺到達一系列深層大腦結構，統稱為基底神經節，它們調節渴望和習慣性的情緒和運動反應。基底神經節不僅在我們騎腳踏車而不摔倒時發揮作用，而且在我們沉迷於成癮習慣時也發揮作用，例如那些讓我們渴望禁忌冰淇淋的習慣。

2001年，現任荷蘭拉德堡大學的本諾·魯曾達爾（Benno Roozendaal）、加州大學歐文分校的詹姆斯·麥高（James McGaugh）及其同事在杏仁核（另一個較舊的大腦區域）中發現了類似的改變。在去甲腎上腺素和皮質醇的存在下，杏仁核會提醒神經系統的其餘部分準備應對危險，並加強與恐懼和其他情緒相關的記憶。

這項研究現在擴充套件到人類。這些研究已開始表明，由於遺傳構成或之前有壓力暴露史，有些人似乎比其他人更脆弱。在多巴胺和去甲腎上腺素關閉前額葉區域中進行更高認知所需的迴路後，酶通常會分解神經遞質，從而使關閉不會持續存在。這樣，當壓力消退時，我們可以恢復到基線。某種基因形式會削弱這些酶，使人們更容易受到壓力的影響，並且在某些情況下，還會患上精神疾病。同樣，環境因素也會增加脆弱性；例如，鉛中毒可以模擬壓力反應的各個方面並損害認知能力。

其他研究仍然關注對前額葉皮層的攻擊持續數天或數週時會發生什麼。慢性壓力似乎會擴大我們較低的情緒中心中神經元之間錯綜複雜的連線網路，而靈活、持續推理過程中參與的區域——從伊曼努爾·康德的哲學到微積分——開始萎縮。在這些條件下，原始杏仁核中的分支、訊號接收樹突擴大，而前額葉皮層中的樹突縮小。西奈山伊坎醫學院的約翰·莫里森（John Morrison）及其同事已經表明，如果壓力消失，前額葉樹突可以重新生長，但如果壓力特別嚴重，這種反彈能力可能會消失。我們中的一位（辛哈）在人類身上發現了這方面的證據，前額葉灰質的萎縮與壓力暴露史有關。

這種分子事件鏈使我們更容易受到後續壓力的影響，並且很可能導致抑鬱症、成癮和焦慮症，包括創傷後應激障礙。性別似乎是決定我們如何應對壓力的一個因素。在女性中，雌激素可能會放大敏感性。例如，正如我們中的一位（馬祖爾）及其同事所表明的那樣，與男性相比，生活壓力對女性構成更大的抑鬱風險，並且更有可能降低對某些成癮行為（如吸菸）的戒斷率。在男性中，壓力可能在加劇基底神經節介導的渴望和引發習慣性行為方面起更重要的作用。與特定生活壓力源相關的反應被置於社會心理背景中，這種背景對於女性和男性也可能有所不同。在目前正在進行的前線醫護人員應對與 COVID-19 大流行相關的健康風險的研究中，馬祖爾及其同事發現，女性可能對這種經歷有更高的壓力相關症狀發生率，她們的併發“背景壓力”（如家庭或照顧責任和較低收入）的發生率也更高。這表明，對於女性而言，生物系統可能長期處於警戒狀態，因此在應對重大生活壓力時面臨更大的挑戰。

關於壓力如何改變大腦的前額葉自我控制位置的更多工作仍有待完成。一些研究人員正在研究其他神經化學物質如何影響前額葉皮層。劍橋大學的特雷弗·W·羅賓斯（Trevor W. Robbins）和安吉拉·羅伯茨（Angela Roberts）正在研究血清素（在抑鬱症中起關鍵作用）是否可能透過其在前額葉皮層中的作用來調節壓力和焦慮。

這些研究仍然具有挑戰性，因為現代人類實驗的倫理標準規定，受試者不應暴露於極端心理壓力的情境中，事實上，人類研究參與者被告知他們可以隨時停止，這使他們能夠以一種不模擬現實生活壓力的方式控制實驗情境。一些實驗室已成功地透過讓研究參與者觀看令人不安的電影或像辛哈研究小組所做的那樣，簡要地想象他們自己的壓力經歷來挖掘他們的反應，從而模擬不受控制的壓力的影響。

研究人員仍然困惑的一個問題是，為什麼大腦具有削弱其最高認知功能的內建機制。我們仍然不確定，但當一隻捕食性野生動物潛伏在灌木叢中時，觸發這些原始反應或許可以挽救人類的生命。如果我們突然看到一隻老虎在森林中閃耀，那麼凍結以使動物看不到我們比記住威廉·布萊克的詩句要有用得多。

在沒有我們緩慢、慎重的高階大腦網路的情況下，原始大腦通路可以讓我們立即停下來或準備逃跑。當我們在現代世介面臨危險時，這些機制可能發揮類似的作用——例如，當一個魯莽的司機超車時，我們需要猛踩剎車。但是，如果我們保持這種狀態，前額葉功能就會減弱，這在我們需要就親人嚴重的醫療狀況做出複雜決策或在緊張的期限內組織重要專案的情況下是一個毀滅性的障礙。

控制自己

對我們日益增長的對緊張情緒的理解的合理反應是設計策略來保持我們神經控制中心的完整性。科學家們希望，瞭解導致大腦從“反思”狀態退化為“反射”狀態的分子事件可能有助於更好地治療壓力障礙。其中一些見解證實了我們已經知道的。緊急情況或軍事服務訓練的全部意義在於教會基底神經節和其他大腦結構學習生存所需的自動反應。動物研究表明，對於士兵或急救醫療技術人員來說，成為第二天性的心理控制感仍然是決定我們在壓力下是否崩潰的決定性因素。公眾演講使那些在觀眾面前感到自信的人感到興奮。對於其他人來說，它只會引起恐懼，他們的頭腦“一片空白”。

動物研究與訓練新兵的日常活動相呼應，這些研究表明，如果青少年在青少年時期多次成功應對輕微壓力，他們長大後將更有能力應對壓力。同樣，人類研究表明，成功應對具有挑戰性的情況可以增強韌性。相反，如果兒童在這些經歷中跌跌撞撞，他們長大後可能會變得對壓力和抑鬱症更加敏感並深受其害。

新療法的線索可能正在慢慢從實驗室中浮現出來。普拉唑嗪是一種用於治療高血壓的非專利藥物，它可以阻斷去甲腎上腺素的一些有害作用，似乎可以降低酒精渴望和消費量。2011年，耶魯大學的雪莉·麥基（Sherry McKee）及其同事發現，另一種名為胍法辛的非專利降壓藥可以抑制一些壓力反應並加強前額葉皮層網路，幫助人們在壓力暴露期間抵制吸菸。（阿恩斯滕和耶魯大學從 Shire Pharmaceuticals 獲得了用於治療兒童和青少年注意力缺陷多動障礙的緩釋型胍法辛的專利使用費，但未獲得本研究中成人使用的速釋型藥物的專利使用費。）此外，許多實驗室已經表明，行為策略，如放鬆、深呼吸和冥想，可以減輕壓力反應。

那麼控制感呢？也許通過了解大腦如何對壓力做出反應，您可能會獲得增強的控制感。因此，也許下次當您參加考試或在公共場合演講並且大腦一片空白時，您可以對自己說：“這只是我的大腦試圖將我從老虎手中拯救出來。” 即使它沒有帶來正確的答案或措辭，它也可能會給您的臉上帶來安慰的微笑。