20多歲人群的神經科學

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


在莉娜·鄧納姆的 HBO 劇集《女孩們》的開場場景中,霍瓦特夫婦告訴他們 24 歲的女兒漢娜,他們將不再支援她——或者,正如她母親所說:“不。再。給。錢。”漢娜是一位剛畢業的大學生,一直住在布魯克林,完成一份無薪實習,並創作一系列個人隨筆。霍瓦特夫婦打算給漢娜“最後一推”,大概是為了讓她過上更像成年人的生活。漢娜抗議。她的聲音顫抖。她告訴父母,她不想在第二天見到他們,即使他們很快就要離開小鎮:“我有工作,然後我要參加一個晚宴,然後我很忙——努力成為我自己。”

在美國各地——以及世界各地的發達國家——像漢娜這樣的二十多歲的人完成學業、離家、開始職業生涯、結婚以及達到其他成年裡程碑所需的時間越來越長。這些趨勢不僅僅是傳聞;社會學家和心理學家已經收集了支援資料。羅賓·馬蘭茨·海尼格在她 2010 年的《紐約時報雜誌》專題報道中總結了這些模式

“在 20 多歲的人中,每年有三分之一的人搬到新的住所。百分之四十的人至少有一次搬回家與父母同住。他們在 20 多歲時平均換七份工作,比任何其他階段的工作變動都多。三分之二的人至少有一段時間與浪漫伴侶同居但未結婚。而且結婚年齡比以往任何時候都晚。在 1970 年代初期,嬰兒潮一代還年輕時,首次結婚的平均年齡女性為 21 歲,男性為 23 歲;到 2009 年,女性已攀升至 26 歲,男性為 28 歲,一代人的時間裡增加了五年。”


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根據克拉克大學的傑弗裡·阿內特的說法,這些人口結構變化已將十幾歲後期到二十多歲中期轉變為人生的一個獨特階段,他將這個新階段稱為“成年初期”。阿內特承認,成年初期僅與全球人口的約 18% 相關,與美國、加拿大、西歐、日本和澳大利亞等發達國家中的某些二十多歲人群相關。概括來說,世界其他地方的人們——尤其是在發展中國家——更有可能在十幾歲時完成正規教育並在二十歲出頭結婚。

儘管阿內特主要研究社會、文化和經濟如何創造了成年初期,但一些科學家和記者想知道生物學是否也參與其中。海尼格寫道,一些研究人員認為,漫長的成年序幕可能“更適合我們的神經系統硬連線”,並且二十多歲人群普遍存在的矛盾心理——感覺他們有點像成年人,但又不是真正的成年人——“反映了大腦中正在發生的事情,大腦也既是成熟的,又是不太成熟的。”最近,《華爾街日報》發表了一篇文章,建議對二十多歲子女感到擔心的父母“放鬆心情”,因為“最近對大腦如何發育的研究表明,人們在 20 多歲後期比在本世紀初更能夠做出重大的生活決定。科學家說,大腦曾經被認為在青春期後完全發育成熟,但實際上仍在成年後的第三個十年中不斷進化成成年形狀,修剪掉未使用的連線並加強保留下來的連線。”

閱讀完《華爾街日報》的文章後,我自己的二十多歲的大腦中開始閃現出一連串的問題。擁有“完全成熟”的成年大腦到底意味著什麼?如果我和我的同齡人還沒有這樣的大腦,那麼我們的大腦到底有多不成熟,我們的腦袋有多“半生不熟”?我們在神經學上是否不適合做出我們中的一些人已經做出的關於職業和婚姻的重要決定?如果成年初期本身是一種新興現象,那麼它與一個器官的生物學究竟有什麼關係?這個器官的定義特徵在數百萬年前就開始進化了?而彼得·潘式的大腦有什麼優點嗎?

萌芽中的大腦

一項始於 1991 年的持續研究中,美國國家心理健康研究所的傑伊·吉德一直在追蹤近 4000 人的大腦發育情況,他們的年齡從幾天到 96 歲不等。每兩年,吉德都會邀請他的志願者到實驗室進行磁共振成像 (MRI) 腦部掃描。吉德和他的同事們瞭解到,與神經科學家最早的假設相反,大腦即使在青春期後仍在顯著地重新佈線。

在 12 歲到 25 歲之間,大腦的結構在幾個重要方面發生了變化。就像一片過度生長的森林一樣,青春期早期大腦中的神經元變得更加茂盛,生長出越來越多重疊的分支,其細枝向彼此延伸,幾乎接觸到,除了稱為突觸的微小間隙。當電脈衝——或動作電位——到達細枝時,神經元會將化學資訊噴射到突觸中。隨著時間的推移,根據青少年如何忙碌自己的大腦,最少使用的突觸周圍的細枝會枯萎,而交通最繁忙的突觸側面的細枝會變粗,從而加強這些連線。與此同時,當青少年大腦中的神經元建立和斷開連線時,神經膠質細胞——非放電腦細胞——開始工作,用一種稱為髓磷脂的脂肪白色組織包裹神經元,從而大大提高了電脈衝沿神經元分支傳播的速度。

儘管這些發育變化持續的時間比研究人員最初認為的要長得多,但它們在 20 多歲時不如青少年時期那樣劇烈。“在 20 多歲時,大腦肯定仍在變化,但不是猖獗的生物學變化,”匹茲堡大學的比阿特麗斯·盧娜解釋說。“大腦的大部分系統在 20 多歲時都運轉良好。”威爾康奈爾醫學院的 B.J.凱西 在一封電子郵件中也發表了類似的評論:“我的大部分功能成像工作表明,大腦變化最大的時期是 13 歲到 17 歲之間,20 多歲時相對穩定。”

在她自己的研究中,盧娜發現,至少在某些認知任務中,20 歲出頭的人的表現與 20 歲後段的人一樣好。她經常要求她的志願者故意將目光從螢幕上閃爍的燈光移開——這是一種衝動抑制測試,因為閃爍會吸引我們的注意力。正如大衛·多布斯在他的《國家地理》專題報道中所說,“十歲的孩子在這方面很糟糕,大約 45% 的時間都失敗了。”“青少年做得好得多。事實上,到 15 歲時,如果他們有動力,他們可以像成年人一樣得分,大約 70% 到 80% 的時間抵制誘惑……到 20 歲時,他們的大腦對這項任務的反應與成年人非常相似。”

在盧娜的研究中,大腦行為與得分的提高並行變化。年齡較大的志願者在前扣帶皮層等參與識別錯誤的大腦區域表現出更高的活動。相關研究表明,年齡較大的青少年擁有更強的神經組織橋樑,將大腦的情感和運動中心與前額葉皮層連線起來,前額葉皮層是一個“執行”大腦區域,以抑制衝動和緩和沸騰的情緒而聞名。盧娜和其他研究人員現在認為,與任何單個大腦區域的增長相比,這種不斷增強的相互聯絡是 20 多歲時大腦發育的特徵。當然,這並不意味著一旦有人離開 20 多歲,他們就永遠不會再失去冷靜或輕率行事而不是謹慎行事。個體差異至關重要。有些青少年和 20 多歲的人只是比某些成年人更謹慎和冷靜。

為了反映青少年和 20 多歲人群大腦中正在進行的結構變化,許多記者和科學家使用“未完成”、“正在進行中”、“正在建設中”和“半成品”等詞語和短語。這種語言暗示大腦最終會達到一種理想狀態,即“完成”狀態。但是沒有最終的最佳狀態。人類的大腦不是一個隨著時間推移逐漸膨脹並在 30 歲時最終完成烘烤的蛋奶酥。是的,我們可以識別和標記戲劇性發展的時期——或可塑性增強的視窗期——但這不應掩蓋大腦一生都在變化的事實。

例如,研究證實,倫敦計程車司機在學習駕駛倫敦錯綜複雜的道路時,海馬體會變得更大。海馬體是一個對形成新記憶至關重要的大腦區域,它的這種增長不能用年輕來解釋:根據公共交通辦公室的資料,98% 的倫敦計程車司機年齡在 30 歲以上 [PDF]。誠然,海馬體是被認為在成年期生長新神經元的僅有的兩個區域之一,但大腦在其他方面也保持著非凡的可塑性。當大腦的一部分萎縮時——例如,由於中風或外傷性損傷——附近的區域通常會採用已故鄰居的功能。當盲人學習使用回聲定位時,他們大腦中通常用於視覺的區域會學習解釋點選和敲擊的回聲。神經可塑性也是一種日常現象。成年人的大腦不斷加強和削弱其細胞之間的連線。事實上,學習和記憶都依賴於這種靈活性。年輕時學習一門新語言或拿起一種樂器可能更容易,但適應性和創造力不會在 30 歲生日時過期。

我們過去和現在的大腦

繪製大腦結構隨時間變化的圖譜告訴我們大腦如何成熟,但沒有告訴我們大腦為何以這種方式成熟。要回答為什麼,我們必須考慮長期大腦發育會給我們的祖先帶來哪些好處。畢竟,人類大腦的基本發育階段不可能在過去 50 年甚至幾千年前才突然出現——更可能的是,它們至少在幾百萬年前的舊石器時代就進化出來了,那時人類大腦開始增大尺寸並演變成我們今天所知的器官。保持大腦更長時間的額外靈活性可能為我們的祖先提供了更多快速掌握新技能和適應不斷變化的環境的機會。但是,花太長時間學習如何管理情緒、控制衝動和提前計劃也可能阻礙生存。

描繪舊石器時代生活方式的準確畫面是困難的,因為證據稀少,但我們可以有把握地說幾件事。首先,儘管早期人類的確切壽命尚不確定,但來自化石記錄以及現代狩獵採集社會死亡率的證據表明,大多數早期人類的壽命不如今天發達國家的人們長。兒童經常在生命的第一年夭折。如果你活到 15 歲,你更有可能再活至少 15 或 20 年,但是活過 40 歲的人可能只佔少數。其次,早期人類可能比今天工業化國家的人們更早開始生育。我們可以有把握地假設,舊石器時代的 20 多歲的人沒有奢侈的時間在大學畢業後花幾年時間“尋找自我”,同時在印度揹包旅行並在有機農場做志願者。相反,在舊石器時代活到 20 多歲的人可能不得不承擔為人父母的責任,併為他們社群的生存做出重大貢獻。這些情況並不完全有利於 20 多歲後期的悠閒認知發展。

但是,當我向吉德描述這種情況時,他建議,擴大神經可塑性增強的視窗期以涵蓋 20 多歲可能有助於智人適應氣候的快速變化。不幸的是,與進化心理學中的許多假設一樣,科學家沒有辦法客觀地檢驗這些想法。儘管如此,如果我們想充分了解大腦,我們就不能忽視這樣一個事實,即它是在與我們自身非常不同的環境中進化而來的。

現在,讓我們把古代 20 多歲人群的大腦放在一邊。今天的 20 多歲人群呢?即使青少年時期的大腦發育變化比 20 多歲時更劇烈,但現有的最佳證據表明,20 多歲人群的大腦比老年人的大腦具有更強的適應性。我們的 20 多歲可能代表著最後一次機會,開始掌握一項特定的技能,並在以後的幾十年裡無法享受這種能力。20 多歲的人是否應該振作起來,選擇一些東西,任何東西,在他們的大腦仍然靈活的時候練習?神經科學是否表明,儘管 20 多歲的人擁有自由和樂趣,但他們忽視了他們可塑性增強的最後幾年?父母是否應該鼓勵他們 20 歲的孩子逃避成年人的責任,以免他們阻礙有利的自我發現和瘋狂實驗時期?

可以直接回答這些問題的可靠神經科學尚不存在。“現在說還為時過早,”吉德說,“但我們正在思考。”他和他的同事計劃比較十幾歲懷孕的女孩和未懷孕的女孩的大腦發育情況。“青少年懷孕會改變你所有的優先事項以及你如何利用你的時間——這些經歷如何改變大腦?”阿內特同意,這樣的神經影像學研究將是有用的。“即使在工業化國家,很多人仍然很早就結婚了。你可以做大腦研究,比較那些經歷不同 20 多歲生活的人,並對比他們的大腦如何發育。”

與此同時,20 多歲的人可以期待來自學者、部落格作者和憂心忡忡的父母越來越頻繁的明智建議。坦普爾大學的勞倫斯·斯坦伯格告訴《華爾街日報》:“觀看 YouTube 上的會說話的貓不如閱讀或上課對認知發展有益。”真理。在同一篇文章中,新興成人研究學會的聯合主席詹妮弗·坦納提供了她自己的金玉良言:“我的建議是,如果你的父母目前正在為你做你可以自己做的事情,那就掌控一切。說,‘不。媽媽,讓我自己買洗髮水。’”謝謝你的建議,坦納女士。我的意思是,如果我為了省錢住在家裡,我不介意和我的兄弟姐妹共用大瓶裝二合一洗髮水和護髮素。但我很確定我的絕大多數同齡人現在都能處理洗髮水的選擇了。因為我們值得。

成年初期是真實存在的——它正在發生,儘管只發生在世界上少數人口身上。在這個時間點,我們是否可以有意義地將這個人生階段與神經科學聯絡起來,充其量似乎是一個站不住腳的命題。僅憑大腦生物學並不能決定我們是誰。任何一個年齡組的成員都不能簡化為大腦中一些與眾不同的結構變化。最終,20 多歲的人與 30 多歲的人相比,各個大腦區域之間的橋樑較弱這一事實並不重要——這只是一個更復雜身份的一個方面。

Ferris Jabr is a contributing writer for 大眾科學. He has also written for the New York Times Magazine, the New Yorker and Outside.

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