策劃緣起：迎接二十一世紀的生物科技挑戰�洪蘭

專文推薦：人類在恐慌中生存、繁衍——了解腦、了解人、成功生活�白明奇

持續開發腦力，帶動知識經濟�黃存義

增訂版譯序：省不得的音樂教育�洪蘭

導讀：大腦運作規則正是處世守則�洪蘭

第一章〈生存〉●大腦守則1：大腦也是演化的產物

第二章〈運動〉●大腦守則2：運動增強腦力

第三章〈睡眠〉●大腦守則3：睡得好，想得清楚

第四章〈壓力〉●大腦守則4：承受壓力的腦不能如常地學習

第五章〈大腦迴路〉●大腦守則5：每一個大腦的配線都不相同

第六章〈注意力〉●大腦守則6：人們不會去注意無聊的東西

第七章〈記憶〉●大腦守則7：重複才記得，記得才能去重複

第八章〈感覺的整合〉●大腦守則8：刺激多重感官，反應更迅速

第九章〈視覺〉●大腦守則9：視覺凌駕所有感官

第十章〈音樂〉●大腦守則10：學習或聆聽音樂能增強認知能力

第十一章〈性別〉●大腦守則11：男性和女性的腦是不一樣的

第十二章〈探索〉●大腦守則12：我們是不屈不撓的天生探索者



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前言



　　請在大腦中心算8,388,628×2，你能在幾秒之內得出答案嗎？有一個年輕的男孩做得到，而且還能持續乘上二十四次，每一次都算對；還有一個男孩可以告訴你現在是幾點幾分，甚至把他從睡夢中叫起來，他也能正確地說出時間。有一個女孩可以正確地告訴你六公尺外某個物體的尺寸；另一個女孩六歲時就畫出許多栩栩如生、充滿活力的畫作，有人認為她所畫的「飛馳的馬」更勝達文西的畫作呢。然而上述這些孩子他們的智商都不到七十。大腦實在是一個神奇的東西！你的大腦也許稱不上怪，但實在是一個奇特的東西。它可以算是地球上最精密的訊息轉換系統，讓你能夠知道書上這些小黑線的意思是什麼。為了要達成這個奇蹟，你的大腦送出電流，在幾百公里長的神經纖維上快速奔跑，你在不到一眨眼之間的時間內完成這項作業，而這些神經元小到幾千個神經元可以一起擠到本句的句點中。你剛剛就是在進行這項作業，但是你不自覺。同樣令人驚訝的是我們大部分人都不知道我們的大腦是怎麼運作的。



　　大腦守則

　

　　我寫這本書的目的是讓你知道關於大腦運作的十二條規則。我把它稱為「大腦守則」，我會先告訴你每一條規則的科學證據，並介紹背後的研究者，然後告訴你如何應用到日常生活中，尤其是應用在學校和職場的表現上。大腦很複雜，每一個主題我只能選一些你馬上可以聯結到生活上的資訊，雖然不是很完整，但是我希望都是你可以理解的。你會碰到下面的例子：



　　●我們是無法在書桌前面坐八個小時的。從演化的觀點來看，我們是在一天走或跑二十公里的同時發展我們的大腦。大腦仍然渴求那種經驗，這是為什麼運動會增加我們的腦力（大腦守則2），尤其對我們這種整天坐辦公室或教室的人來說，更是如此。有運動的人長期記憶比每天躺在沙發上不動的人強，他們的推理能力、注意力 及問題解決能力也比較好。



　　●假如你參加過研討會，看過主講人一張又一張地播放投影片時，你一定會發現人無法對無聊的東西集中注意力（大腦守則6）。通常你有幾秒鐘的時間去捉住人們的注意力，然後大約可維持他人的注意十分鐘左右；在九分五十九秒時，你一定要再做些什麼事來重新捉住人們的注意力，使大家能再注意十分鐘，這件事必須能引起 情緒共鳴，並且跟主題相關的才行。同時，大腦也需要暫時休息一下，這是為什麼在本書中，我用故事來闡明我的論點。



　　●你曾在下午三點鐘左右覺得疲倦嗎？這是因為你的大腦很想小憩一會兒，假如你暫停工作去休息一下，稍後的效率會更好。有一個研究發現，二十六分鐘的小憩，能增加美國太空總署飛行員表現的百分之三十四。你前一晚睡眠是否充足也會影響第二天的心智表現—睡得好，就想得清楚（大腦守則3）。



　　●在本書中，你會讀到有一個人只看一眼就能過目不忘，永遠記得書上寫的東西。大部分人是忘的比記的多，這是為什麼我們要重複背誦才記得（大腦守則7）。當你了解大腦的記憶規則後，你就了解為什麼我很反對家庭作業的概念。



　　●我們會探討為什麼兩歲的孩子怎麼講都講不聽，他們的叛逆行為，其實是大腦想要探索的強大驅力造成的外顯現象。嬰兒可能對外面的世界所知不多，但他們非常了解要怎麼樣獲得外面的知識，我們是天生的探索者（大腦守則 12 ），這個渴望從來不曾離開過我們，即使生活在人造的環境，探索的需求仍然活在我們的血液中。



　　龜毛係數



　　我是個好人，但我也是個壞脾氣的龜毛科學家。能夠出現在本書的實驗研究，都需通過我某些客戶口中的麥氏龜毛係數（Medina Grump Factor, MGF）認證，這表示我所採用的研 究必須發表在同儕審定的期刊上，而且它的效果必須成功地被其他實驗室驗證。許多我所採用的研究已經被人重複過幾十次，結果是很穩定的。（為了讀者閱讀的方便，很多延伸的參 考資料沒有列在書中，但是你可以瀏覽本書的網站：www.brainrules.net/references） 大腦守則並非正式處方箋 關於大腦，我們尚有許多未解之謎。我是一名專長在精神疾病領域的發展分子生物學家，在我的專業生涯中，有很長一段時間是私人顧問，處理過無數的研究計畫。在我多年職涯裡，我親眼見到基因（ＤＮＡ指令）與行為（一個人真正的行動）之間有著多大的差距。你很難肯定地說某基因會導致某種行為，或改變Ａ行為來得到Ｂ結果。有時候，我會看到一些文章或書籍，宣稱根據「最新大腦發現」，以聳動的言論教導我們如何學習或做生意，例如：鼓勵讓學生聽古典音樂以促進數學能力的「莫札特效應」；或是主張擅長分析者是「左腦人」，而有創意者是「右腦人」，並依此規則管理人才。剛開始我很驚慌，擔心自己是不是漏讀了什麼重要論文？我會說許多大腦科學的方言，但是我卻不知道有這種保證成功的學習和經商方式。事實上，假如我們真的了解大腦如何端起一杯水來喝，這會是一個重大發現。（譯註：作者很含蓄地說出坊間那些賣偽大腦科學的廣告是無稽的。像他這種會說很多大腦方言〔即從分子生物學到細胞系統到行為層次都精通〕的人也不知道這個「最新發現」時，這個發現是沒有科學依據的。）所以我並不需要驚慌。大腦研究雖然無法肯定地告訴我們如何成為比較好的老師、家長、企業領導人和學生，但我會在每個章節最末，列舉大腦研究中較可行的方法，提供給你們在日常生活中實踐。但是，這些並非正式處方箋，它們只是假設而已。如果你願意嘗試這些方法，那麼就當作是在進行一個小型研究計劃，看看這些方法對你而言是否真的有效果。



　　回到叢林



　　我們對大腦的知識來自研究大腦組織的生物學家、研究行為的實驗心理學家、研究細胞組織和行為之關聯性的認知神經科學家，以及演化生物學家共同的努力。雖然我們對大腦究竟怎樣運作知道的不多，但是演化的歷史告訴我們：大腦的發展是為了(1)解決問題，而這些是(2)有關生存的問題，(3)在不穩定的戶外環境中(4)為了達到這些目的需要持續不停地移動 。我把這稱為大腦的「表現封套」（performance envelope）。本書的每一個主題—運動、睡眠、壓力、大腦迴路、注意力、記憶、感覺的整合、視覺、音樂、性別及探索—都跟這個表現封套有關。移動會變成大量的運動，環境的不穩定性使得大腦神經迴路的設定非常有彈性，讓我們可以透過探索來解決問題。從錯誤中學習，使我們可以在戶外生存下來。這表示我們可以選擇地注意某些東西，放棄對某些東西的注意，也代表我們需要以特殊的方式來建構記憶。雖然幾十年來，我們都把大腦關在教室和辦公室之中，事實上我們的大腦是建構來在叢林和大草原中求生存的，我們到現在還沒有脫離這個表現封套。多數人對於大腦的運作方式一竅不通，所以人們會做些蠢事，例如：一邊打手機一邊開車。但是在「注意力」這個功能上，大腦其實是不能同時做好幾件事情的。我們製造出非常緊張的工作環境，但是緊張其實對生產力是不好的。我們的學校就設計得很緊張，所以真正的學習大部分是在家庭中發生。這些研究，整個來說，帶給我們什麼訊息呢？基本上可以說：假如你要創造一個直接與我們大腦最擅長的能力相牴觸的教育環境，你會設計出我們現在的教室；假如你要創造出一個直接與大腦最擅長的能力相牴觸的職場環境，你會設計出使用小隔間的辦公室。假如你想改變，必須拆掉原有的，一切從頭來過。你可以怪大腦科學家很少跟老師和企業家談話，也不跟教育主管、會計師、機關首長和 公司總裁談話。除非你家裡客廳的茶几上擺的是《神經科學期刊》（Journal of Neuroscience），否則你根本不會知道神經科學發生了什麼事。這本書就是想把你從圈外人變成圈內人。



增訂版譯序



省不得的音樂教育�洪蘭



　　上個世紀資訊爆炸，所累積的知識是過去二千年的總和；這個世紀才過了不到五分之一，所累積的新知已經要超越上個世紀了。在這些日新月異、快速湧出的知識中，大腦科學是其中進步最快的一個領域。腦造影技術的精進使大家終於了解生命的中樞在腦而不在心，人的好壞也是在他的大腦而不在他的心好不好。



　　因為一般人無法直接觀察大腦的運作（除非在腦造影室），所以對很多人來說，大腦是神秘的。有一本很暢銷的科普作品《神經外科的黑色喜劇》（When the Air Hits Your Brain），是一位神經外科醫生的成長紀錄，描述由於人的大腦不可能接觸到空氣，當它接觸到空氣時就是神經外科動刀的時候，那是差一、二毫米就會造成這個人失去某個功能或半身不遂的。又因大腦跟智商有直接的關係，人們（尤其父母）對如何增進大腦功能使孩子聰明就大感興趣了。家長感興趣的地方就是商人財源的所在，坊間一些似是而非的教養書因此因應而生，提出各種健腦課程，讓父母失財，讓孩子受罪。



　　本書作者是華盛頓州立大學分子細胞學實驗室訓練出來的神經科學家，一直從事大腦和基因在認知功能上的研究，所以他的書可信度高，在美國賣得非常好，在台灣也有不錯的銷售成績，如果連不愛買書的台灣這本書都能增訂新版，可見它有一定的水準值得父母信賴。最新增訂版除了每一章節都有增加新的知識之外，最特別的是作者還新增了音樂這一章。音樂和美術的課程在大人眼中是可有可無，每次政府財政一緊縮，第一個砍掉的便是學校的音樂美術課程，在偏鄉和山地，更是十個學校有九個沒有音樂老師。這其實非常錯誤，因為音樂的重要性在它能改變大腦，尼采說「沒有音樂的世界是個錯誤」非常正確。有一次我到美國開會，抽空在晚上去聽了一場德弗札克的《新世界交響曲》，後來連續三天，只要一靜下來，腦海就浮現它的旋律，想停都停不了，好的音樂真是會一直在你腦海中轉，滋養你的心靈。



　　為什麼《新世界交響曲》的旋律對我有這麼大的迴響力呢？原來我念初中時，每天回家後放下書包第一件事便是打開電唱機（那時還是黑膠唱片），聽它的第三樂章來紓解考了一天試的緊張和疲勞有關。《新世界交響曲》可以說伴我度過了煩躁鬱悶的青春期，我也從那幾年中領會到音樂對一個人心智健康的重要性。



　　作者在音樂這一章中提出很多父母所關心議題的實驗證據，例如音樂能增強語言能力，因為它可以訓練聽覺皮質的敏感度，使學生易於辨識語音；音樂有旋律，這些旋律的重複增加了工作記憶的訓練，而工作記憶是所有認知能力的根本（訊息進入大腦後，需先經過工作記憶的處理，才能進入長期記憶，因工作記憶包括視覺空間描繪本〔visuospatial sketchpad〕和語音迴路〔phonological loop〕這兩個跟ＩＱ、學業成績都有關係的部分）；音樂的訓練還能增進孩子的社交技巧，因為它使孩子容易察覺別人情緒的變化，增加他們的同理心。



　　音樂能使大腦產生多巴胺（dopamine），這是種正向的神經傳導物質，對情緒和記憶有幫助，也使大腦產生催產素（oxytocin）這種跟親子聯結（bonding）、親密的社會行為有關的重要神經傳導物質。實驗甚至發現同台演奏的音樂家們，大腦會分泌催產素來增加他們演奏的默契，使他們合作無間。



　　音樂扣人心弦，使人感動落淚。有一次，我聽到阿里山鄒族的孩子在唱〈安魂曲〉（Miyome），當下讓我流淚不止，音樂感動人心的力量是非經歷其境的人不能了解的，音樂教育真的不能省。



　　一個人可能沒有美術天份，但可以懂得欣賞一幅好畫的意境；一個人也可能沒有音樂天份，但仍然能欣賞好的音樂，而這個欣賞的能力是我們需要在孩子小的時候帶給他們，使他們在人生逆境時有紓解情緒的工具。音樂不但撫慰我們的心靈，也能治療心靈的創傷。



　　工欲善其事，必先利其器，作者很用心的把孩子大腦發展的歷程所顯現出來行為告訴父母，希望讀過這本書後，父母教養孩子會更輕鬆，我們的孩子會更快樂。



專文推薦



人類在恐慌中生存、繁衍—了解腦、了解人、成功生活/白明奇



　　二○一六年冬天，我和成功大學體健所蔡佳良教授前往東歐進行台灣與斯洛伐克雙邊 合作計畫的進度交流，在斯洛伐克首都Bratislava 停留兩晚。有天中午，對方主持人Jozef Ukropec 與 Barbara Ukropcova 教授於知名餐廳 Bratislavaske Mestianske Pivovary（since 1752） 招待啤酒及豬腳，席間，我問了該國最具代表性的科學家，Barbara 立刻提了Daniel Carleton Gajdusek（1923-2008）及Jan Vilcek（1933-）。



　　身上有著斯洛伐克與匈牙利血統的Gajdusek 靠著他超人的智慧與鍥而不捨的精神，終結了新幾內亞的怪病Kuru症，因而獲得一九七六年諾貝爾醫學生理獎。我曾經於一九九二年陪同招待、並護送Gajdusek 教授到中正機場，前往機場的長途車程中，我們聊了許多臨床神經學的困境，印象十分深刻。



　　Vilcek 教授最大的成就在於細胞激素（cytokine）的研究，包括干擾素與腫瘤壞死因子 （tumor necrotizing factor, TNF）。Vilcek不僅成立生技公司，還與夫人Marica於二○○○年成立Vilcek 基金會，該基金會於二○○六年起獎勵在美國以外出生、對科學或藝術有貢獻者，大提琴家馬友友曾是二○一三年受獎者。隔天，當我們拜訪Jozef與Barbara教授位於郊區的住宅，Barbara 送我一本Jan 親筆簽名、剛剛出版的新書Love and Science: A memoir。



　　停留期間，我看了一部電影，描寫原始叢林之中的血腥鬥爭，敵人在暗夜中偷襲某族部落，除了掠奪燒殺之外，更將倖存的成人雙手綁上竹竿、男女分批帶走，留下稚齡小孩自生自滅，有一幕是小孩看著父母被帶走的神情，令人動容！設想這些小孩後來或能存活，但內心必然與天真活潑長大的小孩大為不同。另一方面，這些成年人下場又如何？有些男人被逐一當眾挖出心臟，然後將斷頸之首自通天塔頂端扔下，頭顱順著染滿血漬的石梯彈跳而下，成為一堆頭顱的一員，這究竟是導演的想像，抑或真實？少數俘擄獲得考驗體力與智慧的機會，奮力奔跑中，若能逃過背後不斷射來的飛箭與標槍，則可能獲得自由。



　　返台的航程中，我讀著Vilcek 的新書，腦中卻不斷出現那部不知名電影的情節與反芻內心深刻的感受。從演化上來看，我們都是在如前述險惡般環境下存活的物種的後代，處於這種如囚犯般、充滿不確定性環境的人類，大腦結構與腦細胞間的連結也因前述種種有了改變，身上流動著被威脅、戒慎恐懼、不安的血液，能夠繁衍存活的後代可能都有某種程度的共通特質。



　　幾個星期後，當收到遠流出版公司寄來《大腦當家》（最新增訂版），讀到書中有一節的小標為「回到叢林」時，我嚇了一跳。書中提到運動的好處也和此次東歐行的目的巧合，台斯雙方正在研究有氧與肌耐力運動對失智症大腦功能產生正面影響的科學證據。此外，本書提到許多因子如BDNF（brain-derived neurotrophic factor），也和Jan Vilcek 早年的研究有關。



　　人類智慧的成長有些是偶然，有些又似乎必然，上天造物絕對是省油之燈（parsimonious），同一個大腦結構必有多種用途。讀著這本介紹大腦功能的讀者們的大腦可能自然浮現幾個字：演化論、制約、行為學派，以及自由意志何在？



　　本書作者是分子生物學家John Medina，Medina 以周遭人事或親身體驗作例子，用說故事的方式來講解艱深難懂的大腦知識，讀者因而易於理解，並將此知識轉達給其他人、甚至應用於日常生活。這不僅能更了解大腦的正常運作，也可以解答如腦中風、失智症及精神疾病何以帶來種種大腦機能障礙的疑惑，更有助於推廣腦科學的普世教育，這是一本很值得推薦的好書。