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【脑科学与教育】明日高考,脑科学专家教你如何应对高考压力

作者:周莹 秦绍正 发布时间:

【脑科学与教育】明日高考,脑科学专家教你如何应对高考压力

作者:周莹 秦绍正 发布时间:

摘要:该如何与压力“做朋友”?

压力是每个人都无法逃避的重要环境因素,它深刻地影响个体的心理、生理、大脑结构和功能,乃至基因表达。如何正确应对压力,让压力成为个体发展的朋友而不是敌人?这篇文章深入浅出地介绍了压力给个体发展带来的影响,还提出了很多针对性的策略方案,相信不仅会帮助高中生及其家庭备战即将到来的高考,也会有助于我们每个人更好地迎接生活中的无数次“高考”。

——“脑科学与教育”栏目主持人 薛贵(北京师范大学教授)

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图片来源:摄图网

当面对重大紧张事件时(如高考或竞技比赛等),我们往往会体验到精神高度紧张、焦虑、急躁并伴随着心跳加快、呼吸急促、血压升高、全身发热和出汗等一系列反应。这是人类在面临重大压力事件时所产生的普遍心理生理反应——应激(Stress,俗称压力)。早在1926年,美国生理学家Walter Cannon首次提出“应激”的概念,机体正常有序的平衡状态(即内稳态)在与环境交互的过程中,由于外环境的变化被打破所引起的一系列综合性反应。

压力如何影响我们心理与行为活动?

首先,应激往往伴随着相应的情绪与注意的变化,如亢奋、局促不安、高度紧张和焦虑、负性体验和心境等。譬如一些考生在临考前对与考试相关的事件高度敏感,情绪忐忑、易怒,或者忧心忡忡;在考试过程中,集中注意在考试相关任务上,而忽视其他事件,在考试后又恢复到原来的稳定状态。可见,应激使我们对内外刺激更加警觉和敏感,也在一定程度抑制了我们注意其它非相关信息和任务的能力。

其次,应激对学习与记忆有着多方面的复杂影响。一方面,应激可能瞬间强化记忆,譬如很多人都记得“512汶川大地震”灾难发生时在做什么,和谁在一起等诸多细节,却不记得一周之前自己午餐吃了什么。另一方面,很多同学在紧张焦虑下学习新知识,却往往容易引起记忆扭曲或偏差,造成虚假记忆效应。也就是说,我们在高度紧张和压力条件下正常学习和记忆能力会受到抑制,容易导致记忆力下降、错误记忆增加,以及考试成绩不佳等现象。

另外,应激对我们高级的执行控制功能也有复杂影响,有“心烦意乱”时,也有“急中生智”时。譬如运动员在重大比赛前承受的心理压力是巨大的,过度的紧张状态往往导致比赛发挥失常;但是,在国际比赛中也屡屡可见一些选手良好的心理调控能力激发其超常发挥,甚至打破个人最佳纪录。从心理行为层面来看,相同应激事件对不同个体可能造成不同的影响。这意味着,压力大并不必然引向负面的结果,应激对每个人的影响存在相似之处,同时也伴随着很大个体差异。如果我们了解应激对脑功能调节的工作原理,学会和应激做“朋友”,或许它就能够更好激发个体的潜能,从而帮助我们走上新的人生高度!

应激的快速和慢速生理反应

研究人员发现,面对应激事件,机体首先“应战”的是下丘脑、垂体、肾上腺等“小分队”(图1),它们派遣应激的“激素斗士”来和我们身体并肩作战。机体做出一系列生理应答反应,主要包括自主神经系统和丘脑-垂体-肾上腺轴系统(简称HPA-轴)高度兴奋。自主神经系统中的交感神经系统会快速兴奋,使我们“百感交集”,出现心跳加快、呼吸急促、全身发热、出汗、血压升高等,HPA-轴导致糖皮质激素等“激素斗士”的分泌。我们逐渐感到精神高度紧张、焦虑、烦躁等心理体验。

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图1:长期应激情绪生理反应,根据麦克尔文(2003)《生理学综述》改编(图片来源:教育家)

交感神经系统是快速“先遣小分队”。当应激的相关刺激进入大脑神经系统时,立即会诱发其释放肾上腺素等“激素斗士”,肾上腺素释放入血液循环,会改变唾液、血液和尿液中特定成分的含量;这个过程抑制了生殖、免疫和消化系统的功能,但更有利于能量和氧气供给,提高警觉和注意,促进机体做出快速“战斗或逃跑”反应。但是,“先遣小分队”的应激调节持续时间较短,通常在几分钟到十几分钟之间。

接着,由HPA-轴分队接管应激的慢速调节,可从数十分钟到数小时甚至几天或更长。“先遣小分队”中有一队名字特别长的“激素斗士”——肾上皮质激素释放激素负责传递信息,通知一个叫脑垂体的部门,再由脑垂体继续传递信息,直到诱发糖皮质激素(cortisol),并唤醒HPA-轴系统。糖皮质激素是更灵活的“信使”,它能进入血液循环并扩散到全身,并进入大脑,将信息传递给各相应“部门”,使其做出应答;同时,它还拥有负反馈机制,调控整个HPA-轴,通知先前的几队“激素斗士”收工待命。糖皮质激素对机体的调节效应持续较长,它不仅能够调节机体生理功能,如促进机体自身的适应和防御性机制以便恢复内稳态,还会对睡眠、情绪和学习与记忆等复杂生理与心理活动产生深远的影响。

随着认知神经科学快速发展,人脑活动由“神秘不可测”一定程度上变得更加“可视”了。科学家们通过大量相关研究,开始揭示了应激如何引起了我们如上的心理和行为反应,并探索了相关应对与干预的有效方法。

压力如何调节我们大脑功能?

面对应激事件,大脑各相关“部门”也积极响应,主要包括杏仁核、海马和前额叶等。杏仁核、海马分别掌管情绪和学习记忆功能,是处理应激事件的“核心部门”,前额叶主要掌管执行控制功能,相当于“司令部”(图2)。

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图2:大脑情绪、学习记忆和执行控制系统,由《国家儿童发展科学委员会2010》改编(图片来源:教育家)

杏仁核与应激伴随的一系列情绪变化有关,研究人员发现应激使被试杏仁核在观看积极和消极刺激时活动都显著增强,说明此时杏仁核处于广泛性警觉状态,对各类情绪性刺激“草木皆兵”。这是因为,杏仁核在“战或逃”反应中扮演着重要角色:它能放大人对情绪刺激的感知,起到潜意识预警的作用。当危险情况发生,杏仁核会在大脑意识到刺激物之前以毫秒级的速度激活交感神经系统,甚至造成“大脑空白”的现象。

海马主要负责应激在学习与记忆上的调节工作。 研究者发现,应激状态下人们对负性和中性学习材料的记忆成绩更好,这跟海马激活模式相关. 但是,在应激条件下进行的归类学习,却容易导致记忆表征被过度泛化进而引起记忆偏差。研究证实,应激条件下记忆编码时,海马参与程度显著降低。从脑与认知加工的角度来讲,在应激状态下,因紧迫性需要加之精神高度紧张、敏感和烦躁, 大脑更偏爱于用一种“囫囵吞枣”的策略来处理信息。另外,应激也可能影响记忆提取过程。

前额叶掌管执行控制功能,并负责主持大局。应激对执行功能的促进和抑制作用,取决于任务难度、应激强度以及两者之间交互关系。研究证实应激状态下前额叶工作记忆相关的激活程度降低。后来,更多研究发现应激对工作记忆相关前额叶活动的影响存在抑制和促进效应,可能因不同执行功能加工过程、不同被试群体和应激强度而异。另外,当杏仁核面对过强应激情绪威胁时,前额叶高级执行功能往往会积极加入“前来救驾”,以便我们去应对相关的情绪反应,帮助个体恢复心理平衡。这种前额叶对杏仁核反应的高级调控作用,可以通过不断学习、训练来建立新的神经连接方式获得。

如何学会跟“压力做朋友”?

众所周知,即使两个水平相当的同学去参加同一场考试,也会有不同的压力表现,取得不同的成绩。这种个体差异除了与生理因素有关,更重要的却是体现在个体不同的应对策略上。譬如将注意力集中在解决问题上或者集中在解决情绪就是两种常见的应对策略。有研究认为在应激事件中,那些关注解决问题本身的人将获得更高的学业成就。许多研究也表明,不同应对策略使得个体在心理与行为上有截然不同的效应,进而反过来又会影响个体对应激本身的认知。以下是几种简单有效的提高应激应对的策略,包括认知重评、快乐回溯、体育锻炼、正念冥想。

认知重评——换个角度看问题

“Stressed” is “Desserts” spelled backwards. 你发现了吗?“压力”倒过来看就是“甜点”的意思。换一个角度看问题,甚至从完全相反的视角重新审视事件,就是认知重评要做的内容,目的是通过对事件的意义选择新的解释角度,从而完成情绪的调节。

站在“压力是朋友”的角度,重新审视应激时的生理反应——心跳加速是告诉身体蓄势待发,呼吸急促是为了使大脑获得更多的氧气,警觉敏感是促使我们关注和处理当前紧急信息,以便快速应对。这些反应都是对我们行为的助力,是身体已经准备好了试图帮忙应对眼前的挑战。紧张并不必然是我们的敌人,它也可以是一个朋友,甚至能成为一种动力,若能有效利用这种动力反而将促进个人目标的达成。当我们接受了自身的应激反应这个朋友,奇妙的情况就发生了。

哈佛实验室将该应激反应的“助力说”告诉实验组被试,发现他们在社会压力测试中尽管依然心跳加速,但血管呈更放松趋势,这与人们处于兴奋的积极生理状态更相似,也更加健康。另一组研究者同样对实验组被试者告知了这个理论,并表示考试中伴随的生理唤醒度与考试成绩成正相关,以考察认知重评对学生GRE考试成绩的影响。结果发现,在随后的GRE模考和3个月后的正式考试中,实验组都比控制组取得了更高的考试成绩,并且报告说考试时的紧张感有效促进了自己的考场发挥水平。

快乐回溯——追忆似水年华

另一种行之有效的快速缓解紧张感的方法,就是回忆过去开心的经历。它背后的逻辑也十分简单:追溯快乐的记忆会增加人对积极情绪的感受,从而缓解紧张,更专注于目标本身。

现实生活中,回忆过去的成功经历正是竞技比赛中调整心态的重要方法。第一个在世界剑坛上获得亚军的亚洲人——栾菊杰,在1978年西班牙马德里举行世青年击剑锦标赛中,她虽然先被对手击伤,却迅速调整心理压力,回想起自己第一次参加世界青年锦标赛所取得的优异成绩,及时调整战术,最终获得了世界青年击剑锦标赛的冠军。

研究发现,对快乐往事进行回溯的被试,在后续的压力情境测验中有较轻的HPA轴应激反应和较低的皮质醇升高。在行为水平,他们也报告了面对压力时更积极的情绪。即使长期处于高强度压力状态,每天用一点时间去回忆开心的事件,也很可能达到提高情绪,缓解紧张的作用。美国麻省理工学院诺贝尔奖生理得主Tonegawa教授及研究团队每天去激活小鼠海马中一段快乐记忆,发现那些原本在长期压力下无精打采的小鼠,在第六天便恢复活力了。

体育锻炼——生命在于运动

帮助身体提高整体抗压能力,体育锻炼是绝佳的选择。从优客工场创始人、前万科集团执行副总裁毛大庆,到新浪高级副总裁魏江雷,再到百合网联合创始人慕岩,在企业高管的社交圈子里,跑步似乎成为成功人士的新宠。SOHO中国董事长潘石屹50岁后开始坚持跑步、健身,他表示“开始跑起来之后,我感觉我眼前的世界都亮了,心情马上就能愉悦起来”。实验室研究也表明,在考试前接受有氧训练的学生在考试期间报告了较低水平的紧张情绪。

运动不仅可以缓解压力,改善情绪,还能提高大脑工作效率。因为运动可以增强大脑血流量,提高大脑工作的能量供给,从而提升我们的认知能力。适当运动可以加强与认知相关脑区的突触数量和连接的生成。短时的有氧运动就可以提高成年人的突触可塑性、空间记忆水平与模式识别能力。动物实验表明,运动可以调控大脑中与学习记忆相关的分子表达水平,从而提高记忆成绩。

更令人振奋的是,运动的好处似乎“立竿见影”,不是只有长期坚持才能有所受益。研究发现一次30分钟的跑步训练,就能看到被试者对积极情绪的提高,更高的抗压水平,这种“运动红利”将至少持续90分钟。

正念冥想——生命在于静止

如果你不喜欢运动,是个信奉“生命在于静止”的人,那么正念冥想无疑是你减压训练的首选。在1970年,美国麻省理工学院和马萨诸塞州医学院的卡巴金博士根据佛教的修行方法——觉知、打坐,结合现代心理学理论,提出了类似于认知行为疗法的“正念减压”项目(Mindfulness Based Stress Reduction)。“正念冥想”是一种训练大脑的方法,它通过让人们专注于呼吸、专注于感受或其他事物,来训练自己的头脑,达到清晰专注的状态,从而摆脱负面情绪对人的纠缠,提升人的心理应对能力。

世界500强企业,譬如谷歌、宝洁、通用磨坊、因特尔等纷纷为员工提供了正念冥想的项目、课程和硬件设施。参与者在感知压力水平、心率测量上都表现出明显改善,表明他们的身体能更好地处理焦虑。把正念冥想带到办公场所,除了降低员工们的压力水平,同时也改善了专注力、头脑清晰度、倾听与决策能力,以及整体的幸福感。

大量医学、心理学研究表明,正念冥想跟大脑可塑性变化密切相关,它可以促进前额叶“司令部”对杏仁核“情绪中心”的有效沟通,提高抑制性调控的效率,从而提高情绪调节能力。一项使用正念减压的追踪研究在训练8周后发现,训练后感知压力的强度逐渐得到降低。同时负责执行调控的前额叶的工作模式得到显著改善。通过正念协助个体更加积极有效的应对和管理应激带来的负面情绪,逐步重塑以前额叶高级执行功能系统为核心情绪调控能力,可以缓解“坏情绪”对大脑的不良影响。

总之,应激是朋友还是敌人,取决于我们选择如何与之相处。对于正面临重大考试压力的莘莘学子们,人生路上除了中高考,还有很多与压力相伴的“机会”,不如从现在开始,学习与“她”做朋友吧!祝你战胜自己,赢得人生中每个“高考”!

【脑科学与教育】是由《教育家》杂志2018年全新推出的一档学术栏目。该栏目已邀请清华大学、北京大学、北师大、东南大学等国内外高校的多位教育学家、心理学家、科学家加入。作为特约合作方,芥末堆深度参与其中,并会通过【芥末翻】栏目翻译介绍国际上以脑科学为基础的教育理念,教育技术,与《教育家》杂志一道,共同致力于推动脑科学最前沿的研究成果落地普及,让更好的教育来得更快!

作者介绍

秦绍正,北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室教授暨IDG/McGovern脑研究院情绪与认知神经科学方向PI、博士生导师, 国家中组部“青年千人计划”和国家基金委优秀青年获得者。

周莹,北京师范大学心理学部认知神经科学与学习国家重点实验室暨IDG/麦戈文脑科学研究院情绪与(发展)认知神经科学课题组研究助理。

(原文刊于《教育家》2018年六月刊,本文略有删改)

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