互动科普

有时候，我们会感到头晕脑胀，仿佛陷入迷宫找不到出口：听报告时云里雾里、写讲稿时无法专心、一时半会算不出该给多少小费，给朋友介绍同事时，名字已经到了嘴边却叫不出来。

诸如此类的“精神障碍”屡见不鲜，只要我们注意饮食，就可以缓解这种症状。研究表明，饮食不仅影响人的健康和情绪（参见本期《环球科学》第54页《喂饱我们的心情》一文），还会左右人的思维能力。食物中的营养成分会影响我们的记忆力、学习能力、注意力以及决策能力。

举例来说，只有血糖水平稳定时，大脑才能很好地工作。专家告诉我们，摄取复合碳水化合物比摄取单糖（simple sugars）更能稳定血糖水平，预防思维迟钝。此外，铁可以携带氧进入大脑，所以摄取足量的铁对保持敏锐的思维非常重要。研究还显示，高蛋白食物可以帮助我们集中注意力，鱼肉所含的某些脂肪酸对大脑也有好处。

进餐时间也很重要。研究证实了“一日之计在于晨”这句古训。吃早餐能帮助我们保持充沛的精力。适时加餐也能有效维持血糖的稳定。

一般来说，对身体有益的食物对大脑也有好处。尽管食物对大脑的影响还有待研究，但已有资料显示，营养膳食有助于大脑发挥最大潜能。

大脑的燃料

人脑成形于子宫，出生后继续发育成熟。在此过程中，大脑需要摄取充足的能量和各种营养。在发育期间，婴儿需要从母体获取脂肪和蛋白质。这些成分对形成神经细胞的脂质膜和髓磷脂（myelin，包裹神经纤维的绝缘层）非常重要。对发展中国家营养不良儿童的调查研究显示，缺乏营养会抑制孩子的智力发育。

对成人来说，规律地就餐也有助于维持大脑神经元的正常工作。尽管大脑只占人体重的2%，却消耗了20%的能量。大脑不能像肌肉一样储存碳水化合物，所以它需要恒定的葡萄糖供给。当血糖水平降低时，神经元不能正常工作，人便会饥饿，无法集中注意力。

人几天不吃饭，智力就会下降，因为大脑为了获取必要的能量，必须代谢体内的尿酮体（ketone bodies），这种物质是脂肪的分解产物。这一代谢过程需要合成许多特异的酶，很花时间，人也就越发精神恍惚。

然而，血糖过高也会抑制智力水平。2005年，美国维吉尼亚健康系统大学（University of Virginia Health System）的心理学家丹尼尔·J·考克斯（Daniel J. Cox）和同事，对230名糖尿病患者进行简单的语言和数学测试后发现，一半人在血糖升高到一定水平后，反应变慢、计算准确率降低。他们推测，高血糖可能改变了血脑屏障处的血管结构，或者改变了大脑中化学信使的产量，从而引起认知障碍。

以上实验显示，保持适当的血糖含量才能最好地发挥大脑的潜能。平时我们可以通过合理膳食，来避免血糖水平大幅波动。

蔗糖（sucrose）和乳糖（lactose）之类的糖，能迅速提高血糖水平。在高强度训练后，我们可以吃些甜食来快速补充体力。但是这种效果并不持久，血糖的迅速升高会刺激胰腺分泌胰岛素（insulin），胰岛素又促进葡萄糖的吸收，使血糖水平逐渐回落。与糖相比，富含淀粉和纤维的食物，如全麦面包、豆类和蔬菜，对大脑更有好处，可以使葡萄糖水平缓慢提高，而且更加持久。值得注意的是，富含纤维的食品不易消化、吸收也较慢。

最新的研究数据证实，富含淀粉和纤维的食物能使人长时间精力充沛。英国诺森伯兰大学认知心理学家基思·A·韦斯恩斯（Keith A. Wesnes）带领的研究小组，将年龄为6到11岁的64个小朋友随机分成两组，分别以含糖食物和富含淀粉的谷物作为早餐。糖可以迅速提高血液的葡萄糖含量，而淀粉的效果较慢。早餐后，研究人员每隔一小时就对小朋友进行一次注意力和记忆力测试，结果发现所有孩子的测试成绩都逐渐下降，但吃谷物早餐的一组小朋友，成绩下降的速度明显慢于另一组。

铁的作用

血红细胞中含有一种大分子铁蛋白——血红素（hemoglobin）。血红素将氧带入大脑，葡萄糖才能正常代谢。由此可见，摄取足量的铁，对人的智力至关重要。幼年时缺铁，会影响大脑的发育，从而影响表达、阅读和计算能力。2005年，美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的儿科医生霍华德·塔拉斯（Howard Taras）在一篇综述中指出，严重缺铁的儿童智力明显偏低，补充铁质能帮助他们缓解智力缺陷。

成年人中育龄妇女的需铁量最高。在美国，医生建议孕妇每日摄入18毫克铁，而男性和育龄后妇女只需要8毫克。美国约翰·霍普金斯大学的营养学家劳拉·E·默里—科尔布（Laura E. Murray-kolb）和宾夕法尼亚州立大学的约翰·L·比尔德（John L. Beard）在对育龄妇女的研究中发现，血液中铁的含量会影响成年人的智力水平。

起初，在149名接受测试的育龄妇女中，只有42名血液中铁含量达标，她们比其他缺铁女性的智商更高、反应也更快。随后的16周，研究者持续给贫血的女性补铁，结果她们的表现明显改善，成绩提高了5到7倍，与铁含量正常的女性成绩相当。

牛羊肉之类的红色肉类，含有最容易被人体吸收的二价铁；植物油、酵母、豆类和一些蔬菜所含的三价铁则很难吸收。不过，富含维生素C的食物，如橘子和大蒜，能促进铁的吸收。因此，素食主义者应该多吃含维生素C的食品，帮助吸收蔬菜中的三价铁。

其他的维生素、矿物质和微量元素对维持大脑功能也很重要（见第47页表格）。大脑神经细胞的信号传导和代谢需要钾、钠、钙的参与。葡萄糖的代谢则需要维生素B1的参与。维生素和矿物质稍有缺乏（比如经常食用快餐就会导致维生素和矿物质缺乏），人就容易疲劳、健忘和分心。

不过，这并不是说，过多摄入维生素和矿物质，就能变得和爱因斯坦一样聪明。2004年，法国巴黎市立医院（Hotel-Dieu Hospital）的营养学研究员弗朗斯·贝利勒（France Bellisle）在一篇综述中指出，缺乏维生素的儿童在补充维生素后，智力会有所提高，但是原本就不缺维生素的人在补充维生素后，能否进一步提高智力，则不得而知。

神奇的蛋白质

蛋白质的组成成分是氨基酸，成人的大脑需要氨基酸来合成各种酶、运载分子、细胞元件、神经递质（大脑中的化学信使）和其他重要分子。比如，酪氨酸（tyrosine）和苯丙氨酸（phenylalanine）可以合成肾上腺素（epinephrine，一种体内激素）和多巴胺（dopamine，一种神经递质），后两者都能提高人体的机敏度。有研究显示，吃完高蛋白食物（如低脂奶制品、鱼类、瘦肉和豆类），人会变得更机警和专心。这也许是因为摄入的蛋白质分解为氨基酸，随后被合成为肾上腺素和多巴胺。

蛋白质也能稳定血糖水平，提高人的注意力。2002年，瑞士苏黎世联邦工学院（Swiss Federal Institute of Technology in Zurich）的营养学家卡林娜·菲舍尔（Karina Fischer）和同事，选取了15名健康男生进行测验。这15名男性分别食用不同比例的碳水化合物和蛋白质（以下简称高碳水化合物组、均衡组和高蛋白组）。结果显示，均衡组和高蛋白组的短时记忆更好，用餐一小时后注意力也明显改善；高蛋白组的血糖水平波动较小，这说明蛋白质通过稳定血糖水平，间接提高了人的注意力。

不过，摄入高蛋白食物对血液中另一种氨基酸——色氨酸（tryptophan），却有相反的作用。色氨酸是神经递质5-羟色胺（serotonin）的前体物质，5-羟色胺不仅能稳定情绪，（参见本期《环球科学》第54页《喂饱我们的心情》一文），还能影响我们的智力，尤其是学习能力和记忆力。大多数食物所含的蛋白质中，色氨酸的含量大大少于其他氨基酸，色氨酸在进入大脑的过程中，会和其他氨基酸产生竞争，导致摄入高蛋白食物后，大脑中色氨酸的含量反而降低。

大脑中色氨酸含量对认知过程的影响，一直没有定论。一些在人和大鼠上进行的实验显示，缺乏色氨酸会损害长期记忆和信息处理能力；但也有一些资料认为，机体缺乏色氨酸能改善决策能力。

在某些情况下，提高脑内色氨酸水平能促进认知功能。摄取碳水化合物能促进色氨酸进入大脑，这是因为它能促进胰岛素分泌，进而刺激肌肉摄取氨基酸。由于与它竞争的其他氨基酸大量进入肌肉，色氨酸在血液中的含量升高，进入大脑也相对容易。荷兰马斯特里赫特大学（Maastricht University）的实验心理学家C·罗布·马库斯（C. Rob Markus）和同事的研究显示，对于易紧张人群来说，多吃含高碳水化合物的食物能增加脑内色氨酸水平，改善认知能力。不过有些研究人员推测，在这种情况下，色氨酸水平升高所带来的改善，部分可能是通过缓解测试者的焦虑情绪来实现的。

海产品的妙用

不饱和脂肪（unsaturated fat）也对大脑很有好处，尤其是鱼类（如鲭鱼、金枪鱼、鲱鱼和鲑鱼）所含的多不饱和Ω-3脂肪酸。这些鱼油是神经细胞膜和髓磷脂的组成成分，能帮助维持脑血管健康。资料显示，一个月吃一到三次鱼，就能显著减少中风的几率。

近期的研究表明，孕妇吃鱼有益于胎儿大脑的发育。美国国家酒精滥用和酒精中毒研究所（National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism）的营养学家约瑟夫·希本（Joseph Hibbeln）和同事，对11,875名孕妇进行跟踪调查，首先记录她们怀孕期间海产品的摄取情况，再测试她们的孩子从6个月～8周岁期间的行为和认知表现。结果发现，怀孕期间每周吃鱼少于340克的母亲，所生的孩子智力相对较低，沟通能力、精细运动能力和社交能力较差。这意味着鱼肉的营养价值远远超出了鱼肉含有的少量残留污染物。

食用亚麻油、菜籽油、大豆油和胡桃油对身体也有类似的好处，它们都含有大量α-亚麻酸（alpha-linolenic acid），能在体内转化成Ω-3脂肪酸。但是食用时应尽量避免炒或炸，因为高温会把α-亚麻酸转化成对学习能力和身体健康有害的反式脂肪酸（trans-fatty acid）。

只有当体液充足时，食物中的营养成分才能顺利进入大脑。研究显示，即使轻微脱水也会减慢营养物质进入大脑的速度，损害短时记忆，并引起其他认知障碍。

适量饮用含咖啡因的饮料，如茶和咖啡，也对大脑有好处，因为咖啡因能改善短期注意力，促进学习和记忆。喝完咖啡20分钟就会有效果，并且能维持2～3个小时。茶的作用相对较弱，但是持续时间比较长，因为茶叶中咖啡因含量较少，而且释放缓慢。不过，研究认为，过量服用咖啡因（每天超过4杯咖啡）反而会分散注意力。

最佳进餐时间

进餐时间也会影响认知能力。早餐对于认知功能尤其重要，但是在美国和欧洲约有10%~30%的儿童不吃早饭。2005年，美国佛罗里达大学营养师盖尔·C·兰佩绍德（Gail C Rampersaud）和同事总结了22份相关研究发现，吃早饭的孩子记忆力和学习成绩更好，出勤率也更高。2005年，塔拉斯撰写的另一篇综述指出，学校提供的早餐，能改善严重营养不良儿童的认知能力和学习成绩。

在正餐之间适当吃些零食，有助于维持血糖水平，预防和缓解反应迟钝。水果、酸奶、全麦面包、低脂香肠和乳酪等富含复合碳水化合物和蛋白质的零食，都是不错的选择。在考试或重要会议前吃点富含蛋白质的快餐，比如金枪鱼三明治，能更好地集中注意力；如果考试或会议时间比较长（超过20分钟），就不能只吃单糖食物，因为补充单糖时血糖升得快，降得也快。

不管吃什么零食都会升高血糖水平。另外有研究显示，咀嚼也能改善记忆力。2002年，英国诺森比亚大学的认知神经学家露西·威尔金森（Lucy Wilkinson）和同事报道，咀嚼无糖口香糖的人背单词的成绩，比不嚼口香糖的人更好，这可能是因为咀嚼促进了大脑控制记忆部分的血液循环。

午餐应该选择低热量、高蛋白、富含维生素和矿物质的食物，如鱼肉、鸡肉和沙拉。这些食物能帮助我们整个下午精神集中，记忆力良好。晚餐则不宜太油腻，少喝含咖啡因的饮料，可以吃些米饭、面条和杂粮——研究证明这些碳水化合物能提高色氨酸水平，帮助睡眠。或者更简单点，喝一杯加了蜂蜜的热牛奶。