更多的了解自己的大脑 是为了更好的学习有限元

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    中国智慧崇尚“知己知彼，百战不殆。”学习是项脑力劳动工作，为了能高效的学习有限元相关知识，有必要了解一下我们的大脑和如何让大脑更加高效运行的知识。

    大脑是宇宙间最复杂、最让人捉摸不透的器官。它的重量约1.3千克，约为体重的2%。令人难以置信的是，它的80%都是水！大脑使用了人们呼吸进来的20%的氧气，并且消耗摄入热量的20%。当对人进行全身扫描时，跟身体的其他部分相比，大脑显得非常活跃，以至于看上去，像是一个小小的有威力的火炉。

    大脑包含1000多亿个神经元（也叫神经细胞或大脑细胞），这数目跟银河系中的恒星数量不相上下。大脑同时也有上万亿个，叫做神经质的辅助细胞。神经元直接是由多达40万个一对一的连接（也叫神经键）联系在一起的。并且所有的个体，都能够与其他的个体“对话”，从而创造出，能够完成某项特定大脑功能的神经元网络。动作电位以约每小时97公里的速度，在神经细胞间传播。

    男人的大脑被美貌、形状、幻想和固执所主宰；女人的大脑则通常由语言、交流和情感所驱使。男性倾向于使用左脑，这使得他们更具有逻辑性、更面向细节的思维方式。

    在人出生的第一年中，大脑的发育是最快的。大脑扫描表明，婴儿的达到到12个月的时候，就跟正常年轻人的大脑相似了；到三岁时，小孩的大脑已经成型了约10亿个连接：大约是成年人大脑的两倍；在3到10岁期间，是社交能力、情绪及身体发育最快的时期。这个年龄组的大脑活动，比成年人多一倍还多，并且，虽然新的神经键，在一生中总会不断地形成，但大脑再也不会那么容易地，掌握新的技能或那么容易地接受挫折了；到了11岁，大脑开始以很快的速度，裁剪多余的连接。保留下来的线路，是更加专门化及更有效率的。这是大脑“不用则退”原则的最好例证；在18岁到25岁期间，大脑的前三人之一部分，也就是前额皮质，会继续发育。虽然一般将18岁的年轻人视为成人，但是那时的大脑，还远没有发育成熟。髓磷脂一直到25岁或26岁，还在前额质区域继续沉积，使得大脑的执行区域，以更好和更有效地方式来说工作；大约到了25岁以后，也就是当达到发育的最高峰以后，大脑开始慢慢地萎缩。

    颞叶。其位于颞部之下，在眼睛后面，是与语言（听力及阅读）、理解社交信号、短期记忆、将记忆转入长期存储、处理音乐、声音的音调及情绪的稳定性相关的。它能让人看见物品，并将其命名，从而识别它。深藏于颞叶里面的海马体。其功能是，将新的信息转换为大脑能够存储的密码，并将其存储长达几个星期。当海马体被破坏时，会既不能存储新的经验，也不能够取回在过去几个星期内，学到的新的东西。海马体是老年痴呆症，最先被破坏的区域之一。

    使大脑更加聪明的第一步，是努力通过一些对它有好处的事情，来保护它。情感创伤就像身体创伤一样，能够干扰大脑的发育，及给大脑带来负面的改变。情感创伤会改变大脑的功能。

    大脑对创伤做出的反应，是使某些大脑系统发烧，或像有火焰一样。扫描表明，边缘叶系统、前扣带回、基底神经节以及颞叶，都变得高度亢奋。当人们受到创伤时，会睡眠不好、变得情绪化、害怕和焦虑以及经受许多身体的症状，像头痛、肌肉紧张或大便有问题等。研究表明，慢性的或持久的压力会释放某种荷尔蒙，它们会杀死海马体的细胞。而海马体是位于颞叶里面的主要记忆中心。

    毒害大脑最常见的物质之一，是酒精。酒精通过减少神经细胞的刺激，而影响大脑；它阻止氧气进入细胞的能量中心；它减少很多种不同类型的，神经递质的有效性，特别是那些与学习和记忆有关的神经递质。酒是一把双刃剑，这取决于酒的摄入量。大量的饮用，如每天四杯或更多的烈酒，会增加痴呆症的危险性；但是少量的，如一个星期一杯葡萄酒，或者一个月一次而不是一天一次，可以减少痴呆症的危险性高达70%。

    对于许多人来说，味精是另外一个问题。有味精时，对大脑做扫描显示，有可能让左颞叶的活动严重不足，而这通常与暴力或暴躁的反应联系在一起。所以，尽可能不要接触味精。

    油漆的雾气及其他溶剂发出的蒸汽，都是需要避免的对大脑有毒害作用的物质。

    睡眠不足也会损害大脑。那些一个晚上睡眠少于7小时的人们，在颞叶区域活动不足。睡眠不足的人，在记忆和数学测验中得分较差，并且驾驶时，出车祸的危险性更大。

    晚上睡觉少于6.5小时，会减少抵御压力的能力。睡眠不足可能诱发对胰岛素的抗性：同每天睡7.5小时或8小时的人相比，那些每天睡眠小于6.5小时的人，分泌的胰岛素要多50%，并且，他们对胰岛素的敏感程度要少40%。已发现缺乏睡眠，与糖尿病和肥胖有联系。

    保护大脑的七步计划。你吃什么，就是什么。身体中所有细胞，包括大脑细胞在内，每五个月就更新一次。有些细胞，如皮肤细胞，每一个月就更新一次。适当的营养对保持一个健康的大脑和身体，是很关键的。下面介绍使得饮食得到控制，和把食物作为大脑药物的七步计划。

    1．增加饮水；2、限制热量输入；3、多吃鱼，鱼油并区别好脂肪和坏脂肪。

    吃鱼会降低痴呆症和中风的危险。研究人员测量数量5386位正常老年人的进食情况，并且对他们进行了长达2.1年的跟踪。那些摄入了大量的脂肪总量、饱和脂肪或胆固醇的人们比那些摄入少量的人们，患痴呆症的可能性要分别大出2.4倍、1.9倍及1.7倍。

    脂肪有两种类型——好的脂肪（不包含脂肪）以及坏的脂肪（饱和脂肪）。在饱和脂肪的分子结构中，那些可以结合的部分，真正的都处于了饱和状态，或者说都被氢分子填满了。它们的组织结构硬化，会造成动脉硬化以及胆固醇结块沉淀。饱和脂肪来自于红肉、鸡蛋、黄油、牛奶等。

    不饱和脂肪的结合点，没有被氢分子完全饱和，而且其特性更加灵活，这就是为什么不饱和脂肪更易融化。当接触空气时，容易变质，其也更容易被人体代谢，而且它们降低血液中胆固醇的含量。

    4．增加抗氧化剂的饮食。来自水果和蔬菜这些食物的抗氧化剂，能够大大减少发展成为认知缺陷的危险性。

    5．保持蛋白质、不包含脂肪及碳水化合物的平衡。6、每天吃健康饮食。7、有计划地吃零食。

    大脑锻炼。大脑就像肌肉一样，用的越多就越优秀。新的学习会使得大脑中，形成新的连接。无论人的年龄多大，大脑锻炼对大脑，都有着全面而积极的影响。最好的大脑锻炼，是学习新的知识，以及做以前没有做过的事情。新的学习促进大脑的发展，而重复做已经做过的事情，对大脑没有什么用处。

    研究表明，在学习过程中，人脑主要记忆以下内容：学习开始阶段的内容（前摄记忆）、学习结束阶段的内容（后摄记忆）、与已经存储起来的东西或模式发生了联系，或者与正在学习的知识的某些方面发生了联系的内容、作为在某些方面非常突出或者独特的东西，而被强调过的内容、对五官之一有特别吸引力的内容、本人特别感兴趣的内容。发现这一特征的心里学家是冯·雷斯托夫（Von Restorff），因此这类记忆现象也称为“冯·雷斯托夫效应”。

    学习对神经元，有着非常真实的刺激效果。它使神经元不断地激发，并且更容易被激发。大脑中有许多不同的线路，没有用到的任何线路都会变得软弱。长期增益作用（Long-Term Potrntiation，LTP）是学习的生理学。它在长期内使得神经元兴奋（或者说赋予它能力），并使它做好一项工作。简单的说，学习就是通过对一个动作的重复而导致神经元及它的神经键产生真正生理上的变化。

    当以正确的方式来刺激神经细胞时，会使得它们更加有效率，它们的功能会更好，而拥有一个在一生中活跃的和富有学习能力的大脑。

    当一个给定的信息或者思想或者重新激活的记忆，在脑细胞之间传递时，就建立起了一个生化电磁通道。

    当人每次产生一个想法时，带有这个想法的神经通道中的生化电磁阻力就会减少。重复思维模式或图谱的次数越多，对它们造成的阻力就越小。因此，重复本身就增大了自我重复的可能性。人类智慧的边界，在许多方面都可以与大脑摸索和使用这种模式的能力相关联。

    长期增益作用导致神经末梢变大，而这会带来三个巨大优势。1、它们更难被破坏；2、神经元上的更大面积，使得细胞间能够以更强的信号，来进行信息传递。3、在赋予能力的过程中，接受信号的神经元在需要更少的输入后，就产生自己的信号。这意味着，一旦长期增益作用已经形成，要将某种事情做好，就不需要太多的能量了。如本书前言中介绍的“资之深，则取之左右逢其源”。

    锻炼大脑的13个实用方法。1、让自己专心致志地学习新的东西；2、学习一些新的及有趣的东西；3、在工作中交叉培训；4、在习惯事物上改进做事技巧；5、控制看电视的时间；6、限制玩电子游戏；7、参加一个阅读小组，使得对学习新东西负起责任；8、训练不会使你完美无缺，完美无缺的训练才会使你变得完美无缺；9、打破生活的惯例，来激活大脑的新区域；10、比较一下类似的事情是怎样运作的；11、参观不同的新地方；12、结交聪明的朋友；13、对那些学习上有问题的小孩和大人进行辅导，以帮助他们能够在学校里待下去。

    为了你的大脑而运动。锻炼身体可以保护和改善大脑，这可能是使得神经元，长期保持健康的最重要的事情。适当的锻炼，可以改善心脏向全身输送血液的能力，以帮助大脑保持血液畅通，从而增加氧气和葡糖糖的供给。锻炼也会减少由于生活环境中有毒物质，对神经元的损害，并且增加胰岛素防止高血糖的能力，从而减少发生糖尿病的危险。锻炼身体也有助于保护海马体中的短期记忆结构，使它不处于高度紧张状态。

    锻炼事实上刺激了神经发生，神经发生是大脑产生新的神经元的能力。当实验室里的老鼠锻炼时，研究表明，在它们的颞叶和海马体中产生了新的神经元，这些神经元会存活大约四个星期，如果没有刺激的话，神经元随后就会死亡。人通过精神或社会交流的刺激新的神经元，它们就会与其他神经元连接起来，与大脑内的线路结成一体。

    锻炼给海马体的神经元加上一层保护，效果会持续大约3天，因此锻炼的频率最好是每三天一次。将锻炼身体变成一个习惯的最好方法，就是每天选择一个特定的时间和地点。尽量锻炼30分钟以上。

    当遇到一个困难的问题时，放些音乐，并让大脑一边听音乐，一边解决问题或许是个好主意。

本文援引自本人新书《Ansys Workbench 结构工程高级应用》

中国水利水电出版社出版

ANSYS中国官方策划出版

最后插入一张2015年5月初 刚刚收到出版社样书时候拍的合影吧