你乘坐的飞机上挤满了其他商务人士，你用笔记本电脑阅读电子版的《华尔街日报》，同时将文件下载到你的黑莓手机上，并整理你在到达纽约后的第一次会议的PowerPoint演示文稿。你津津乐道于你的日程安排、待办事项清单和电话簿的完美对称性，这时你注意到隔壁排的一位女士正在她的皮革装订的每日计划本上写着小小的笔记。你记得你也曾有过一个那样的东西……什么？好像是几百万年前的事了？嘿，女士！醒醒吧，闻闻计算机时代的气息。你现在在机场外面，和几十个人一起焦急地等待出租车。终于轮到你了，当你伸手去拉出租车门时，一个身材魁梧的男人推到你前面，几乎把你撞倒。你的公文包飞了出去，你的笔记本电脑和黑莓手机摔得粉碎，散落在人行道上。当你慌乱地收拾你曾经完美安排的生活的残骸时，那位带着每日计划本的女士优雅地走进一辆出租车，扬长而去。
当前数字技术的爆发式发展不仅正在改变我们的生活和沟通方式，而且还在迅速而深刻地改变着我们的大脑。每天接触高科技——电脑、智能手机、视频游戏、搜索引擎（如谷歌和雅虎）——会刺激脑细胞的改变和神经递质的释放，逐渐加强我们大脑中的新神经通路，同时削弱旧的神经通路。由于当前的科技革命，我们的大脑正在以前所未有的速度进化。
除了影响我们的思维方式外，数字技术还在改变我们的感受和行为方式。十分之七的美国家庭都接入了高速互联网。我们依赖互联网和数字技术进行娱乐、政治讨论以及与朋友和同事的交流。随着大脑进化并将其注意力转移到新的技术技能上，它逐渐远离了基本的社交技能，例如在谈话中解读面部表情或理解细微手势的情感背景。2002年斯坦福大学的一项研究发现，我们每在电脑上花费一小时，与他人面对面交流的时间就会减少近30分钟。
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数字原住民
今天的青少年和20多岁的年轻人，被称为“数字原住民”，他们从未知道一个没有电脑、24小时电视新闻、互联网和手机（以及它们的视频、音乐、摄像头和短信）的世界。许多这些原住民很少走进图书馆，更不用说在传统的百科全书里查找东西了；他们使用谷歌、雅虎和其他在线搜索引擎。这些数字原住民大脑中的神经网络与“数字移民”（包括大多数婴儿潮一代）的神经网络截然不同，“数字移民”是在成年后才进入数字/计算机时代的人，但他们的基本大脑线路是在直接社交互动是常态的时代奠定的。
现在，我们每天都在长时间地让大脑接触技术，甚至在非常年幼的时候就开始了。2007年德克萨斯大学奥斯汀分校对1000多名儿童进行的一项研究发现，在典型的一天中，75%的儿童看电视，而32%的儿童看视频或DVD，每天的总接触时间平均为1小时20分钟。在这些儿童中，五岁和六岁的儿童每天额外花费50分钟在电脑前。2005年凯撒家庭基金会的一项研究发现，8至18岁的年轻人每天让他们的大脑接触八个半小时的数字和视频感官刺激。调查人员报告说，大多数技术接触是被动的，例如看电视和视频（每天四小时）或听音乐（一小时四十五分钟），而其他接触则更主动，需要精神参与，例如玩视频游戏（每天50分钟）或使用电脑（一小时）。
我们知道，大脑的神经回路每时每刻都在对它接收到的任何感官输入做出反应，人们花费在电脑前的许多时间——包括浏览互联网、交换电子邮件、视频会议、即时通讯和网上购物——使他们的大脑不断受到数字刺激。我们在加州大学洛杉矶分校的研究团队想研究这种长时间的电脑使用对大脑神经回路的影响有多大，它能多快地建立新的通路，以及我们是否可以观察和测量这些变化的发生。
大脑中的谷歌
我们中的一位（斯莫尔）求助于加州大学洛杉矶分校的神经心理学和神经影像学专家苏珊·布克海默和蒂娜·穆迪。我们计划使用功能性磁共振成像来测量大脑在常见的互联网电脑任务（在谷歌上搜索准确信息）期间的活动。我们首先需要找到相对没有经验且对电脑不熟悉的人。
最初很难找到还没有使用过个人电脑的人，但我们最终招募了三名50多岁和60多岁的志愿者，他们对这项技术是新手，但愿意尝试。为了比较这三名新手志愿者的脑活动，我们还招募了三名年龄、性别和社会经济背景相当的精通电脑的志愿者。对于我们的实验，我们选择了在谷歌上搜索关于各种主题的特定和准确的信息，从吃巧克力的健康益处到计划去加拉帕戈斯群岛旅行。
接下来，我们必须想办法在志愿者使用互联网时进行核磁共振成像。由于研究对象必须在核磁共振仪的长而窄的管子里进行实验，因此没有空间放置电脑、键盘或鼠标。为了在扫描仪内重现谷歌搜索体验，我们让志愿者戴上一副特殊的护目镜，护目镜上显示网站页面的图像。该系统允许志愿者通过按下一个方便放置的小键盘上的手指来导航模拟计算机屏幕并做出选择以推进他们的搜索。
为了确保功能性核磁共振扫描仪测量的是控制互联网搜索的神经回路，我们需要排除其他大脑刺激来源。为此，我们添加了一个控制任务，其中研究对象在核磁共振成像期间阅读通过专用护目镜投射的书页。此任务允许我们从核磁共振成像测量值中减去任何由单纯阅读文本、专注于视觉图像或集中注意力引起的非特异性脑激活。
我们只想观察和测量互联网搜索所需的那些心理任务产生的大脑活动，例如扫描目标关键词、在多个备选项中快速选择、如果某个搜索选择没有帮助则返回上一页等等。我们将这种控制任务（简单地阅读模拟的文本页面）与互联网搜索任务交替进行。我们还控制了互联网页面上通常显示的图片和图画引起的非特异性大脑刺激。
最后，为了确定我们是否可以训练互联网新手志愿者的大脑，在第一次扫描会话后，我们要求每位志愿者每天上网搜索一小时，持续五天。我们给精通电脑的志愿者分配了相同的任务，并在五天的搜索引擎训练后对两组志愿者重复进行了功能性核磁共振扫描。
大脑变化
正如我们预测的那样，当计算机高手和计算机新手受试者阅读模拟的书籍文本时，他们的大脑没有表现出任何差异；两组人在这项心理任务中都有多年的经验，他们的大脑对阅读书籍非常熟悉。相比之下，两组人在谷歌上搜索时表现出明显不同的神经激活模式。在基线扫描会话期间，计算机高手受试者使用了大脑左前部的一个特定网络，称为背外侧前额叶皮层。互联网新手受试者在该区域表现出极少甚至没有激活。
我们在设计这项研究时担心的一个问题是，五天的时间是否足够观察到任何变化。但仅仅经过五天的练习，互联网新手受试者的大脑前部的完全相同的神经回路变得活跃起来。在互联网上花费了五个小时，这些参与者就已经重新连接了他们的大脑。精通电脑的志愿者在基线时激活了相同的前额脑区域，并且在第二次会话期间具有相似的激活水平，这表明对于典型的精通电脑的个体，神经回路训练发生得相对较早，然后保持稳定。
背外侧前额叶皮层参与我们做出决策和整合复杂信息的能力。它也被认为控制着我们整合感觉和思想的心理过程，以及工作记忆，即我们在很短的时间内记住信息的能力——刚好足够管理互联网搜索任务或在从电话号码簿中获得电话号码后拨打电话。
在今天的数字时代，我们把智能手机放在口袋里，把耳机塞在耳朵里。笔记本电脑总是触手可及，如果我们找不到固定电话也不用担心——总有Wi-Fi（无线保真度的缩写，提供到互联网的无线连接）让我们保持连接。
我们的高科技革命使我们陷入了“持续局部注意力”的状态，软件主管琳达·斯通在1998年创造了这个术语，她将其描述为持续保持忙碌——关注一切，但从不真正专注于任何事情。持续局部注意力不同于多任务处理，在多任务处理中，我们对每个任务都有目的，并且我们正在努力提高效率和生产力。相反，当我们的思想局部关注，并且持续这样做时，我们会在任何给定的时刻扫描任何类型的联系的机会。当我们的短信流动时，我们进行虚拟聊天，我们关注活跃的好友列表（即时消息程序中的朋友和其他屏幕名称）；一切、所有地方都通过我们的外围注意力连接起来。
虽然从时刻到时刻都有我们所有的朋友在线似乎很亲密，但我们可能会失去与现实生活关系的个人接触，并且可能会体验到与当我们关闭设备并将注意力集中在一个人身上时相比，一种人为的亲密感。
科技脑力衰竭
当保持持续局部注意力时，人们可能会将他们的大脑置于高度紧张的状态。他们不再有时间反思、思考或做出深思熟虑的决定。相反，他们存在于一种持续的危机感中——随时警惕新的联系或令人兴奋的新闻或信息。一旦人们习惯了这种状态，他们往往会沉迷于永久的连接。它滋养了他们的自尊心和自我价值感，并且变得不可抗拒。
神经影像学研究表明，这种自我价值感可能保护海马体的大小——海马体是位于内侧（面向内侧）颞叶的马蹄形大脑区域，它使我们能够学习和记住新信息。精神病学教授索尼娅·J·卢皮恩和她在麦吉尔大学的同事研究了健康年轻人和老年志愿者海马体的大小。自尊的测量值与海马体的大小显着相关，与年龄无关。他们还发现，人们感到对自己的生活控制力越强，海马体就越大。
但在某种程度上，当我们保持持续局部注意力时感受到的控制感和自我价值感往往会崩溃——我们的大脑并非天生就适合长时间持续监控。最终，数小时不间断的数字连接会产生一种独特的大脑压力。许多在互联网上连续工作数小时而没有休息的人报告说，他们在工作中经常犯错误。在注销后，他们注意到自己感到茫然、疲惫、易怒和分心，仿佛他们处于“数字雾霾”中。这种新的精神压力形式，斯莫尔称之为“科技脑力衰竭”，正威胁着成为一种流行病。在这种压力下，我们的大脑本能地向肾上腺发出信号，分泌皮质醇和肾上腺素。在短期内，这些应激激素会提高能量水平并增强记忆力，但随着时间的推移，它们实际上会损害认知能力，导致抑郁症，并改变海马体、杏仁核和前额叶皮层（控制情绪和思想的大脑区域）的神经回路。慢性且长期的科技脑力衰竭甚至可以重塑潜在的大脑结构。
当时在哈佛大学的研究心理学家萨拉·C·梅德尼克和她的同事们能够在实验中诱导出志愿者轻微的科技脑力衰竭；然后他们能够通过小睡和改变心理任务来减轻其影响。他们的研究对象执行一项视觉任务：报告电脑屏幕左下角三条线的方向。志愿者的分数随着时间的推移而下降，但如果科学家们在电脑屏幕的左下角和右下角之间交替进行视觉任务，他们的表现就会提高。这个结果表明，大脑衰竭可以通过改变心理任务的位置来缓解。
研究人员还发现，如果研究对象小睡20到30分钟，他们的表现也会提高。参与该任务的神经网络显然在休息期间得到了刷新；然而，该任务的最佳刷新和恢复活力发生在小睡时间长达60分钟时——这是快速眼动 (REM) 睡眠开始所需的时间量。
全新的、改良的大脑？
无论我们是数字原住民还是数字移民，通过电子邮件、视频游戏、谷歌搜索或其他技术体验等活动来改变我们的神经网络和突触连接确实可以增强一些认知能力。我们可以学会对视觉刺激做出更快的反应，并提高多种形式的注意力，尤其是注意到外围视觉图像的能力。我们培养了更好地快速筛选大量信息并决定什么是重要的和什么是不重要的能力——我们的心理过滤器基本上学会了如何进入超速运转状态。通过这种方式，我们能够应对每时每刻出现在和消失在我们心理屏幕上的大量数据。最初，每天轰炸我们的信息潮可能会造成一种注意力缺陷，但我们的大脑能够以一种促进快速处理的方式适应。
根据英国诺森比亚大学的认知心理学家帕姆·布里格斯的说法，网络冲浪者在网上查找健康信息时，在任何特定网站上花费的时间不超过两秒钟，然后就转到下一个网站。她发现，当研究对象确实停下来专注于某个特定网站时，该网站包含与搜索相关的数据，而他们跳过的网站几乎不包含任何与搜索相关的内容。这项研究表明，我们的大脑学会了迅速集中注意力、分析信息，并几乎立即决定采取或不采取行动。我们中的许多人不是简单地患上“数字注意力缺陷障碍”，而是在发展为快速和果断的定向注意力爆发而定制的神经回路。
数字进化很可能正在以我们目前衡量和定义智商的方式提高我们的智力。随着数字文化的进步，平均智商分数一直在稳步上升，并且在没有错误的情况下进行多任务处理的能力也在提高。新西兰Unitec理工学院的神经科学家保罗·卡尼报告说，一些电脑游戏实际上可以提高认知能力和多任务处理技能。他发现，每周玩游戏八小时的志愿者，多任务处理技能提高了两倍半。罗切斯特大学的其他研究表明，玩视频游戏也可以改善外围视觉。随着现代大脑继续进化，一些注意力技能得到提高，心理反应时间缩短，许多大脑任务的执行效率更高。
然而，虽然当今数字原住民的大脑正在为快速的网络搜索布线，但控制更传统学习方法的神经回路却被忽视并逐渐减弱。随着传统的一对一的人际交往技能萎缩，人类互动和沟通的途径减弱。我们在加州大学洛杉矶分校的研究团队和其他科学家已经证明，我们可以有意识地改变大脑布线并重新激活其中一些正在减少的神经通路，即使新进化的技术回路将我们的大脑带到非凡的潜力水平。
我们所有人，无论是数字原住民还是数字移民，都将掌握新技术并利用它们的效率，但我们也需要保持我们的人际交往能力和我们的人性。无论是与专注的谷歌搜索还是与富于同情心的倾听练习有关，我们的突触反应都可以被测量、塑造和优化以发挥我们的优势，我们可以从现代思维的技术适应中幸存下来。
注：本文最初印刷时的标题为“认识你的‘我脑’”。